TiaSang
Thứ 4, Ngày 22 tháng 9 năm 2021
Đổi mới sáng tạo

Cảm biến siêu nhỏ có thể tồn tại lâu năm trong cơ thể

23/08/2016 04:32 -

Sau 5 năm nghiên cứu, các nhà khoa học tại trường Đại học California, Berkeley đã cấy thành công những bộ cảm biến “bụi thần kinh” vào trong cơ thể chuột để theo dõi các xung lực thần kinh và cơ bắp của chuột qua sóng siêu âm. Đây là những bộ cảm biến không dây, không sử dụng pin, chỉ nhỏ bằng kích thước một hạt cát và có thể tồn tại vĩnh viễn trong cơ thể.

Một bộ cảm biến “bụi thần kinh”

Cấu trúc một bộ cảm biến này bao gồm một tinh thể áp điện nối với một mạch điện đơn giản, tất cả nằm trên một tấm bảng polymer bé xíu. Một sự thay đổi trong sợi thần kinh hoặc cơ bắp xung quanh bộ cảm biến này sẽ làm thay đổi xung động của tinh thể. Những dao động này có thể được hấp thụ bằng sóng siêu âm, qua đó nhà nghiên cứu có thể cảm nhận được những gì đang diễn ra bên trong cơ thể bệnh nhân.

Cho tới nay, các nhà khoa học vẫn đau đầu với bài toán xây dựng những thiết bị cấy ghép có thể tồn tại vài chục năm trong cơ thể người. Hiện nay, nhiều thiết bị thoái hóa chỉ sau 1-2 năm, có thiết bị phải nối dây từ trong cơ thể ra bên ngoài, hoặc có thiết bị hoạt động không hiệu quả. Để liên lạc với các thiết bị cấy ghép y học này, các nhà khoa học sử dụng tần số vô tuyến, vốn thích hợp với những thiết bị lớn. Với thiết bị nhỏ xíu của mình, nhóm nghiên cứu đã thử chuyển sang sóng siêu âm và đạt được kết quả tốt hơn rất nhiều.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ thí nghiệm việc xây dựng các bộ cảm biến bụi thần kinh làm từ nhiều nguyên liệu khác nhau, có thể sử dụng an toàn trong cơ thể người. Họ cũng đang tìm cách thu nhỏ hơn nữa kích thước của các bộ cảm biến này. Với trình độ khoa học hiện nay, giới khoa học đã có thể đưa các bộ cảm biến vào bên trong hệ thần kinh ngoại biên và cơ bắp, nhưng nếu được thu nhỏ hơn nữa, chúng có thể được cấy trực tiếp vào hệ thần kinh trung ương hay não bộ.

Sự phát triển của công nghệ này hứa hẹn sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho lĩnh vực y học, đặc biệt là ngành phục hồi chức năng. Trên lý thuyết, một người bị liệt có thể điều khiển máy tính hoặc một người bị cụt tay có thể sử dụng cánh tay robot nhờ việc sử dụng các bộ cảm biến trên. Bụi thần kinh cũng có thể được sử dụng để theo dõi các thông số sức khỏe chẳng hạn như nồng độ oxy, pH hay sự xuất hiện của một số hợp chất hóa học, hay để theo dõi chức năng của các bộ phận trong cơ thể. Với các bệnh nhân ung thư, các bộ cảm biến được cấy gần khối u có thể giúp giám sát sự phát triển của các khối u này.

Tags: