De wereld van nanotechnologie brengt op vele manieren een revolutie teweeg in het menselijk leven, maar het is de gezondheid waarvan de impact groter kan zijn en met een bovennatuurlijke waarde. Deze keer hebben ingenieurs de eerste draadloze sensor met stofkorrelgrootte gemaakt die in het lichaam kan worden ingezet.
Deze zandkorrelgrootte ‘neuraal stof’-sensoren kunnen je hersenen volgen
Zoals wij allemaal, brengt die wereld van nanotechnologie op vele manieren een revolutie teweeg in het menselijk leven, maar het is de gezondheid dat de impact ervan groter kan zijn en met een bovennatuurlijke waarde. Dus deze keer creëerden ingenieurs van de University of California, Berkeley de eerste draadloze sensor met stofkorrelgrootte die in het lichaam kan worden ingezet. Deze technologie nadert de dag waarop de technologieën zoals Fitbit, die in staat zijn om de interne zenuwen, spieren en organen, allemaal in realtime te volgen.
Deze apparaten hebben geen batterijen nodig en kunnen zenuwen en spieren stimuleren. Dit opent de deur naar een nieuw en steeds vaker gebruikt concept, Electroceuticals, onlangs bedacht de term die in grote lijnen alle bio-elektronische geneesmiddelen omvat die elektrische stimulatie gebruiken om lichaamsfuncties te beïnvloeden en te wijzigen.
Dit “neuraal stof” wordt geïmplanteerd in spieren en perifere rattenzenuwen en wordt alleen gebruikt om een echografie te produceren. Wanneer ze in een spier of zenuw worden geplaatst, kunnen deze apparaten de te analyseren gegevens uitlezen, maar ze kunnen ook worden gebruikt om spieren of zenuwen te stimuleren.
Echografietechnologie is al zeer goed ontwikkeld voor de behandeling van patiënten in de palliatieve zorg, en de ultrasone trillingen kunnen vrijwel overal in het menselijk lichaam doordringen, waardoor ze veel nuttiger zijn dan de radiogolven.
Michel Maharbiz, een professor in elektrotechniek en informatica, levert een belangrijke bijdrage en auteur van deze studie. Hij merkt op en gelooft dat de langetermijnvooruitzichten voor het gebruik van dit “neuraal stof” niet alleen zullen zijn als het gaat om het binnenste van de zenuwen en hersenen, maar dat de actiebasis veel breder zal zijn.
Deze nano-apparaten zullen toegang hebben tot telemetrie in het lichaam, functionaliteit die niet mogelijk was omdat er nooit een manier was om zoiets kleins op zo’n diepe plaats te plaatsen. Maar nu kan dit superkleine deeltje worden geparkeerd in elk orgaan of elke zenuw die de gegevens kan lezen of analyseren.
Momenteel gebruiken de prototypes die zijn getest bij ratten een epoxy-operatie, maar in de toekomst is het de bedoeling om elk inert materiaal te gebruiken om het immuunsysteem niet te activeren. Bovendien is de werkelijke grootte van de sensor 1 mm, vergelijkbaar met een zandkorrel, waardoor ze in direct contact kunnen worden gebracht met de zenuwen of spieren die moeten worden gecontroleerd.
Zo kan dezelfde sensor zowel worden gebruikt om op de zenuw of spiervezel in te werken, als om de meting bij een zenuw of spiervezel te doen. Een andere mogelijkheid, die wordt geanalyseerd, heeft betrekking op de mogelijkheid dat de sensoren metingen kunnen doen van niet-elektrische informatie zoals zuurstofniveaus of hormonen. Maar met de deur open, zijn er gebruiksscenario’s die niet in de verbeelding gebeuren.