Передача даних від медичних імплантатів у тілі може бути складним завданням, але дослідники з Колумбійського університету розробили нову техніку, яка, по суті, записує дані в іони в тканинах людини, де їх потім можна зчитувати з приймача поза тілом на високих швидкостях передачі.
Імплантовані електронні пристрої важливі для охорони здоров'я, оскільки вони можуть відстежувати активність серця, мозку або інших органів і попереджати лікарів про проблеми.
Але отримання цих даних з тіла являє собою перешкоду: прокладання проводів через тканини може призвести до зараження, в той час як бездротові технології, такі як радіо, світло, ультразвук і Bluetooth, не дуже ефективно проникають в тканини людини.
Тому в новій роботі вчені розробили іншу технологію яка може передавати дані по бездротовому зв'язку, використовуючи власний метод зв'язку тіла.
Клітини в організмі обмінюються іонами, щоб спілкуватися один з одним, тому команда використовувала електричну потенційну енергію, що зберігається в тканинах.
Новий метод іонного зв'язку починається з імплантації пари електродів всередину тканини, які можуть кодувати дані з пристрою у вигляді електричних імпульсів, що чергуються, а потім зберігати цю енергію в іонах всередині тканини.
Інша пара електродів може бути розміщена на поверхні тканини, наприклад шкіри, для прийому накопиченої енергії та декодування даних.
Вчені стверджують, що метод можна використовувати для передачі даних через тканину на глибину до 10 см, втрачаючи при цьому менше сигналу, ніж при радіочастотному зв'язку на будь-якій глибині.
Швидкість передачі також була вищою, ніж у інших методів: вчені зафіксували частоту до 60 МГц, залишивши місце для оптимізації.
У тестах на живих щурах дослідники з'єднали ці системи іонного зв'язку з імплантами нейронних інтерфейсів. Протягом декількох тижнів пристрої змогли успішно передавати дані на зовнішні приймачі і були досить точними, щоб вловлювати сигнали від окремих нейронів.
Дослідники кажуть, що іонний зв'язок вимагає нижчої напруги і потужності, ніж інші бездротові технології, що має зробити її більш життєздатною для імплантатів.
Пристрої, що використовують цей метод, також можуть бути досить легко виготовлені з м'яких біосумісних матеріалів.
Наступним кроком буде створення і тестування імплантованого біосенсора з використанням органічних транзисторів, які можуть використовувати іонний зв'язок.
Дослідження було опубліковано в журналі Science Advances.