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O projecto novo aponta desenvolver os microstimulators flexíveis, injectáveis para restaurar o movimento na paralisia

Os axónio eletrônicos do projecto: os microstimulators sem fio baseados na correcção eletrônica de correntes epidermically aplicadas (eAXON, 2017-2022), financiada por um Consolidator europeu (ERC) Grant do Conselho de Pesquisa concederam a Antoni Ivorra, cabeça do grupo de investigação biomedicável da eletrônica (BERG) do departamento da informação e as tecnologias de comunicação (DTIC) em UPF apontam principalmente “tornam-se microstimulators muito finos, flexíveis, injectáveis para restaurar o movimento na paralisia”, dizem Ivorra, investigador principal do projecto.

Um objetivo secundário deste projecto é ilustrar como a condução do volume (igualmente conhecida como o acoplamento galvânico) pode ser usada para transferir sem fio a potência aos implantes eletrônicos.

A condução do volume é considerada uma alternativa às baterias ou a transferência sem fio da potência baseadas no acoplamento indutivo desde que estes métodos de duas fontes implicam que os implantes devem ser relativamente grandes acomodar os componentes necessários para obter a energia exigida para a operação.

Um dos parâmetros principais do interesse saber se uma tecnologia tem o potencial fornecer implantes é determinar os implantes máximos da potência pode receber usando o método propor.

Assim, o objectivo principal do estudo publicado no acesso de IEEE do jornal é usar equações para determinar a potência que máxima um implante pode receber por meio da condução do volume quando as correntes aplicadas são seguras de acordo com os standard de segurança elétricos. Seus autores são Marc Tudela, Laura Becerra-Fajardo, Aracelys García-Moreno, Jesus Minguillon e Antoni Ivorra.

Hoje, o elemento principal que impede a revelação de implantes mìnima invasores é a maneira que obtêm a potência. A este respeito, nós acreditamos que a condução do volume tem o potencial resolver este problema. A condução do volume permite que nós tornem-se rosca-como os dispositivos que podem ser implantados por injecção.”

Marc Tudela, autor do estudo, Universitat Pompeu Fabra - Barcelona

Transferência sem fio da potência (WPT)

O método de transferência de energia sem fio através da condução do volume consiste usar próprios tecidos do corpo como um canal para transferir a corrente eléctrica.

Usando um sistema externo, as correntes elétricas são entregadas através do corpo humano e estas correntes correm através de tecidos e uma pequena quantidade é desenhada pelos implantes.

Isto é como os implantes obtêm a energia necessária para se operar. O aspecto inovativo da aproximação dos autores é rosca-como o formulário dos implantes, que permite que sejam injectados sem cirurgia, e o uso das correntes de alta freqüência (> 5 megahertz) aplicadas nas explosões, tornando as completamente inofensivas e imperceptíveis.

Para produzir a potência aos implantes na região de miliwatts, os autores propor aplicar correntes com valores do pedido de alguns ampères para que o sistema externo deve gerar tensões em torno de alguns cem volts.

Estes valores seriam os mais prejudiciais se eles correspondeu às correntes alternas de uma freqüência como aquela da grade (50 hertz).

Isto evita completamente usar umas freqüências mais altas. Especificamente, os autores propor o uso de correntes alternas com uma freqüência de maior de 5 megahertz.

Os autores do estudo publicado no acesso de IEEE obtiveram os modelos matemáticos que permitiram que determinassem a potência local máxima que pode ser obtida por um implante usando a condução do volume de acordo com o tamanho do implante, de sua carga eletrônica e das propriedades do tecido onde será colocado.

Finalmente, validaram estes modelos in vitro que usam uma solução salina que simulasse as propriedades elétricas do tecido humano e obtivesse uma boa correlação entre resultados experimentais e analíticos.

Dispositivos que podem facilmente ser implantados por injecção

Assim, os resultados do estudo mostram que aplicando correntes elétricas de alta freqüência em uma explosão - inofensiva para o corpo humano e que a reunião os padrões de segurança internacionais principais pode render potências de maior de 1 mW em muito fino (secção menos de 1 milímetro), curto (< 15 milímetros) implantam. Estes dispositivos podem facilmente ser implantados usando um procedimento percutaneous similar a uma injecção.

Um “outro resultado que interessante nós obtivemos é que a aplicação de correntes elétricas de alta freqüência sob a forma das explosões, um pouco do que continuamente, permite o aumento da potência obtida nos implantes”, Tudela comenta. E o pesquisador adiciona, “nossos resultados indicam que um implante com uma secção de somente um milímetro e de um comprimento de aproximadamente um centímetro poderia obter 100 vezes a potência exigida actualmente por um pacemaker.”

Source:
Journal reference:

Tudela-Pi, M., et al. (2020) Power Transfer by Volume Conduction: In Vitro Validated Analytical Models Predict DC Powers Above 1 mW in Injectable Implants. Access. doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2975597.