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Columbia que dirige triunfo de los investigadores concesión de $16,4 millones DARPA

¿Sam Sia, profesor de la ingeniería biomédica, y Ken Shepard, ingeniería eléctrica del profesor 0f de la familia de Lau y profesor de la ingeniería biomédica, ha ganado una concesión de cuatro años $16,4 millones de DARPA para su oferta, “tratamiento y recuperación aumentados con eléctrico y ultrasonido? Impulsión mediada y el detectar.”

Con el financiamiento, Columbia que dirige a investigadores está desarrollando un vendaje “activo” así como los componentes implantados active que, conducidos por un marco de máquina-aprendizaje para vigilar y para modular la progresión curativa, acelerarán la recuperación de la herida. Su dispositivo propuesto del remiendo, varios centímetros largos y anchos, habilitará detectar activo del proceso curativo de la herida a través de una amplia gama de sensores integrados en los vendajes para heridas para los diversos indicadores físicos y químicos, incluyendo el pH, la temperatura, el nivel del oxígeno, la humedad, mecánicos, y las señales eléctricas.

Mientras que los vendajes y los aderezos de la herida son una de las herramientas clínicas mas comunes para el cuidado agudo y crónico de la herida, la mayoría son pasivos y no pueden responder activamente a las variaciones en el ambiente de la herida. El detectar activo del proceso curativo de la herida sería un avance importante para los clínicos y los pacientes igualmente.”

Ken Shepard, ingeniería eléctrica del profesor 0f de la familia de Lau y profesor de la ingeniería biomédica

El dispositivo curativo de la herida consiste en cinco componentes:

  • un dispositivo activo del remiendo que actúa como toner del ultrasonido, un activador enfocado del ultrasonido, y sensor y estimulador;
  • sub-500-μm inyectable “motas de polvo” (circuitos integrados muy pequeños) que es movido por motor por el remiendo y aparece en la imagen del ultrasonido, habilitando detectar de los biomarkers más profundos en la herida;
  • molduras inyectables del hidrogel que permiten lanzamiento de la droga;
  • andamios implantables activos que detectan la herida y las drogas del lanzamiento; y
  • un marco de máquina-aprendizaje que comunica inalámbrico con el dispositivo del remiendo y que cierra el rizo, reconocimiento de la proyección de imagen que conecta, superficie que detecta, e interrogación de la mota de polvo para impulsar decisiones de la impulsión.

El dispositivo activo del remiendo contendrá un 2.o arsenal de ambos transductores y electrodos piezoeléctricos, en contacto acústico y eléctrico con la herida dentro del vendaje. Los investigadores están diseñando el dispositivo en una placa de circuito impresa flexible del polyimide que incorpora los circuitos integrados específicos a la aplicación del metal-óxido-semiconductor complementario de encargo (IC) montados en el mismo remiendo para el mando. Están enrareciendo los chips CI para ser bastante flexible ajustarse al remiendo. La placa de circuito impresa flexible conecta con una pequeña caja de mando usable, conteniendo baterías y un interfaz de la radio de Bluetooth.

“Cada señal física y química de los sensores puede ofrecer una gran cantidad de información en el estado de los procesos curativos de la herida,” dice Sia, pi de este proyecto multi-institucional y de un líder en análisis de sangre del punto-de-cuidado, sensores usables, y dispositivos implantables. “Puesto que cada herida es diferente, el detectar contínuo habilita la supervisión del proceso curativo en tiempo real, y fija el escenario para que las intervenciones individualizadas oportunas aceleren la cura.”

Además de desarrollar capacidades que detectan innovadoras, los investigadores están incorporando funciones exactas de la impulsión, tales como lanzamiento de la droga en respuesta a ambientes de la herida, en los vendajes para heridas.

Sia y Shepard están trabajando en el proyecto con los colegas de Columbia que dirigen (Helen Lu y Clark colgado) y el centro médico de Irving de la Universidad de Columbia (Sergei Rudchenko), MIT (Xuanhe Zhao y Ed Boyden), la Facultad de Medicina de Harvard/el centro médico de la diaconisa de Beth Israel (Aris Veves), la universidad del albañil de George (Parag Chitnis), la Universidad Northwestern (Juan Rogers), IBM, y la universidad de Utah.