MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Спинальная фузия (или спондилодез) — это хирургическая процедура, которую ежегодно проходят миллионы людей на планете, когда смежные позвонки соединяются тем или иным образом. Традиционно процесс заживления отслеживается с помощью рентгеновских снимков и на основе самочувствия пациентов, что требует частых визитов к врачу и регулярного облучения. Избежать этих неудобств помогут новые датчики с автономным питанием, придуманные для строителей.
Источник изображения: University of Pittsburgh
Как правило, находящиеся в эксплуатации беспроводные имплантаты зависят от батарей и электроники, что ограничивает время их автономной работы и не позволяет реализовать полноценное онлайн-лечение. Чтобы решить эту проблему, исследователи из Университета Питтсбурга (University of Pittsburgh) разработали первый в мире автономный имплантат для позвоночника на основе метаматериалов. Проект финансируется властями США, и его цель — удалённое отслеживание заживления травм позвоночника в реальном времени, чтобы в случае необходимости как можно раньше вмешаться в процесс выздоровления при возникновении осложнений.
Идея имплантата пришла из строительной сферы, в которой работал один из исследователей проекта. В частности, при строительстве мостов используются датчики, которые за счёт смещения напряжений в материале сигнализируют об изменении нагрузок в конструкции. Такие датчики используют метаматериалы — сложные искусственные композиты. В случае датчиков физического напряжения применяется схема из переплетённых проводящих и непроводящих слоёв, которые вырабатывают электрический заряд за счёт эффекта трения, полностью исключая потребность во внешнем питании.
Источник изображения: Materials Today 2025
По мере заживления позвоночника позвонки принимают на себя возрастающую нагрузку, что снижает давление на датчик. Тем самым сигнал от имплантата слабеет. Сразу после операции сигнал сильный из-за высокого давления от конечных пластинок позвонков на датчик. Сигналы от него принимаются закреплённым на спине электродом, откуда затем через носимое устройство передаются в облако для удалённого анализа врачами. Более того, датчик изготавливается точно по размеру позвонков, которые всегда уникальны. Для этого используется МРТ и 3D-печать.
Такой автономный имплантат обеспечивает удобство контроля над процессом заживления без облучения, позволяя осуществлять непрерывный удалённый мониторинг и снижая необходимость в повторных рентгенах и визитах к врачу. На следующем этапе новые датчики должны пройти проверку на животных, и в случае положительных результатов методика будет испытана на людях.
Источник:
