Omkonfigurerbar elektronik viser løfte om bærbar, implanterbare enheder

Fremtidige medicinske implantater kan omfatte rekonfigurerbare elektroniske platforme, der kan forandre form og størrelse dynamisk, efterhånden som kroppe ændrer sig eller transformerer sig til at flytte fra et område for at overvåge et andet i vores kroppe.

I Anvendt fysik bogstaver , en gruppe forskere fra King Abdullah University of Science and Technology og University of California, Berkeley rapporterer om en silicon-honeycomb-serpentine rekonfigurerbar elektronisk platform, der dynamisk kan omdannes til tre forskellige former:quatrefoils (fire lapper), stjerner og uregelmæssige.

"Quatrefoils kan bruges til rektangulær objektbaseret drift, mens stjerner er for mere indviklede arkitekturer, og uregelmæssigt formede er specifikt til implanteret bioelektronik, "sagde Muhammad Hussain, medforfatter og gæsteprofessor ved University of California, Berkeley.

Med deres arbejde, forskerne introducerer en ny gren af ​​fleksible, strækbar elektronik - åbner døren for nye tekniske udfordringer og giver muligheder for innovation inden for biomedicinske teknologier, der kan bruges til levering af lægemidler, sundhedsovervågning, diagnose, terapeutisk helbredelse, implantater og blød robotik.

Inspiration til gruppens bikageformede platform kommer fra naturen. "Tænk på, hvordan blomster blomstrer. Baseret på det samme princip, vi samlede mange videoer af blomster, der blomstrede, analyserede deres geometriske mønster og brugte dem til vores første sæt designs, "Sagde Hussain." Især vi analyserede deres stressfordeling på en iterativ måde, tager designarkitektur, materialer og deres egenskaber i betragtning. Det er en kedelig proces at nå den optimale balance, men det er her teknik hjælper. "

Rekonfigurerbare elektroniske platforme er designet til at undergå fysisk deformation, såsom stretching, bøjning, foldning eller vridning for at forvandle sig til en anden form. "Forestil dig, at en lab-on-chip platform er implanteret i din krop for at overvåge væksten af ​​en tumor i skulderområdet, "sagde Hussain." Mens det er implanteret, hvis vi observerer en eller anden abnormitet i lungefunktionen, en platform, der er udstyret nok, kan ændre form og størrelse, og flyt eller udvid for at overvåge lungefunktionen. "

En anden idé, forskerne aktivt forfølger, er et bærbart hjertehylster til at overvåge hjerteaktivitet med evnen til mekanisk at pumpe hjertet ved gentagen ekspansion og sammentrækning, når det er nødvendigt.

"Vi har stadig en lang vej at gå til at integrere blød robotik med integreret højtydende fleksibel komplementær metaloxidhalvleder (CMOS) elektronik på en række rekonfigurerbare elektroniske platforme, som vil have enorm betydning, "Hussain sagde." Det byder på vidunderlige tekniske udfordringer, kræver ægte tværfaglig indsats og har evnen til at binde en række forskellige discipliner til applikationer, der simpelthen ikke er mulige med den eksisterende elektronikinfrastruktur. "