Terobosan sensor nano MIT dapat merevolusi pengobatan penyakit

Peneliti MIT telah mengembangkan cara untuk memberi daya dan berkomunikasi dengan perangkat nano bebas baterai yang ditanamkan jauh di dalam tubuh manusia yang dapat digunakan untuk mengobati penyakit.

Implan, yang ditenagai oleh gelombang frekuensi radio, dianggap memiliki potensi untuk digunakan untuk memberikan obat-obatan, memantau kondisi di dalam tubuh atau mengobati penyakit.

Fadel Adib, yang merupakan asisten profesor di MIT's Media Lab, adalah seorang penulis senior dari sebuah makalah tentang penelitian yang akan ia presentasikan di Asosiasi untuk Komputer Komputasi Kelompok Minat Khusus tentang Komunikasi Data (SIGCOMM) konferensi pada bulan Agustus.

"Meskipun perangkat implan mungil ini tidak memiliki baterai, kami sekarang dapat berkomunikasi dengan mereka dari jarak jauh di luar tubuh. Ini membuka jenis aplikasi medis yang sama sekali baru," kata Adib.

Prototip yang digunakan para peneliti adalah seukuran sebutir beras dan berpotensi lebih kecil karena tidak memerlukan baterai. Sebagai referensi, perangkat medis implan saat ini seperti alat pacu jantung membawa baterai mereka sendiri, yang bertanggung jawab atas sebagian besar ukurannya dan menawarkan umur yang terbatas.

Adib telah mengeksplorasi kemungkinan perangkat implan bertenaga nirkabel dengan gelombang radio yang dipancarkan oleh antena di luar tubuh, yang biasanya sulit karena gelombang radio berjuang untuk melewati tubuh manusia dan akhirnya menjadi terlalu lemah untuk memasok daya yang cukup.

Untuk meningkatkan komunikasi dengan perangkat yang ditanamkan, para peneliti merancang sistem yang mereka sebutVivo Networking (IVN) yang menggunakan beberapa antena untuk memancarkan gelombang radio pada frekuensi yang sedikit berbeda.

Saat gelombang radio bergerak, mereka tumpang tindih dan bergabung dengan cara yang berbeda. Pada titik-titik tertentu, di mana titik-titik tinggi gelombang tumpang tindih, mereka dapat memberikan energi yang cukup untuk menyalakan sensor yang ditanamkan.

"Kami memilih frekuensi yang sedikit berbeda satu sama lain, dan dengan melakukan itu, kami tahu bahwa pada suatu titik waktu ini akan mencapai ketinggian mereka pada saat yang sama. Ketika mereka mencapai ketinggian mereka, mereka mampu mengatasi energi ambang diperlukan untuk menyalakan perangkat, "Adib menambahkan.

Perangkat telah diuji pada babi dan penelitian menunjukkan bahwa gelombang radio IVN dapat mengirim daya hingga satu meter di luar tubuh ke sensor yang 10cms jauh di dalam tubuh. Sensor yang terletak lebih dekat ke kulit bisa ditenagai dari jarak 38 meter.

Sistem baru tidak memerlukan pengetahuan tentang lokasi yang tepat dari sensor dalam tubuh karena daya ditransmisikan ke area yang luas. Ini berarti mereka dapat memberi daya beberapa perangkat sekaligus.

Sensor menerima sinyal yang memberitahu mereka untuk menyampaikan informasi kembali ke antena, yang menurut penelitian dapat digunakan untuk merangsang pelepasan obat.

Perangkat yang ditanamkan atau bahkan dicerna ini dapat menawarkan cara baru kepada dokter untuk mendiagnosis, memantau dan mengobati banyak penyakit. Sebagai contoh, perangkat dapat diintegrasikan dengan neurostimulator yang melakukan stimulasi otak dalam untuk mengobati penyakit seperti Parkinson atau epilepsi.

Gambar: Shutterstock