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Ewiges Implantat von der Größe eines Sandkorns

22.08.2016

Trotz der Tatsache, dass die Ideen des Transhumanismus in letzter Zeit immer mehr an Popularität gewinnen, sind viele Menschen noch nicht bereit, Implantate in ihren Körper zu implantieren. Eine aktuelle Studie der University of California in Berkeley deutet jedoch darauf hin, dass die Zukunft näher sein könnte, als wir denken.

Universitätsingenieure haben ein winziges, korngroßes sensorisches Transplantat entwickelt, das bereits erfolgreich in Muskelgewebe und periphere Nerven bei Ratten implantiert wurde. "Neural Dust" ermöglicht die Überwachung von Vitalfunktionen in Echtzeit und kann zu einem neuen Meilenstein in der Implantations- und Prothetiktechnologie werden. Solche Systeme könnten Klinikern dabei helfen, präzisere mikrochirurgische Eingriffe durchzuführen und Patienten eine bessere Kontrolle über Prothesen geben.

Der etwa 3 mm lange Wandler enthält einen piezoelektrischen Kristall, der Ultraschallschwingungen in Elektrizität umwandelt, die das Transplantat antreibt, sagten die Forscher. Die Sensoren werden von Ultraschallimpulsen angetrieben, die alle 100 Mikrosekunden emittiert werden, sodass die Forscher in Echtzeit arbeiten können. Ultraschall wurde gewählt, weil er im Gegensatz zu Radiowellen das Arbeiten mit „extrem kleinen Implantaten“ ermöglicht.

"Vorher hatten Spezialisten keine Möglichkeit, auf diese Weise aus dem Inneren des menschlichen Körpers heraus zu telemetrieren, weil sie etwas Subminiatur im Körper nicht lokalisieren konnten. Aber jetzt kann ich mit diesem winzigen Sensor ohne großen Aufwand mit Organen und sogar Nerven arbeiten die richtigen Daten zu erhalten", sagt Michelle Maharbitz, eine der Hauptautorinnen der Studie.

Der Sensor ist mit einer Epoxidharzschicht überzogen, und Wissenschaftler hoffen, dass eine spätere Generation von Sensoren jahrzehntelang im menschlichen Körper existieren kann, ohne vom Körper abgebaut oder abgestoßen zu werden.

„Wenn ein Patient einen Roboterarm mit einem Computer steuern muss, kann er einfach eine Elektrode in das Gehirn implantieren, die ein Leben lang hält“, erklärt Ryan Neely, Doktorand am Department of Neuroscience der University of California in Berkeley .

In Zukunft hoffen die Forscher, ihre Erfindung noch weiter zu verkleinern. Laut Independent will man eine Größe von 50 Mikrometern erreichen, die eine nahezu uneingeschränkte Anwendung im Gehirn ermöglicht.

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Den Spezialisten gelang es, dieses Material auf der Grundlage einer ziemlich effektiven und populären Theorie in der Physik namens "Katastrophenlokalisierung" zu erstellen. Nach dieser Theorie ist die Veränderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften bestimmter Bereiche des Materials ein viel effizienterer und nützlicherer Ansatz als die Schaffung des gesamten Materials mit den gewünschten Eigenschaften. Das Ergebnis der Forschung war eine spezielle Folie aus Silikonpolymer, die durch die Bildung von lokalisierten Bereichen sogenannter "Risse" auf der Oberfläche eine hohe Eisabstoßung aufweist.

Эти трещины не являются перманентными и не ведут к деградации материала, а наоборот, усиливают его свойства в определенных его участках, создавая неровности, за счет происходит отшелушивание слоев льда - в результате материал отталкивает абсолютное большинство льда и льдистого покрытия, тем самым эффективно защищая собой другие Materialien. Und dank seiner einfachen Anwendung auf anderen Materialien kann es in fast jedem geeigneten Gehäuse verwendet werden.

Derzeit arbeiten Spezialisten weiter an der Verbesserung und Stabilisierung ihres Materials - da sie daran interessiert sind, dieses Material längerfristig in komplexeren Aspekten und Richtungen anzuwenden. Es bleibt abzuwarten, was das Material betrifft, das sicherlich seine Nische besetzen wird.

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