Deri altına implante edilen tıbbi cihazlar, cerrahi yöntemlerle vücuda yerleştirilir. Birçoğu pille çalışır veya kablosuz olarak şarj edilebilir. Ancak pilleri bitebilir ve hem güç hem de veri aktarımını kablosuz olarak aktarmanın teknik zorlukları bulunur. Bu alandaki olası çözümlerden biri, implante cihazı harici ekipmana bağlayan fiziksel bir fiş olarak karşımızı çıkıyor ancak bu yöntemin de getirdiği başka sorunlar mevcut. Yara açık kalmak zorunda kalır ve bu da enfeksiyon riskini artırır, sert malzemeler ise çevredeki dokuya zarar verebilir.
Kaliforniya Üniversitesi Irvine’dan araştırmacılar, doku benzeri yumuşak bir bağlantı noktası geliştirdi; Implantable Bioelectronic Outlet, ya da kısaca IBO adını verdikleri bu cihaz, deri altına gizlenmiş bir elektrik prizi gibi düşünülebilir. Doktorlar yüksek hızlı veri indirmesi, implante edilmiş bir pili şarj etme veya elektriksel uyarım verme ihtiyacı duyduklarında, küçük bir iğneyi doğrudan deriden bu yumuşak bağlantı noktasına sokabilir.
Doku benzeri bir priz
Science Advances dergisinde yayınlanan makaleye göre, IBO yaklaşık 150 mikrometre genişliğinde deliklere sahip (bir stilenin, ince iğne benzeri bir probun çapına yakın) yumuşak, sünger benzeri gözenekli bir polimerden yapılıyor. Araştırmacılar, elektriğin tüm yapı boyunca esnekliği koruyarak düzgün bir şekilde ilerlemesini sağlamak amacıyla küçük deliklerin iç duvarlarını kaplamak için süngeri iletken bir polimere yerleştiriyor.
Ardından, nemi dışarıda tutmak ve elektriksel yalıtım sağlamak için ince, suya dayanıklı bir silikon tabakayla kapladılar. Son olarak, bu silikon kaplı sünger katmanlardan birkaçını üst üste dizerek esnek silikonla birbirine bağladılar.
Güvenlik ve performans testleri
İlk mekanik ve elektriksel testlerin ardından, cihazları kemirgenlere implante ettiler. Bağlantı noktaları, araştırma ekibinin dahili bir çipten saniyede 16 megabit hızında yüksek hızlı dijital beyin sinyalleri akıtmasına, implante edilmiş bir pili şarj etmesine ve sinir uyarım akımları vermesine olanak sağladı.
IBO’lar, vücut içinde bir yıldan fazla bir süre işlevini korudu ve çevredeki dokuda önemli bir yara izi veya iltihaplanma görülmedi. Araştırmacılar, kronik olarak implante edilen IBO’ların bir yıllık implantasyonun ardından işlevsel kaldığını ve biyolojik olarak iyi tolere edildiğini belirtti.
Domuzlarla yapılan bir deneyde, çıkış cerrahi sırasında optik sinire elektriksel uyarım vermek için kullanıldı ve geleneksel kablolu bir bağlantı kadar iyi performans gösterdi. Araştırmacılara göre IBO, implante edilebilir biyoelektronik cihazlar için sinyal ve güç aktarımındaki temel zorlukları ele alıyor.
Önlerinde daha yapılacak çok iş olsa da, ekip, geliştirdikleri bu prizin vücut içindeki cihazlara harici donanımın doğrudan ve güvenilir bir şekilde bağlanmasını sağlayabilecek güvenli bir yol sunabileceğine inanıyor.
