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怎么完成耳朵供电驱动医疗电子芯片?

哺乳动物的内耳深处都是一个天然电池:一个充满了离子的小室,能产生电压驱动神经信号。据物理学家组织网近日报道,来自麻省理工学院、马萨诸塞眼耳医

哺乳动物的内耳深处都是一个天然电池:一个充满了离子的小室,能发生电压驱动神经信号。据物理学家组织网近来报导,来自麻省理工学院、马萨诸塞眼耳医院等单位的研讨人员,初次证明了这种“电池”能给植入的电子设备供电,并且不会危害听力。植入内耳的设备可用来监控生物活动,比方听到声响、平衡失调或对医治的反响。终究,植入设备自身可开展成一种医治手法。相关论文宣布在近期出书的《天然·生物技能》杂志上。

“60年前咱们就知道有一种‘电池’对听力十分重要,但没人会用它给电器供电。”马萨诸塞眼耳医院耳外科医生康斯坦尼亚·斯坦科维奇说。

耳朵能把机械压力——耳膜的振荡——转化为大脑可处理的电信号,而生物电池是信号电流的电源。电池室坐落内耳一个叫做耳蜗的当地,由一层膜离隔,这儿一些细胞现已特化成专用的离子泵。膜的另一边是不平衡的钾、钠离子,结合这些细胞泵的特别摆放方法,就发生了电压。尽管此处电压是体内最高的(至少对单个细胞而言),但仍然十分低,并且为了不打乱听力,可用电流只能占其很小一部分。

麻省理工学院微体系技能试验室研讨员安纳萨·钱德拉卡珊小组开发的低功率芯片正好处理了这一问题。他们还在芯片上装了一种超低功率无线发射器,以取得所检测的数据。因为生物电池的电压不稳定,芯片上还装了电源转化线路,就像一般电子设备电源线两头的盒式转化器,能逐步充电。充电时刻一般为40秒到4分钟,就能给发射器供电。信号频率自身就指示了内耳的电化性质。

在试验中,研讨人员在豚鼠内耳生物电池膜的两头植入了电极,并将低功率芯片与电极相连。芯片留在豚鼠体外,但它十分小,足以放入中耳腔内。植入电极设备后,豚鼠在听力测验中反响正常,该设备也能以无线方法传输数据,陈述耳朵和外部接收器的化学状况。

凯斯西储大学耳鼻喉系董事长克利夫·梅杰利恩说,这项研讨有三种或许的使用:耳蜗植入、确诊疾病及作为植入式助听器。用耳蜗自身的低压发生电流,这就让它变成了一种电源,给植入耳蜗的电子设备供电。此外,如果能检测出各种疾病状态下的电压,根据这种电流输出误差,或许开宣布一种确诊计算方法。

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