04/06/2022 - Um protótipo do dispositivo de comunicação iônico ligado a ambos os lados de uma pétala de orquídea (foto ao lado).Transmitir dados de implantes médicos no corpo pode ser complicado, mas pesquisadores da Universidade de Columbia desenvolveram uma nova técnica que essencialmente grava dados em íons no tecido humano, onde podem ser lidos de um receptor fora do corpo em altas velocidades de transmissão.Dispositivos eletrônicos implantáveis são importantes para a saúde, pois podem monitorar a atividade no coração, cérebro ou outros órgãos e alertar os médicos sobre problemas. Mas tirar esses dados do corpo é um obstáculo – passar fios pelo tecido pode causar infecção, enquanto tecnologias sem fio como rádio, luz, ultrassom e Bluetooth não penetram no tecido humano com muita eficiência. Assim, para o novo estudo, os pesquisadores da Columbia desenvolveram uma nova técnica que pode transmitir dados sem fio, aproveitando o método de comunicação do próprio corpo. As células do corpo trocam íons para se comunicarem, então a equipe aproveitou a energia potencial elétrica armazenada nos tecidos.
O novo método de comunicação iônica começa implantando um par de eletrodos dentro do tecido que pode codificar dados de um dispositivo em pulsos elétricos alternados e, em seguida, armazena essa energia nos íons dentro do tecido. Outro par de eletrodos pode ser colocado na superfície do tecido, como a pele, para receber a energia armazenada e decodificar os dados.
Leia também - China afirma avanço na mineração de “gelo inflamável”
Um esquema para o sistema de comunicação iônica, mostrando pares de eletrodos em ambos os lados do tecido
A equipe diz que essa técnica pode ser usada para transmitir dados através de tecidos de até 10 cm de profundidade, perdendo menos sinal do que a comunicação por radiofrequência em qualquer profundidade. A velocidade de transmissão também foi mais rápida do que outras técnicas, com os cientistas registrando taxas de até 60 MHz, com espaço restante para otimização.
Em testes em ratos vivos, os pesquisadores emparelharam esses sistemas de comunicação iônica com implantes de interface neural. Ao longo de algumas semanas, os dispositivos foram capazes de transmitir dados com sucesso para os receptores externos e foram precisos o suficiente para captar sinais de neurônios individuais. A equipe diz que a comunicação iônica requer tensões e energia mais baixas do que outras tecnologias sem fio, o que deve torná-la mais viável para implantes. Dispositivos que fazem uso da técnica também podem ser feitos com bastante facilidade a partir de materiais macios e biocompatíveis. Os pesquisadores dizem que o próximo passo é criar e testar um biossensor implantável usando transistores orgânicos que podem usar comunicação iônica.
A pesquisa foi publicada na revista Science Advances.
Fonte: Universidade de Columbia