科技日?qǐng)?bào)訊 （記者劉霞）美國麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種可注射天線，僅沙粒大小，能夠?yàn)橹踩肴梭w深部組織的醫(yī)療器件，如心臟病患者的起搏器、癲癇或帕金森病患者的神經(jīng)調(diào)節(jié)器等提供無線電力。相關(guān)研究成果發(fā)表于《IEEE天線與傳播學(xué)報(bào)》10月刊。
團(tuán)隊(duì)表示，這種微型天線無需電池，可通過針頭植入體內(nèi)，從而避免大型外科手術(shù)，是實(shí)現(xiàn)深部組織植入器件微型化的重要突破。
目前，深部組織植入器件通常依賴兩種供電方式：一是通過手術(shù)植入數(shù)厘米長(zhǎng)的電池，需定期更換；二是植入厘米級(jí)的電磁線圈，以無線方式獲取電能。然而，線圈供電方式僅能在高頻條件下有效工作，這會(huì)導(dǎo)致組織發(fā)熱，限制了器件在亞毫米尺度下的安全供電能力。
團(tuán)隊(duì)表示，一旦尺寸超過限度，這些器件就可能損傷人體細(xì)胞。因此，開發(fā)尺寸小于500微米且能在低頻高效運(yùn)行的天線，成為一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)。
此次，團(tuán)隊(duì)研制出一種僅200微米的新型天線，可在109千赫茲的低頻下工作。其核心技術(shù)在于采用磁致伸縮薄膜與壓電薄膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)：當(dāng)外加磁場(chǎng)時(shí)，磁致伸縮膜發(fā)生形變，壓電膜則將這種形變轉(zhuǎn)化為電荷。
測(cè)試結(jié)果顯示，與依賴金屬線圈、在吉赫茲頻段工作的同尺寸植入天線相比，新天線的輸出功率提高了4—5個(gè)數(shù)量級(jí)。
團(tuán)隊(duì)介紹，激活天線所需的磁場(chǎng)由類似無線手機(jī)充電器的器件提供，體積小巧，可作為皮膚貼片或置于淺表口袋中。而且，由于天線采用與微芯片相同的工藝制造，容易與現(xiàn)有微電子系統(tǒng)集成。此外，這種天線的制造工藝易于規(guī)模化，可同時(shí)注射多個(gè)天線與植入體，以治療較大范圍的病灶。
除起搏器與神經(jīng)調(diào)節(jié)器外，該天線還可應(yīng)用于體內(nèi)葡萄糖傳感等領(lǐng)域。現(xiàn)有的光學(xué)葡萄糖傳感電路已較為成熟，結(jié)合這種無線供電技術(shù)，將大大推動(dòng)其在體內(nèi)的無創(chuàng)集成與應(yīng)用。
