Technologie26. června  2012  

Neurální implantáty a cukr

Největší z glukózových palivových článků s hranou 64 nanometrů - Foto:  MIT,  Sarpeshkar Lab

Největší z glukózových palivových článků s hranou 64 nanometrůFoto:  MIT, Sarpeshkar Lab

Problém napájení tělních implantátů má „jednoduché“ řešení. Stačí je napájet z těla pacienta.

Napájení lékařských implantátů umístěných v těle představuje velký problém. Ten vyřešíme ve chvíli, kdy se tyto elektronické implantáty budou umět „živit“ ze stejného zdroje jako buňky. Lidské buňky přitom získávají energii z jednoduchého cukru glukózy, která se nachází v tělních tekutinách. Na Massachussettském technologickém institutu v tomto směru udělali velký pokrok. 

Místo mitochondrií palivové články 

Jejich cílem bylo vytvoření energeticky naprosto soběstačných neurálních implantátů. Řada z nich pomáhá paralyzovaným pacientům při pohybu končetin. Nutnou podmínkou funkce implantátů je sledování komunikace v mozkových buňkách a to vyžaduje stálý přísun energie. Před vědci stojí otázka, zda je možné elektroniku napájet pomocí integrovaných palivových mikročlánků, které budou syceny glukózou z mozkomíšního moku. Inženýři z MIT nyní testují, zda bude možné palivové články zabudovat přímo do struktury křemíkového mikročipu. 

Buňky v principu žijí z energie elektronů, které jsou v glukóze obsaženy. Využívají ji ke tvorbě speciální chemické sloučeniny (ATP, adenosin trifosfát), která transportuje energii přímo na místa určení. Tato sloučenina vzniká v buněčných mitochondriích. V případě malých neurálních implantátů budou v roli mitochondrií palivové mikročlánky, které využijí energii elektronů na výrobu slabého elektrického proudu. Elektrický výkon se v tomto případě pohybuje v oblasti stovek mikrowattů. 

Mikročip s nanosoučástkami 

Součástí navrhovaného mikročlánku je např. platinová nanoanoda, která oxiduje molekuly glukózy, a nanokatoda vyrobená z jednostěnných uhlíkových nanotrubiček. Na ní se zase kyslík chemicky redukuje na vodu. Aby prostřednictvím těchto dvou komponent nedošlo ke zkratování obvodu, jsou od sebe katoda a anoda odděleny – anoda je odstíněna, zatímco katoda je vystavena prostředí těla. 

Tento výzkum je zatím ve stadiu modelů a prototypů, ale výzkumníci předpokládají, že tato koncepce je realistická. Jedním z argumentů je fakt, že se nepředpokládá imunitní reakce při kontaktu mikroelektronického zařízení s mozkomíšním mokem. Ten totiž neobsahuje buňky imunitního systému. 

Zdroje: Popular Science, PhysOrg, MIT, PLOS One 

Autor:  Pavel Vachtl

Nové články v rubrice

  • 28. července  2014 v 19:00       rubrika: Technologie

    Čína vybuduje dva super urychlovače v jednom - tzv. Higgsovu továrnu

    Čínští vědci se rozhodli výhledově postavit dva velké urychlovače částic, které mohou z Číny udělat kolem roku 2030 doslova velmoc v tomto oboru a zastínit dokonce i Velký hadronový urychlovač v CERNu.

     
  • 25. července  2014 v 16:00       rubrika: Technologie

    Průhledné a rolovatelné obrazovky

    Firma LG, která je velkým korejským i světovým výrobcem spotřební elektroniky, představila veřejnosti dva nové ultratenké a pružné displeje na bázi organických svítících diod. Jeden je průhledný a druhý je možno srolovat...

     
  • 23. července  2014 v 16:00       rubrika: Technologie

    Nejčernější černý materiál

    Britská firma Surrey NanoSystems vytvořila materiál, který pohlcuje nejvyšší procento světelného záření na světě. V tomto smyslu je také nejblíže ideálu zcela “černého” tělesa.

     
 

Diskuse

Český rozhlas si váží názoru posluchačů a má zájem o korektně vedenou diskusi. Vyhrazuje si proto právo skrýt příspěvky, které odporují dobrým mravům, jsou xenofobní, porušují platné zákony, poškozují dobré jméno Českého rozhlasu, nebo mají reklamní charakter.

Návod na použití diskusního systému DISQUS naleznete zde.

 
tyto komentáře používají systém Disqus

Leonardo Plus

« »
Cestopis evoluce s Markem Váchou - Foto: Vladimír Staněk

O eugenice

Její vývoj od časů Platóna po současnost. 26. července

 
Cestopis hodnot s Tomášem Sedláčkem - Foto: Vladimír Staněk

Evropa. A co evropanství?

Jak vnímají Češi Evropskou unii? 19. července.

 
Nebeský cestopis s Petrem Kulhánkem - Foto: Vladimír Staněk

Gravitační čočky

Dar vesmíru astronomům. 12. července

 
Cestopis mysli s Cyrilem Hőschlem - Foto: Vladimír Staněk

Dotazy pro Cyrila Höschla

Odpovídáme na otázky posluchačů. 5. července

 
Nebeský cestopis s Jiřím Grygarem - Foto: Vladimír Staněk

Robotické dalekohledy

Obejdou se bez člověka? 28. června

 
Pozemský cestopis s Václavem Cílkem - Foto: Vladimír Staněk

Labyrintem se prochází, bludištěm bloudí

Cesta labyrintem. 21. června

 

Meteor

Historická návštěva komety se blíží

Deset let putuje sonda Rosetta ke kometě a konečně ji má na dosah. Stane se její oběžnicí a důkladně...

Mozaika

Zajímavosti o stonožkách a mnohonožkách

V dnešních minutách ze světa vědy se ještě jednou vypravíme do světa malých členovců - stonožek a mnohonožek,...

Mobilní verze | Podmínky užití | English
© 1997-2014 Český rozhlas