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

  • 18. dubna  2014 v 14:00       rubrika: Technologie

    Plovoucí jaderné elektrárny

    Dalo by se čekat, že po Fukušimské jaderné havárii, kterou způsobila vlna tsunami, nebude o jaderné elektrárny instalované na moři žádný zájem....

     
  • 17. dubna  2014 v 17:00       rubrika: Technologie

    Počítač v uchu

    Japonský inženýr Kazuhiro Taniguchi z Hirošimské městské univerzity vyrobil speciální mikropočítač, který je tak malý, že se dá nosit připevněný...

     
  • 16. dubna  2014 v 17:00       rubrika: Technologie

    Tiskárny, které vyrábějí domy

    Několik firem na světě vyvinulo trojrozměrné tiskárny, které jsou schopny velmi flexibilně vytisknout malé domky podle zadaných digitálních...

     
 

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

« »
Nebeský cestopis s Jiřím Grygarem

Nejdelší vesmírná cesta

Pouť kosmických sond Voyager. 19. dubna

 
Pozemský cestopis s Václavem Cílkem

Lovci menhirů

Co kameny vypovídají o našich předcích? 12. dubna

 
Cestopis architektury se Zdeňkem Lukešem

Zástavba bývalého opevnění Hradčan

Co stojí v místech historického opevnění? 5. dubna

 
Cestopis přírody s Jaroslavem Petrem

Taje hadího života

Hadi - mistrovské dílo evoluce. 29. března

 
Nebeský cestopis s Petrem Kulhánkem

Radiový vesmír

Nejdelší vlny ve vesmíru. 22. března

 
Cestopis evoluce s Markem Váchou

Altruismus v nás a kolem nás

Altruismus není pouze doménou lidí. 15. března

 

Planetárium

Mušky octomilky jako prvotřídní piloti a „prasátka“ na Marsu

„Kosmická sakura“ z chrámu v japonském Gifu, dražba obřího vejce z Madagaskaru a napínavý souboj týmů...

Meteor

Fyzikální pokus - tužka a rýže

Když nasypete do suché prázdné plastové lahve obyčejnou rýži, zapíchnete do ni tužku a pokusíte se ji...

Mozaika

Mezivládní panel pro klimatickou změnu varuje

Podle Mezivládního panelu pro klimatickou změnu při OSN je třeba rychle přejít k takové energetice,...

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