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
Pořad: Nula-jednička  |  Stanice: ČRo Leonardo
Čas vysílání: Pořad jsme vysílali do 28. února 2013.  
 

Nové články v rubrice

  • 28. ledna  2015 v 14:00       rubrika: Technologie

    Zemřel jeden z hlavních tvůrců laseru, Charles Townes

    Profesor Townes žil po většinu svého života v kalifornském městě Berkeley, kde také pracoval na tamní univerzitě. V roce 1964 obdržel společně se dvěma ruskými fyziky Nobelovu cenu za fyziku. Důvodem byl jejich vynález...

     
  • 27. ledna  2015 v 17:00       rubrika: Technologie

    Počítače do kapsy od firmy Intel

    Firma Intel nedávno představila veřejnosti dva nové miniaturní počítače. Jeden z nich má prakticky velikost a tvar většího USB flashdisku a druhý není o moc větší než knoflík od košile. Miniaturizační trend podpořila...

     
  • 26. ledna  2015 v 19:00       rubrika: Technologie

    Hlavní technologické trendy, jejichž nástup očekáváme v roce 2015

    Začátek roku bývá vhodnou dobou pro různé analytické týmy a firmy, které veřejnosti předkládají své technologické prognózy. Tyto přehledy se snaží odhadnout, které technologie budou v daném roce určující nebo které...

     
 

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 přírody s Jaroslavem Petrem - Foto: Vladimír Staněk

Ptačí příběh v dědičné informaci

Ptačí DNA kompletně přečtena. 31. ledna

 
Cestopis mysli s Cyrilem Hőschlem - Foto: Vladimír Staněk

Význam hry

Proč si lidé a zvířata hrají? 24. ledna

 
Nebeský cestopis s Petrem Kulhánkem - Foto: Vladimír Staněk

Šílené teorie o vesmíru

Nebo reálné? 17. ledna

 
Pozemský cestopis s Václavem Cílkem - Foto: Vladimír Staněk

Západ a zbytek světa

Západní civilizace podle Nialla Fergusona. 10. ledna

 
Cestopis architektury se Zdeňkem Lukešem - Foto: Vladimír Staněk

Moderní pražské kostely

Jedinečné sakrální stavby. 3 ledna

 
Nebeský cestopis s Jiřím Grygarem - Foto: Vladimír Staněk

Petabytová astronomie

Astronomové v obklíčení dat. 27. prosince

 

Mozaika

Moderní metody výzkumu usazených hornin a prachu

Moderní geologické metody odhalují další podrobnosti o vývoji naší planety - konkrétně o usazených horninách,...

Mobilní verze | Podmínky užití | English
© 1997-2015 Český rozhlas