by Kolumbijas Universitātes inženieru komanda ir pārkāpusi robežas medicīnas tehnoloģiju jomā, izstrādājot pasaulē mazāko vienas mikroshēmas sistēmu (system-on-a-chip), kuras tilpums ir mazāks par 0,1 mm³ – mazāks nekā smilšu graudiņš, un redzams vienīgi caur mikroskopu. Šī tehnoloģija pavēra jaunas iespējas cilvēka ķermeņa uzraudzībā, diagnostikā un ārstēšanā – viss caur vienu injekciju.
1. Mikroshēmas uzbūve un darbība
Izstrādātā mikroshēma apvieno visus nepieciešamos komponentus – procesoru, atmiņu, sensoru un sakaru sistēmu – uz viena mikroskopiska čipa. Tā ir pilnībā autonoma sistēma, kas:
- Spēj veikt precīzus mērījumus, piemēram, ķermeņa iekšējo temperatūru;
- Ievadāma ar parastu hipodermisko adatu, bez operācijas;
- Funkcionē bez baterijām, izmantojot ultraskaņas enerģijas padevi un komunikāciju.
2. Ultraskaņas tehnoloģija
Tradicionālās mikroierīces izmanto radioviļņus datu pārraidīšanai, taču šādā izmērā tās nav efektīvas. Kolumbijas inženieri ir risinājuši šo problēmu, ieviešot:
- Ultraskaņas enerģijas padevi – ārējais devējs nodrošina jaudu ierīcei;
- Bezvadu datu pārraidi caur audiem, kas ļauj ierīcei reāllaikā sūtīt sensoru datus uz ārēju uztvērēju.
3. Praktiskais pielietojums
Šī mikroshēma sniedz iespēju izveidot pilnībā jaunas klases implantējamas, miniaturizētas medicīniskās ierīces, kas varētu:
- Uzraudzīt hroniskas slimības, piemēram, diabētu, izmērot glikozes līmeni;
- Reģistrēt asinsspiediena svārstības, sirdsdarbības ritmu un elpošanu;
- Agrīni pamanīt iekaisumus, infekcijas vai citu orgānu disfunkciju;
- Veidot personalizētu ārstēšanas plānu, pamatojoties uz ilgtermiņa datiem.
4. Iespējamās nākotnes tehnoloģijas
Kolumbijas Universitātes pētījums iezīmē paradigmas maiņu:
- No lielām, ķermenī iebūvētām ierīcēm uz praktiski neredzamām, bioloģiski saderīgām mikroierīcēm;
- No slimību ārstēšanas uz slimību agrīnu prognozēšanu un novēršanu;
- No ārējiem sensoru tīkliem uz iekšējiem, autonomiem bioloģijas vērotājiem.
5. Bioētiskie un sabiedriskie jautājumi
Lai gan tehnoloģija ir daudzsološa, tā arī rada būtiskas diskusijas par:
- Privātumu – kas kontrolēs piekļuvi reāllaika datiem no cilvēka ķermeņa?
- Saskaņošanu ar likumiem – vai būs nepieciešami jauni regulējumi?
- Piespiedu implantācijas riskiem – īpaši autoritāros režīmos vai militārās struktūrās?
Kolumbijas Universitātes injicējamā mikroshēma ir tehnoloģisks lēciens uz priekšu – no zinātniskās fantastikas uz realitāti. Tā sola ne tikai padarīt medicīnu precīzāku un proaktīvāku, bet arī uzdod būtiskus jautājumus par cilvēka ķermeņa datu suverenitāti un nākotnes sabiedrību.
