北京
佐治亚理工学院的亚3毫米植入物利用身体组织作为网络，在全身协调传感器和治疗设备。
佐治亚理工学院工程师开发了一种无线网络系统，使微型植入物能够通过身体组织通信，从而有望让身体某处的传感器触发另一处的治疗。
智能无线自主网络系统（SWANS）利用人体天然的离子导电性，在植入式和可穿戴设备之间传输电信号。该方法避开了蓝牙和近场通信等传统无线技术，这些技术可能难以通过人体组织传输信号。
这项低功耗技术使研究人员能够制造出小于3毫米的植入物，小到可以用注射器送入，而无需手术。这些设备可以与其他植入物以及外部可穿戴中枢通信。
研究人员在大鼠身上演示了该系统，创建了一个连接全身传感器和神经接口的网络。当传感器检测到大鼠前爪运动时，另一个设备被自动激活，刺激后腿肌肉，产生收缩，模拟动物自然行走动作的一部分。
身体成为网络
SWANS通过向周围组织发送电脉冲来工作。每个植入物都可被编程以识别具有特定电压和持续时间的脉冲，从而使网络能够选择性地激活单个设备。
因此，该系统可以将检测到生物信号的位置与实施治疗的位置分开。
“有了我们的系统，你现在可以把传感器放在检测生物信号的最佳位置，把执行器放在执行治疗行动的最佳位置，”该研究的资深作者、佐治亚理工学院助理教授亚历克斯·阿布拉姆森说。
“它们不需要相连、对齐，甚至不需要彼此靠近；它们只需通过周围组织相互发送信号。”
传统无线系统对非常小的植入物构成挑战，因为其天线和功耗要求会增加设备尺寸。SWANS则依赖生物组织的导电性来承载信号，从而减少通信所需的硬件和能量。
这些植入物使用无源电子元件，在等待信号时几乎不耗电。它们在受到触发时激活，然后可以执行预设动作。
微型植入物协调治疗
研究人员估计，一个每天激活一次的小型执行器可以运行约一年，之后才需要更换。测试还发现，用于通信的电脉冲不会损伤组织样本。
SWANS并非为传输大量信息而设计。相反，植入物交换简单信号，例如是否检测到某种状况，或是否应触发某个动作。
更繁重的数据处理可以在外部可穿戴中枢上完成。该中枢可以整合来自多个植入物的读数，并协调身体其他部位设备的治疗反应。
这种架构最终可能实现这样的网络：传感器持续监测生物状况，并在需要时自动激活治疗。潜在应用包括神经刺激和药物递送，不过该技术仍处于研究阶段。
研究人员还展示了身体不同部位之间的通信，包括位于胃部深处的设备。
“我们的最终希望是能够完全自动化人类健康——能够在需要的确切时间、确切地点提供治疗，并以协调的方式在全身实施，”阿布拉姆森说。
该研究发表在《科学》期刊上。
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