Winzige biologisch abbaubare schaltkreise für die Freigabe von Schmerzmitteln im Körper

Patienten, ausgestattet mit einer orthopädischen Prothesen Häufig eine Zeit der intensiven Schmerzen nach der Operation. In eine Anstrengung, um die Kontrolle der Schmerzen, Chirurgen Spritzen Schmerzmittel in das Gewebe während der operation. Wenn das nachlässt, ein oder zwei Tage später, die Patienten bekommen Morphium durch einen Katheter, platziert in der Nähe der Wirbelsäule. Doch Kathetern sind nicht besonders komfortabel, und die Medikamente im ganzen Körper verteilt werden, beeinflussen alle Organe.

Forscher der EPFL das Microsystems Laboratory arbeiten jetzt auf ein biologisch abbaubares Implantat, das die Freilassung einer örtlichen Betäubung on-demand über mehrere Tage. Nicht nur würde dieses Implantat reduzieren Patienten post-op Beschwerden, aber es würde keine Notwendigkeit für eine weitere Operation, um es zu entfernen. Sie entwickelten eine winzige biologisch abbaubare elektronische Schaltung, die aus magnesium, das beheizt werden kann drahtlos von außerhalb des Körpers.

Einmal integriert in das Finale Gerät, die Schaltung erlauben, die Freigabe kontrollierte Mengen von Betäubungsmittel in einem bestimmten Ort über mehrere Tage. Danach das Implantat abgebaut wird sicher im inneren des Körpers. Diese Forschung wurde veröffentlicht in Advanced Functional Materials.

Eine Kapsel mit mehreren Stauseen

Die elektronische Schaltung — ein Schwingkreis in Form einer kleinen Spirale-ist nur ein paar Mikrometer dick. Wenn es in Kontakt mit einem elektromagnetischen Wechselfeld, das spiral resonator erzeugt einen elektrischen Strom, der Wärme erzeugt.

Die Forscher “ end-Ziel ist, zum koppeln der resonatoren mit Schmerzmittel-Kapseln gefüllt und dann legen Sie Sie in das Gewebe während der Operation. Der Inhalt der Kapseln freigesetzt werden könnten, wenn ein elektromagnetisches Feld geschickt, die von außerhalb den Körper schmilzt die Kapsel-Membran.

„Wir sind an einem entscheidenden Stadium in unser Projekt, denn wir können nun die fertigen resonatoren, die Arbeit auf verschiedenen Wellenlängen“, sagt Matthieu Rüei, ein PhD-student und der Studie führen Autor. „Das heißt, wir können den Inhalt der Kapseln individuell durch die Auswahl verschiedener Frequenzen.“ Die Hitze-und-release-Prozess sollte weniger als eine Sekunde.

Eine neuartige Fertigungstechnik

Die Forscher mussten kreativ werden, wenn es Zeit war, zur Herstellung von biologisch abbaubaren resonatoren. „Wir haben sofort ausgeschlossen Herstellungsprozess beteiligt, dass der Kontakt mit Wasser, da magnesium löst sich in wenigen Sekunden“, sagt Rüei. Sie landeten Gestaltung der magnesium durch Einzahlung auf ein Substrat und dann Duschen mit Ionen. „Das gab uns mehr Flexibilität in der Planung“, fügt er hinzu. Sie waren schließlich in der Lage, auf der einige der kleinsten magnesium-resonatoren in der Welt: zwei Mikrometer Dicke, mit einem Durchmesser von drei Millimetern.

Das team der Erfindung ist nicht ganz bereit für den Operationssaal. „Wir müssen noch arbeiten, auf die Integration der resonatoren in die endgültige Gerät und zeigen, dass es möglich ist, zur Freigabe von Drogen, sowohl in vitro und in vivo„, schließt Ruegg.