生物医学用途向けの小型ワイヤレス電球

2024 年 3 月 08 日

(Nanowerkニュース) セント・アンドリュース大学とケルン大学の研究チームは、いつか人体を内側から「照らす」ことを可能にするかもしれない新しい無線光源を開発した。このような光源は、今日かさばるデバイスの埋め込みを必要とする病気を治療し、より深く理解するための新しい低侵襲手段を可能にする可能性がある。この研究は、 科学の進歩 (「ワイヤレス磁気電気駆動有機発光ダイオード」). 透明な脳ファントムを照らすワイヤレス給電電球透明な脳ファントムを照らすワイヤレス給電の電球。 (画像: Julian Butscher) ドイツとスコットランドの科学者によって提示された新しいアプローチは、有機発光ダイオード（OLED）「音響アンテナ」について。音響アンテナは現在、低磁場の検出などのさまざまな用途向けに研究されています。電気アンテナに対する主な利点として、音響アンテナははるかに小さく設計できることが挙げられます。 OLED は、現代のスマートフォンやハイエンドのテレビで一般的に使用されており、ほぼすべての表面に適用できる有機材料の薄い層で構成されています。研究者らは研究の中で、この特性を利用して音響アンテナ上に直接OLEDを堆積させ、両方のプラットフォームのユニークな特性を単一の非常にコンパクトなデバイスに統合しました。このようにして、音響アンテナはカスタム開発された OLED の基板および電源として機能します。これらは、複合磁気電気効果として知られる効果によって、磁場からのエネルギーを機械振動に変換し、その後電流に変換します。新しいデバイスはサブメガヘルツ周波数で動作します。この周波数の電磁場は水によってわずかに吸収されるだけであるため、この周波数は海底通信などに使用されます。ただし、潜水艦とは異なり、生物医学での用途では、組織への悪影響を回避するために小型のデバイスが必要です。近年、光刺激技術は、細胞選択性が高く、個々の細胞の刺激も可能であるため、電気刺激に代わる有望な技術として浮上しています。このような技術は、たとえば他の方法では治療不可能な眼疾患の治療など、初期の臨床試験ですでに有望な結果を示しています。「私たちの新しいワイヤレス光源は、最小のデバイスサイズ、低い動作周波数、光刺激を組み合わせています」とケルン大学数学部化学科フンボルトナノ・バイオフォトニクスセンター所長のマルテ・ギャザ教授フンボルト教授は述べた。自然科学。「多くの新しいアプリケーションでは、複数の部位を独立して刺激する必要があるため、最新の脳刺激装置には多数の電極が組み込まれていることが多いのです。当社のワイヤレス光源の場合、追加の、かさばる可能性のある電子機器を必要とせずに、デバイスを独立して制御および操作できます。」これは、異なる音響アンテナの動作周波数を異なる値に調整できるため可能です。将来的には、これにより、たとえばパーキンソン病の後期段階での振戦の治療など、体のさまざまな部分にある複数の刺激装置を個別に制御できるようになる可能性があります。次のステップとして、研究者らはワイヤレス OLED のサイズをさらに縮小し、その技術を動物モデルでテストすることを目指しています。