Учёные разработали самый маленький в мире чип — он имлантируется в организм с помощью медицинской иглы

Исследователи из Columbia Engineering сообщили о разработке самой маленькой в мире однокристальной системы общим объёмом менее 0,1 мм³.

Микросхема размером с пылевого клеща видна только под микроскопом. Таких показателей удалось достигнуть благодаря ультразвуку — исследователи использовали его как для питания устройства, так и для беспроводной связи.

Новый крошечный чип можно имплантировать через иглу для подкожных инъекций, чтобы измерить внутреннюю температуру тела, артериальное давление, уровень глюкозы и другие показатели.

«Мы хотели посмотреть, насколько далеко продвинемся в разработке миниатюрного функционального чипа. Полученная микросхема представляет собой полноценную электронную систему. Это революционная разработка в области имплантируемых медицинских устройств, которая будет определять различные показатели и использоваться в клинических операциях.»

Обычно подобная электроника оснащается радиочастотными (RF) модулями для приёма и передачи электромагнитных сигналов, однако длины таких волн были бы слишком велики в данном случае. Скорость звука же намного меньше скорости света, поэтому исследователи включили в микросхему пьезоэлектрический преобразователь, который работает как антенна для беспроводной связи и питания устройства.

Сам чип был изготовлен тайваньской TSMC, а дополнительные модификации производили в Колумбийском университете (Columbia Nano Initiative) и Центре перспективных научных исследований Нью-Йорка (ASRC).

Схематичное представление устройства

Имплантируемые медицинские устройства уже сейчас используются для мониторинга биологических данных и лечения некоторых заболеваний, например при нарушениях ритма сердца. Однако до сегодняшнего дня они были громоздкими — требовали проводов, корпусов и батарей.

По словам исследователей, новый чип можно ввести в организм с помощью обычного медицинского шприца. Экспериментальная концепция импланта была продемонстрирована на лабораторных мышах, где он использовался для ультразвуковой нейростимуляции и измерения температуры тела. Команда сообщает и о работе над другими биометрическими данными.