美国大年夜学研发可植入人体电路！以磁场供电可编程刺激神经元止痛

智东西（"大众号：zhidxcom）编 | 王颖

智东西2月20日，昨天在旧金山举行的国际固态电路会议上，美国莱斯大学工程师团队推出了一款名为MagNI的可编程、能通过磁场远程充电的神经植入物。

研究职员称MagNI能够帮助癫痫或帕金森患者减少病痛。

MagNI是由莱斯大学电气与打算机工程学助理教授杨开元，电气、打算机与生物工程学副教授Jacob Robinson和布朗工程学院研究生Zhanghao Yu、Joshua Chen共同开拓的。

MagNI的集成系统中内置了磁电传感器，可以从人体外部的交变磁场中获取能量。

杨开元说：“MagNI第一次证明了利用磁场可以为人体植入物供应动力，并进行编程。
磁电传感器与CMOS（互补金属氧化物半导体）技能集成在一起可以为许多运用供应生物电子平台。
而且CMOS价格便宜，在传感和旗子暗记处理方面又很高效。
”

杨开元在国际固态电路会议上对MagNI做了先容，他表示通过对目标神经元进行可编程的电刺激，MagNI能够代替阿片类药物帮助癫痫或帕金森患者减少病痛。

MagNI的推出为可植入装置带来了更多可能，比如在可穿着腰带上安装电池供电的磁性发射装置，就能变成脊髓刺激装置，为脊柱有问题的患者减缓疼痛。

为了对MagNI进行测试，研究职员将原型设备的部件放置在一个只有三个部件的柔性聚酰亚胺衬底上（热稳定、耐堕落）:一个2 4毫米的磁电薄膜，将磁场转换成电场，一个 CMOS芯片和一个暂时储存能量的电容器。

通过将芯片浸泡在溶液中，并在空气和仿生组织环境的果冻状琼脂中进行测试，研究团队成功地测试了MagNI的稳定性和耐用性。

▲布朗工程学院研究生Joshua Chen（左）、Zhanghao Yu（右）

莱斯大学的研究团队认为，与像电力这种主流的数据传输方法比较，MagNI利用的磁电效应比目前的刺激方法更有上风，比如超声、电磁辐射、感应耦合和光学技能。

目前比较常见的几种刺激办法都有一定的弊端，电磁辐射、光辐射和感应耦合发射旗子暗记时会加热装置。
超声波虽然没有发热问题，但会反射到人体的皮肤、骨头或其他肌肉上。

杨开元进一步对磁电效应的上风进行理解读，他说：“磁电效应不须要任何内部电压或时序标准，除了转换电能还可以传输掌握旗子暗记，纵然无校准也是坚固耐用的。
”

研究职员还通过刺激水螅对这项技能进行了进一步验证。
水螅是电气、打算机与生物工程学副教授Jacob Robinson实验室研究的一种类似章鱼的小生物。

通过用实验室的微流体设备掌握水螅，能够看到与MagNI打仗后，水螅发出的与紧缩干系的荧光旗子暗记。
研究小组目前正在不同的模型上对该设备进行体内测试。

目前MagNI的能量获取和信息传感只有一种办法，但杨开元表示，他们的团队正在研究双向通信策略，以方便从植入物中网络数据，为将来更广泛的运用做好准备。

原文来自：TechXplore

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