不整脈などの多くの病気は、体内の電気刺激によって治療できます。しかし、現在の技術では、ペースメーカーなどの体内デバイスは、大きなバッテリーが必要なため、非常にかさばります。脳インプラントなど、場合によっては、デバイスのサイズによってインプラントが不可能になる場合があります。
スタンフォード大学の研究者が開発した技術が成功すれば、将来的には大きな障害にはならないかもしれない。彼らは大きなバッテリーの代わりに、体の奥深くにあるデバイスをワイヤレスで充電する方法を開発しました。
彼らは、米粒大のインプラントを使用してウサギの心拍を調節することにより、この装置の使用を実証しました。このような装置が人体で使用できれば、パーキンソン病などの症状を治療するために脳にも埋め込むことができ、適切な神経細胞への電気刺激により、運動ニューロン系の欠陥によって引き起こされる震えを軽減することができる。
ウサギに挿入されると、体外に保持された金属プレートからデバイスに電力が供給されます。金属プレートはスマートフォンに搭載されているものと同じくらいの大きさのバッテリーに接続されています。このプレートは、互いに近接して配置された 2 つのコイルが電磁場を通じてエネルギーを交換できる「誘導結合」現象を介してバッテリーを充電します。
「これらの電界は空気中であろうと生物組織内であろうとあまり変化しないため、医療用インプラントを充電するための物理的基盤は、たとえば電動歯ブラシを充電することと実質的に変わりません」とホー氏は述べた。この技術は、雑誌に掲載された研究で明らかになりました。米国科学アカデミーの議事録。
このような「近距離場エネルギー伝送」は、医療機器を充電するには弱すぎると以前は考えられていました。 Ho 氏は、電磁場がビームの形でデバイスに向けられるように金属プレートを設計することで、この問題を解決しました。
しかし、それでも、このデバイスに送られる電力はわずか 2,000 マイクロワットであり、これは最も重要な体内デバイスである人間のペースメーカーに電力を供給するのに必要な電力の 4 分の 1 です。
現在、ペースメーカーには 10 年間使用できるバッテリーが搭載されています。このデバイスは電力効率が非常に高いですが、かさばるデバイスを交換するにはユーザーが大がかりな手術を受ける必要があります。
たとえ充電が十分に強かったとしても、体内カメラを充電する独自の技術を開発しているルーヴェン・カトリック大学のロバート・ピュアース氏は、ホー氏の技術はペースメーカーには適していないと述べた。
「ペースメーカーには 100% の信頼性が必要です。そうでないと患者が死亡する可能性があります」と Puers 氏は言います。 「代わりに、これは聴覚障害のある患者を助ける人工内耳で使用される可能性があります。」
もう一つの問題はリスクの問題です。ホー氏は、この種のフィールドはほとんど安全であると示唆しています。しかしピュアース氏は、生体組織への電磁場の曝露についてはまだ十分に理解されていないと述べている。
どのような医療機器も、市場に出す前に厳格な医学試験を通過する必要があります。ホー氏と彼の上司であるエイダ・プーン氏は、人間に使用するための技術を開発するために、ビボンダ・メディカルという会社を設立した。
成功すれば、多くの応募が生まれる可能性がある。パーキンソン病や難聴以外にも、電気刺激のみで治療できる病気には、てんかん、慢性疼痛、尿失禁などがあります。