Електронні імплантати (лат. «Im» - в і лат. «Plantatio» - посадки, пересадка) - електронні пристрої, імплантовані в тіло біологічної істоти (людини, тварини).
Перші імплантати почали використовуватися ще на початку 20 століття. Дві світові війни активізували розвиток медицини, а винахід полімерів дозволило виготовляти штучні кістки і суглоби, що за властивостями своїм не набагато поступаються справжнім.
У шістдесятих роках дослідники Госпіталю загальної хірургії при Массачусетському університеті пробували лікувати епілепсію так: в мозок імплантувалися електроди, нагріваючись припікали мозкові тканини в ділянках, які викликають епілептичні припадки. Результати виявилися досить обнадійливими, проте не настільки, щоб продовжувати досліди.
Відомо, що щорічно в світі проводиться близько 600 000 операцій з імплантації імплантатів, стимулюють роботу серця. В подальшому кожні 5-10 років повинні проводитися додаткові операції для заміни батарей живлення. Крім того, пацієнти повинні уникати сильного магнітного поля, наприклад металошукачів і деяких медичних сканерів.
До сих пір застосовується до людей хворих на алкоголізм так зване «підшивки»: вживлення в тіло ампули-імплантату. Незмінним попитом користуються, особливо в жіночій частині людства, і особливо у високорозвинених країнах, силіконові імплантати для збільшення обсягу молочних залоз, сідниць, губ і т.
Однак всі ці приклади мають щось спільне: механічний, хімічний або електричний імплантат є простим, нездатним до будь-яких інтерактивних дій по відношенню до організму людини або до навколишнього середовища. У наступному розділі розглядаються найбільш значущі досягнення, пов'язані з електронними імплантатами, які є вже в певній мірі інтерактивними, а іноді і інтелектуальними. Теджан Десай (Tejal Desai) із Чиказького університету штату Іллінойс розробила капсулу, що містить клітини, що виробляють інсулін. Пори на поверхні капсули мають розмір всього 7 нанометрів. Тому вони пропускають інсулін назовні, але перешкоджають проникненню всередину капсули антитіл, що виробляються імунною системою для боротьби з клітинами-трансплантатами. У складі капсул також 100-мікрометрів мікросхеми для транспортування ліків.
В інституті Рослина створений силіконовий мікрочіп розміром 2 міліметри, напханий ліками. Пристрій, який можна проковтнути або вшити під шкіру, запрограмовано випускати потрібні порції ліків в певний час. Мікрочіп може мати 34 резервуари, що містять 25 нанолітрів різних речовин в рідкому і желеподібному стані. Поки ж цей чіп планують використовувати для знеболювання ракових хворих, контролю рівня глюкози в крові діабетиків.
Кохлеарна імплантація може повернути пацієнтові слух навіть в найзапущеннішіх випадках, а також може допомогти немовлятам із вродженою глухотою: електронний пристрій сприймає звук, кодує його за допомогою звукового процесора і передає електричні імпульси на слуховий нерв за допомогою гнучких багатоканальних електродів, імплантованих в равлика внутрішнього вуха. Існує навіть можливість прямого підключення до телевізора або аудіосистеми для поліпшення якості переданого звуку. На поточний момент в світі проведено близько 30000 кохлеарних імплантацій.
На сьогоднішній день розроблено велику кількість систем штучного зору, а також проведення кілька вдалих операцій імплантації цих систем (деякі з них навіть під місцевою анестезією).
Електроди, вживлені в мозок, допомагають пацієнтам позбутися дуже сильного болю.
Філіп Кеннеді і Рой баку з університету Еморі (Emory University), що в Атланті, імплантували мікросхему в мозок паралізованого 52-річного Джона Реея, що завдяки цьому отримав можливість спілкуватися і керувати оточуючими приладами безпосередньо мозком. Використовувалися синтезовані речовини, що викликають обростання нервовими тканинами контактів мікросхеми. Імплантати подібного роду вже зараз використовуються для боротьби з хворобою Паркінсона, епілепсію, склерозом, нервовим тиком і неврозами [1о, 4, 9, 16, 40]. Вчені університету Південної Каліфорнії в Лос-Анджелесі на чолі з Теодором Бергер (Theodore Berger) мають намір провести випробування силіконового чіпа, що виконує роль штучного гіпокампус (відділу мозку, який обробляє відомості, отримані з людського досвіду, таким чином, що їх можна зберігати у вигляді спогадів ).
застосування
Областями застосування або пріоритетними шляхами використання електронних імплантатів є:
- медицина, охорона здоров'я
- аутентифікація, грошові розрахунки
- комунікації, доступу до інформації
- армії, спецслужб
- самовираження, мистецтва.
Проблеми та обмеження щодо застосування імплантатів
На шляху розвитку електронних імплантатів існує ряд проблем: