Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” Iași Facultatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației Specializarea: RD

Transcriere

1 Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi Iași Facultatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației Specializarea: RD Proiect MEMS MEMS pentru aplicații medicale Profesor îndrumător: s.l. Daniela Ionescu Student: Mariana Nastase

2

3 Ce este MEMS? MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) este o ramură a industriei circuitelor integrate. Este o tehnică de combinare a componentelor electrice și mecanice împreună pe un cip, pentru a produce un sistem de dimensiuni miniatură. Prin miniatură, ne referim la dimensiuni mai mici decât grosimea părului uman!

4 De ce MEMS sunt interesante pentru aplicațiile medicale Dimensiuni mici, aproximativ egale cu dimensiunea celulelor o microni Multe materiale folosite în MEMS sunt biocompatibile o Siliciu (în studiu) o Dioxid de siliciu (sticlă, siliciu topit, cuarț) o Metale prețioase: aur, titan o Polimeri: polidimetilsiloxan (PDMS), parilenă, etc.

5 Beneficiile MEMS şi nanotehnologiei în aplicaţiile medicale Volumul mic de probe de reactivi (cum ar fi sângele), necesare pentru analiză. Consum redus de energie, deci durează mai mult pe aceeași baterie. Mai puțin invaziv, deci mai puțin dureros. Integrarea permite construirea unui număr mare de sisteme pe un singur cip. Procesarea loturilor poate reduce semnificativ costurile. Tehnologia IC existentă poate fi utilizată pentru a face aceste dispozitive.

6 MEMS şi endoscopie Ce este endoscopia? O procedură de diagnosticare care implică introducerea unui dispozitiv flexibil în tractul gastrointestinal inferior sau superior în scopuri de diagnostic sau terapeutice. Endoscoape convenționale: o Poate fi utilizat pentru a vizualiza doar prima treime a intestinului subțire. o Necesită sedarea pacientului o Este o procedură incomodă

7 MEMS redefineşte endoscopia cu "Lab on a Pill" Dimensiune: 35mm Componentele laboratorului pe o pastilă Cameră digitală Sursă de lumină Baterie Emițător radio Senzori (tehnologia MEMS) Nu necesită sedare Poate arăta o vedere a întregului intestin subțire Pot ajuta la detectarea precoce a cancerului de colon

8 Lucrul la această pastilă magică! Pilula este destinată a fi înghițită ca orice pilula obişnuită. O dată în interiorul corpului, senzorii pilulei prelevează fluidele corporale și preiau "date semnificative ale pacientului", cum ar fi temperatura, nivelele de oxigen dizolvat şi ph-ul. Este de aşteptat ca pilula să preia toate datele într-o perioadă de 12 ore şi să fie eliminată, odată excretată. Aceste date sunt transmise fără fir pe un card ataşat la încheietura mâinii individului.

9 Lab on a Pill

10 Instrumente micro-chirurgicale Chirurgii de azi lucrează într-un domeniu limitat de mobilitatea şi controlul instrumentelor chirurgicale la îndemână. Instrumentele chirurgicale MEMS asigură flexibilitatea şi acurateţea efectuării operaţiei de precizie.

11 Bisturii conduşi de MEMS Controlul precis al bisturiei este o cerinţă importantă în orice intervenţie chirurgicală. Motorul piezoelectric MEMS vă ajută să poziţionaţi cu precizie bisturiul. Senzorii de presiune MEMS încorporaţi pe bisturiu, pot ajuta la măsurarea forţei exercitate asupra zonei operate. În consecinţă, bisturiul poate fi manipulat.

12 Instrument de tăiere cu ultrasunete MEMS Aceste unelte folosesc materiale piezoelectrice ataşate la tăietor. Conţine microcanale pentru a elimina lichidul şi resturile în timpul tăierii. Poate fi folosit pentru a tăia ţesuturile dure, cum ar fi lentilele întărite ale pacienţilor cu cataractă

13 Micro / Nano Roboţi în domeniul medical Acestea sunt dispozitive micro / nano capabile să trateze şi să elimine probleme medicale. Astfel de probleme pot apărea datorită acumulării de substanţe organice nedorite, care interferează cu funcţiile normale ale corpului, cum ar fi: o Tumori o Cheaguri de sânge care ameninţă viaţa o Blocare arterială o Localizări ale infecţiei.

14 MEMS și livrarea de medicamente

15 Microacele MEMS MEMS permite ca sute de microace goale să fie fabricate pe un singur plasture, să zicem un centimetru pătrat. Acest plasture este aplicat pe piele şi medicamentul este livrat în organism folosind micropompe. Aceste micropompe pot fi controlate electronic pentru a permite cantităţi specifice de medicament şi, de asemenea, să le livreze la intervale specifice. Microacele sunt prea mici pentru a ajunge şi a stimula terminaţiile nervoase şi, prin urmare, nu provoacă nici o durere corpului.

16 Microneedles

17 Pilula inteligentă Un dispozitiv MEMS care poate fi implantat în corpul uman. Constă din - biosenzori - baterii - circuite de control - rezervoare de medicamente Biosensorii simt substanţa care trebuie măsurată, de exemplu insulina. Odată ce această cantitate scade sub o anumită cantitate necesară organismului, pilula eliberează medicamentul.

18 Concluzii MEMS sunt într-o dezvoltare tot mai mare Obiective noi: materiale flexibile şi biodegradabile Oportunitate uriaşă în aplicaţii medicale şi biotehnologie materiale compatibile şi dimensiuni integrare electronică

19