Trước đây, các kỹ sư của Đại học Rice (Mỹ) đã phát triển thiết bị cấy ghép để kích thích điện ở những bệnh nhân bị chấn thương tủy sống.

Mới đây, nhóm nghiên cứu đã nâng cấp kỹ thuật để cấp nguồn và lập trình máy kích thích sinh học đa điểm từ một máy phát duy nhất.

Nhờ nghiên cứu mới, kỹ sư điện và máy tính Kaiyuan Yang cùng các đồng nghiệp tại Trường Kỹ thuật George R. Brown (Đại học Rice) đã giành được giải thưởng tại Hội nghị Mạch tích hợp tùy chỉnh của Hội Kỹ sư điện và điện tử (IEEE).

Thí nghiệm của nhóm khoa học cho thấy, một từ trường xoay chiều có thể được điều khiển bởi một máy phát chạy bằng pin bên ngoài cơ thể. Máy phát có thể đặt trên dây đai hoặc dây nịt, cung cấp năng lượng và lập trình cho hai hoặc nhiều thiết bị cấy ghép cách xa ít nhất 60 milimét.

Mô cấy có thể được lập trình với độ trễ được tính bằng micro giây. Kỹ sư Yang cho biết, điều đó có thể cho phép họ điều phối việc kích hoạt nhiều máy tạo nhịp tim không dây trong các buồng tim riêng biệt của bệnh nhân.

“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy có thể lập trình các bộ phận cấy ghép để kích thích theo một mô hình phối hợp.

Chúng tôi đồng bộ hóa mọi thiết bị, giống như một bản giao hưởng. Điều đó mang lại cho chúng tôi nhiều mức độ trong các phương pháp điều trị kích thích, cho dù đó là điều trị nhịp tim hay tủy sống”, ông Yang nhấn mạnh.

Các nhà khoa học cũng thử nghiệm sử dụng những mô cấy nhỏ. Mỗi mô có kích thước và trọng lượng bằng vitamin. Các thí nghiệm thực hiện trên chi thủy tức hydra vulgaris loài gặm nhấm đã chứng minh rằng, trong ít nhất một khoảng cách ngắn, những thiết bị đó có thể kích thích hai hydra riêng biệt co lại.

Sau đó, kích hoạt một thẻ huỳnh quang để phản ứng lại các tín hiệu điện và phản ứng ở biên độ được kiểm soát dọc theo dây thần kinh tọa của loài gặm nhấm.

“Một nghiên cứu về tái tạo tủy sống cho thấy, kích thích đa điểm theo một mô hình nhất định sẽ giúp phục hồi hệ thống thần kinh. Một số nghiên cứu lâm sàng đang diễn ra, nhưng tất cả đều sử dụng thiết bị để bàn. Không có công cụ cấy ghép nào có thể làm được điều này”, kỹ sư Yang cho biết.

Các thiết bị của phòng thí nghiệm, được gọi là MagNI (để cấy ghép thần kinh điện từ). MagNI được giới thiệu vào đầu năm ngoái với vai trò là thiết bị kích thích tủy sống không cần dây để cấp nguồn và lập trình.

Điều đó có nghĩa là dây dẫn không cần phải đưa qua da của bệnh nhân. Bởi, việc đưa dây dẫn qua da là phương pháp có thể gây nhiễm trùng.

Hải An