旨在增强人体自然电脉冲的生物电植入物? 生物电子技术的发展使这一现实日益成为现实. 最尖端的行业之一 医疗设备 研究表明，生物电植入似乎只是科幻小说里的东西. 从生物学，电气工程，纳米技术， 医学, 生物医学工程, 和其他领域, 生物电子技术模糊了人与机械之间的界限. 对你.S. 翻译公司，生物电子前沿提供了另一个令人兴奋的发展 生命科学行业 这是一个不断激发和奖励我们的行业.

人类通过Cyborg 医疗设备

《澳门新莆京app》告诉我们，cyborg是“仿生人” 仿生 意思是“有人造的身体部位，特别是机电的。.虽然不如流行文化中的人类增强技术(例如.g.、《澳门新莆京app》、《新莆京app下载》、《澳门新莆京app》)，电子人确实存在于我们之中. 很多人. 他们一点也不具有异国情调:他们是我们的奶奶、表兄弟和住在街区另一头的人. 事实上，我们被电子化已经有几十年了. 心脏起搏器. 假肢. 人造心脏. 助听器. 植入胰岛素泵. 甚至无处不在的隐形眼镜也可以被理解为“人造身体的一部分”.“不管你觉得这个想法可怕还是刺激, 我们越来越多的人依赖于日益复杂和多样化的仿生解决方案. 随着纳米技术和生物医学工程的创新，这些技术变得越来越小. 和更复杂的.

最小的医疗设备

1991年在第一电化学工程中心工作, 生物电子学领域是 正式定义 作为“信息处理系统和新设备的生物材料和生物结构的使用”.研究人员继续描述这一领域，特别是生物分子电子学的亚类型

生物启发(i.e. 自组装)无机和有机材料和生物启发(i.e. 大规模并行性)硬件架构，用于实现新的信息处理系统, 传感器和执行器, 以及从分子制造到原子规模.

如果你不是生物信息学或其他领域的专家，也不要担心. “从分子制造到原子尺度”是主要的结论. 利用物质的最大颗粒性，生物分子性 工程师 建造处理信息的微型机器. 细碎的电脑. 和, 当这些小电脑被植入我们体内, 他们的理论是, 它们将与我们身体自身的纳米机器和能源系统一起工作. 因为它们是“生物启发”的，是用生物材料和“生物建筑”建造的.(什么是生物架构? 这是一篇文章 这可能会让事情变得明朗. 或者它会让你更加困惑.).

生物电子技术的动力问题

研究人员和工程师已经掌握了所需的大部分组成技术, 但主要障碍仍然存在. 比如研究如何为生物电植入设备供电. 因为它们被设计成可以长时间进入小空间, 内部电池不够理想. 如果你不从内部给设备供电, 唯一的选择就是从外部给它供电. 事实证明，这真的很难做到. 到目前为止，尽管已经取得了一些进展，但可行的生物医学工程解决方案被证明是困难的.

Bioelectronic迪斯科?

最有希望为生物电植入物供电的解决方案:无线榨汁near-infrared-ray (nIR)辐照.“作为一个 Nanowerk文章 解释了, 这涉及到一种“闪光”，可以“穿透人体组织”10厘米深. 生物电子技术吸收了这种闪烁的近红外，并因此经历了“温度波动”. 显然, 这些快速的温度变化会产生“电压/电流脉冲”，西安交通大学的一个研究小组已经成功地用这种方法刺激青蛙的坐骨神经和老鼠的心脏.

虽然研究小组对啮齿动物和两栖动物神经的刺激确实令人印象深刻, 人们不禁想象这样一个未来:在频闪灯的映照下，市民们挤上地铁，或者在高档餐厅里坐下来享用晚餐, 他们的植入物会随着辐射的节奏旋转.

盘子上的电

在另一项研究中，斯坦福大学的一个团队 发送电流 通过一个“用特殊设计的导电材料装饰的平板”.把这个两边各长6厘米的盘子装在一只倒霉的兔子身上, 他们为兔子心脏里一个大米大小的起搏器提供动力. 这再一次令人印象深刻，但还需要更多的进展. 即使克服了平板供电系统的其他限制条件, 露面会招致许多反对意见. 假设我需要在额叶顶叶区域安装一个微型刺激器, 我不知道我会不会因为额头上有个金属方块而激动. 但话说回来，根据我的病情，这种解脱可能会证明弗兰肯斯坦式的美学是合理的. 也许这种头骨板会催生一种新的时尚潮流. Medi-goth,任何人都? 生物医学工程研究人员继续探索这一途径，以获得更可行的生物电子技术电源. 让我们继续观察他们的进展.

血、汗、泪是生物电子技术的动力

人体能产生能量，另一种研究方法是利用人体能量为设备供电. We burn 2000-3000 calories per day; we’d need only to tap a tiny fraction of that to run a small implant.

事实证明，我们的体液中含有大量可供摄入的能量. 酶促生物燃料细胞(EFCs)已经在进行动物实验，以测试其代谢富含能量的分子以发电的能力. 通过 氧化， EFC中的酶迫使电子进入电极，从而产生一个小电流. 等离子体(无色, 血液中的液体成分)含有溶解的葡萄糖, 许多efc的设计用途是什么. 汗水中含有乳酸，可以为efc提供能量，但我们大多数人不会连续出汗. 因此，这条道路可能会失败. 眼泪, 然而, 含有丰富能量分子的鸡尾酒——我们的眼睛会不断地产生微量的分子. 犹他大学的生物工程师已经开发了一种 electrode-containing隐形眼镜 当暴露在“合成泪液”下时，“在三个小时内保持超过一微瓦的功率输出”.”

动能和压电材料

除了流体中所含的分子能外，我们在移动时也产生动能. 甚至我们的内脏也能产生足够的运动，一组中美研究人员成功地做到了这一点 收获一微瓦的能量 来自“(服用镇静剂的)牛和羊的跳动的心脏、肺和膈肌。.使用的机制? 每个沉睡的动物都有一个“超薄压电材料”附着在各自的研究器官上.

压电(希腊 压电 指挤压或挤压)材料在受到压力时产生电荷. 如何? 这种材料具有原子晶格结构. 通常，晶格的对称结构导致能量平衡. 没有电位差，就没有发电. 然而，当一个力使晶格变形时- 压电 -电势出现了差异. 一个电荷.

在另一项实验中，研究人员用“一种基于弹性体的压电织物”衬里鞋子.“他们用行走产生的能量为30个LED灯供电. 同一组人通过移动一件有压电织物的衬衫给锂离子电池充电.

尽管它们在生物医学上的应用相对较新, 压电材料在许多工业应用中已经应用了很长时间, 从光学到电机再到机器人. 通常, 它们以水晶形态居住在一个固定的位置, 在机械刺激下产生电荷的. 除了他们的工业用途, 研究人员试图将压电技术应用于宏观发电. 这些努力都没有成功. 看来，压电现象是在能量大小限制下运作的. 对生物电子植入物的开发者来说，哪一种是可以接受的.

从理论上讲, 然后, 没有什么能阻止我们用附着在器官上的高科技纤维为生物电植入设备供电. 或者压电服装，以某种方式——这就是巨大的知识鸿沟——将电流传递到我们的身体内部. 不管怎样, 压电材料几乎肯定会在即将到来的生物电子革命中有突出的应用.

谷歌和葛兰素史克(GlaxoSmithKline)都押注于生物电植入

英国 制药 葛兰素史克公司与谷歌的生命科学部门Verily联手. 他们的 联合公司, 伽尔伐尼, 将独立于谷歌和GSK, 并将专注于生物电子医学和生物电子植入. 伽伐尼将探索神经信号在各种健康疾病中的作用. 以及生物电子技术如何调节这些信号. 作为唯一一家拥有生物医学工程部门致力于生物电子技术的制药公司, 葛兰素史克希望在这些微型植入物成为主流之前，能够遥遥领先.

生物医学工程 将继续前进

有了如此多的关注和资源支持生物电植入的发展，我们可以期待 更大的突破. 生物电子器件的每一个障碍都可以单独解决, 给予足够的研究. 电源. 生物电植入物和目标神经之间的接口. 耐用,non-degrading材料. 在生物电子技术中有足够复杂的计算机来读取和处理神经信号，并相应地调整输出. 这些都是生物医学工程的重大挑战. 然而，在人类发明的范围内，它们远非不可逾越的.

If, 在未来, 我们体内有这些小型医疗设备, 帮助我们的身体控制功能, 那我们就是半机械人吗? 看不见的半机械人, 也许, 因为我们缺少流行电影中那种后启示录式的生化人的外部装备. 这真的重要吗? 可能不是. 然而，想想还是很有趣的. 哲学问题比比皆是. 如, 例如, 如果我们系统地增加一件又一件的机电设备来改造我们的身体, 从什么时候开始，我们就不再是人类，而变成了机械人? 还是我们仍然是人，即使我们的每个组成部分都被替换了? 迷人的思想实验. 现在, 然而, 如果微型医疗设备能向我们的神经发出信号，帮助我们逆转神经疾病, 我们完成了一件非常好的事情. 生物医学工程研究已经产生了大量的技术奇迹. 毫无疑问，它将继续这样做.