Langattomat implantit ja niiden materiaalit

Abstract

Tämä on kandidaatintutkintoon kuuluva kandidaatin työ, joka suoritettiin Tampereen Yliopistolla kirjallisuustutkimuksena aiheesta langattomat implantit ja niiden materiaalit. Työn tarkoituksena oli selvittää kirjallisuudesta mitä radioaaltoja (RF) hyödyntävät langattomat implantit ovat ja minkälaisia materiaaleja niissä käytetään. Työssä käytettiin lähteenä Tampereen Yliopiston kirjaston tietokantaa ja tieteellisiä hakukoneita Andor, NCBI PubMed ja pienissä määrin myös Googlen hakukone. Tutkimuksessa havaittiin, että radioaaltoja voidaan käyttää matalatehoisten piirien sähköistämiseen ja voidaan käyttää tiedonvälitykseen kehosta tai kehossa käytettäviin laitteisiin. Erilaisia kytkentätapoja ovat kaukokentän energian siirto, sekä lähikentän resonoiva induktiivinen tai magneettinen kytkentä. Suurin osa laitteista tässä tutkimuksessa käyttävät induktiivista kytkentää tai kaukokentän yhteyksiä. Yleisimpiä RF-tekniikkaa hyödyntäviä laitteita ovat sisäkorvan implantit, mutta tekniikasta voi olla käytännön hyötyä esimerkiksi Parkinsonin taudin hoidossa, sekä aivotietokone liitännöissä (BMI) halvaantuneille. Yleisimpiä piirirakenteita ovat komplementtimetallioksidipuolijohde (CMOS) -rakennetta hyödyntävät laitteet ja monet hyödyntävät langattomien verkkojen (WiFi) taajuusaluetta, joka on noin 900 MHz. Viime aikoina väliaikaisia sekä biohajoavia laitteita on tutkittu ja kehitetty. Suurin osa laitteista koostuivat metalleista, polymeereistä, puolijohteista ja keraameista. Eniten esiintyneitä alkuaineita tai yhdisteitä olivat magnesium, silkki, polylaktidi (PLA), pii ja magnesiumoksidi. Tämä lyhyt katsaus antaa peruskuvan RF-tekniikan teoriasta, piirien suunnittelussa huomioon otettavista asioista ja materiaaleista, joita ollaan käytetty tai ovat aktiivisesti tutkimuksien kohteina.