Электронные имплантанты (лат. «plantatio» — пересадка) — электронные приборы, вживлённые в тело биологического существа (человека, животного).

История

Первые имплантанты появились в начале 20 века. Две мировые войны активизировали развитие медицины, а изобретение полимеров позволило изготавливать искусственные кости и суставы, которые по своим свойствам немногим уступают настоящим.

В 1956 году советскими учеными в центральном научно-исследовательском институте протезирования и протезостроения Министерства социального обеспечения СССР был создан макет «биоэлектрической руки» — протеза, что руководствовался при помощи биотоков мышц культи. Этот прибор впервые демонстрировался в советском павильоне на Всемирной выставке в Брюсселе.

В шестидесятых годах исследователи Госпиталя общей хирургии при Массачусетском университете пробовали лечить эпилепсию так: в мозг вживлялись электроды, которые, нагреваясь, прижигали мозговые ткани в тех участках, которые вызывают эпилептические припадки. Результаты оказались весьма обнадеживающими, однако не настолько, чтобы продолжать опыты.

В семидесятых годах начали «вживлять» имплантанты во внутреннее ухо искусственную улитку людям с серьёзным нарушениям слуха. В 1964 году Национальным институтом здоровья США, по инициативе Майкла Де-бейки, основана программа разработок, касающихся искусственного сердца. В 1982 году в университете штата Юта 61-лему пациенту Барни Кларку заменили больное сердце на искусственное. Человек с искусственным сердцем прожил 112 дней.

До сих пор к людям больных алкоголизмом применяются так называемые «подшивки»: вживление в тело ампулы-имплантанта. Неизменным спросом пользуются, особенно в женской части человечества, и особенно в высокоразвитых странах, силиконовые имплантанты для увеличения объема молочных желез, ягодиц, губ и тому подобное.

Теджал Десаи из Чикагского университета штата Иллинойс разработала капсулу, содержащую клетки, вырабатывающие инсулин. Поры в поверхности капсулы имеют размер всего 7 нанометров. Поэтому они пропускают инсулин наружу, но препятствуют проникновению внутрь капсулы антител, вырабатываемых иммунной системой для борьбы с клетками-трансплантатами. В составе капсул также 100-микрометров микросхемы для транспортировки лекарств.

В институте Рослина создан силиконовый микрочип размером 2 миллиметра, набитый лекарствами. Устройство, которое можно проглотить или вшить под кожу, запрограммировано выпускать нужные порции лекарств в определенное время. Микрочип может иметь 34 резервуара, содержащие 25 нанолитров различных веществ в жидком и желеобразном состоянии. Пока же этот чип планируют использовать для обезболивания раковых больных, и контроля уровня глюкозы в крови диабетиков.

Джеймс Аугер и Джимми Луазо разработали микросхему радиоприемного блока устанавливаемого под зубную пломбу. Радиоприемник можно подключить к мобильному телефону, с помощью интерфейса Bluetooth, после чего прослушивать сообщения и даже говорить самому.

Кохлеарная имплантация может вернуть пациенту слух даже в самых запущенных случаях, а также может помочь младенцам с врождённой глухотой: электронное устройство воспринимает звук, кодирующий его с помощью звукового процессора и передает электрические импульсы на слуховой нерв посредством гибких многоканальных электродов, вживленных в улитку внутреннего уха. Существует также возможность прямого подключения к телевизору или аудиосистеме для улучшения качества передаваемого звука. На текущий момент в мире проведено около 130 000 кохлеарных имплантаций^[1].

На сегодняшний день разработано большое количество систем искусственного зрения, а также проведено несколько удачных операций имплантации этих систем (некоторые из них даже под местной анестезией).

В декабре 2002 года была проведена операция, в результате которой 39-летний Марк Мержер вновь получил способность ходить^[2].. Ему было вживлено в нервы и мышцы ног 15 электродов, соединенных с процессором в брюшной полости. Теперь он может руководить своей походкой с помощью кнопок на костылях, которые служат пультом дистанционного управления. Разработкой электродов занимались шесть стран: Великобритания, Германия, Дания, Италия, Нидерланды, Франция.

Электроды, вживленные в мозг, помогают пациентам избавиться от очень острой боли.

Филипп Кеннеди и Рой Бакэй из университета Эмори что в Атланте, имплантировали микросхему в мозг парализованного 52-летнего Джона Реея, который благодаря этому получил возможность общаться и управлять окружающими приборами непосредственно мозгом. Использовались синтезированные вещества, вызывающие обрастание нервными тканями контактов микросхемы. Имплантанты подобного рода уже сейчас используются для борьбы с болезнью Паркинсона, эпилепсией, склерозом, нервным тиком и неврозами. Ученые университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе во главе с Теодором Бергером намерены провести испытания силиконового чипа, выполняющего роль искусственного гипокампуса (отдела мозга, который обрабатывает данные, полученные из человеческого опыта, таким образом, что их можно хранить в виде воспоминаний).

19 декабря 2001 компанией ADS (Applied Digital Solutions) был впервые представлен чип-имплантат VeriChip. Размером 12 'Æ2.1 мм, основанный на технологии RFID (Radio Frequency IDentification), он может содержать до шести строк информации - медицинской, или любой другой. Модифицированная версия чипа со встроенной GPS (Global Positioning System), по мнению производителей, поможет при поисках похищенных людей. Чип сможет имплантировать любой врач под местной анестезией с помощью специального прибора, причем на место уживлення не нужно накладывать швов. ADS также разработала линейку приборов (некоторые из них - имплантанты) под названием «Цифровой Ангел» (Digital Angel). 17 июля 2003 ADS начала «чипизацию» Мексики: через год 10000 жителей этой страны стали носить в своем теле имплантаты^[3], а в 70% больниц появились устройства, которые считывают с чипов информацию.

Применение

Области применения электронных имплантантов:

• медицина, Здравоохранение
• аутентификация, денежные расчёты
• коммуникации, доступ к информации
• армия, спецслужба
• самовыражение, искусство.

Проблемы и ограничения по применению имплантантов

На пути развития электронных имплантантов существует ряд проблем:

• физические и технологические:

Биологическая совместимость (у 2 - 3% людей на месте имплантации возникает хроническая инфекция, лечение которой требует применения мощных антибиотиков);

Самовосстановление имплантанта в случае повреждения (сейчас в таких случаях требуется оперативное вмешательство);

Источники питания (уже созданы прототипы элементов питания, использующие глюкозу, которая содержится в крови, однако пока они малоэффективны);

Размеры имплантанта;

Обмен информацией с организмом носителя имплантанта (в некоторой степени освоено подключение к нервной системе, использование гормонов пока не исследовалось);

Реализация и стандартизация интерфейсов обмена информацией с внешними устройствами и другими имплантантами;

• психологические и социальные:

Юридические (некоторые из рассматриваемых технологий, в частности сочетание RFID и GPS делает возможным тотальный контроль за людьми, вопреки правам человека);

Нравственные;

Религиозные (в заявлениях некоторых ортодоксальных религиозных сект имплантанты именуются «меткой сатаны»);

Ксено-и технофобии, невосприятие нового (уже сейчас в ряде высокоразвитых стран активно действует «Движение против Биотехнологий».

Примечания

1. Кохлеарная имплантация
2. Компьютерный чип управляет человеком - Курьер - Всеукраинская Интернет-газета
3. В Мексике началось массовое вживление чипов-имплантатов - Наука и образование » Научные исследования