एमआईटी इंजेक्टेबल एंटीना मेडिकल इम्प्लांट्स में बैटरियों को खत्म करता है

सर्जन स्केलपेल तैयार करता है और उपकरणों की जाँच करता है; पेसमेकर लगाने के लिए सब कुछ तैयार है। लेकिन आज, कुछ अलग है: पूरी सर्जिकल किट की बजाय, वह एक सुई लेता है। एक सामान्य सुई। वह उसमें रेत जैसा दिखने वाला एक कण भरता है, और उसे मरीज़ की छाती में इंजेक्ट कर देता है। तीन सेकंड। हो गया। पेसमेकर को बिजली मिलनी शुरू हो जाती है, दिल नियमित रूप से धड़कने लगता है, हर पाँच साल में बैटरी बदलने की ज़रूरत नहीं पड़ती। चीरों का कोई निशान नहीं। शोधकर्ताओं ने MIT मीडिया लैब बनाया था 200 माइक्रोमीटर का इंजेक्टेबल एंटीना जिसे दवा की तरह दिया जाता है और गहराई से प्रत्यारोपित उपकरणों को शक्ति प्रदान करता है।

यह ऊतकों को अधिक गर्म होने से बचाने के लिए कम आवृत्तियों पर संचालित होता है तथा समान आकार के पारंपरिक एंटेना की तुलना में 100.000 गुना अधिक ऊर्जा उत्पन्न करता है।

संयंत्रों में बैटरियों की समस्या

आजकल चिकित्सा प्रत्यारोपण दो तरीकों से संचालित होते हैं। पहले प्रदान करता है कई सेंटीमीटर लंबी एक बैटरी, जिसे शल्य चिकित्सा द्वारा शरीर में प्रत्यारोपित किया जाता हैजिसे हर 5-10 साल में नए हस्तक्षेप के साथ बदलना होगा। दूसरा एक इसमें एक चुंबकीय कुंडली का उपयोग किया जाता है, जो सेंटीमीटर आकार की होती है, तथा वायरलेस ऊर्जा एकत्रित करने के लिए इसे त्वचा के नीचे रखा जाता है। समस्या क्या है? लघु कुंडलियाँ केवल उच्च आवृत्तियों पर ही काम करती हैं, जो वे ऊतकों को अत्यधिक गर्म कर देते हैं सुरक्षित रूप से वितरित की जा सकने वाली शक्ति को सीमित करना।

उन्होंने बताया, "उस सीमा के बाद, आप कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाना शुरू कर देते हैं।" बाजू जॉय, समूह के पीएचडी छात्र नैनो-साइबरनेटिक बायोट्रेक MIT से।

इंजेक्टेबल एंटीना कैसे काम करता है

एल 'देबलीना सरकार की टीम द्वारा विकसित एंटीना एमआईटी एक नई तकनीक की मदद से कम आवृत्तियों (109 kHz) पर काम करके ओवरहीटिंग की समस्या का समाधान करता है। यह उपकरण एक चुंबकीय संकुचित परत¹ जो चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने पर विकृत हो जाता है, एक पीजोइलेक्ट्रिक परत जो यांत्रिक विरूपण को विद्युत आवेश में परिवर्तित करता है। जब एक प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र लगाया जाता है, तो चुंबकीय विसंकुचन परत में चुंबकीय डोमेन इसे उसी तरह विकृत कर देते हैं जैसे एक मजबूत चुंबक बुने हुए धातु के कपड़े पर करता है। चुंबकीय विसंकुचन परत में यांत्रिक तनाव के कारण ऊपर और नीचे स्थित इलेक्ट्रोडों के माध्यम से पीज़ोइलेक्ट्रिक परत में विद्युत आवेश उत्पन्न होते हैं।

बहुत जटिल है? मैं फिर कोशिश करूँगा। इस एंटीना की एक परत चुंबकीय क्षेत्र में कपड़े की तरह हिलती है, और एक और परत इस गति को विद्युत में परिवर्तित करती है। जब चुंबकीय क्षेत्र बदलता है, तो यह गतिशील परत विद्युत क्षेत्र को भी गतिमान करती है, जिससे एंटीना बिना गर्म हुए ऊर्जा उत्पन्न करता है। इससे भी बेहतर?

Lo IEEE ट्रांजेक्शन ऑन एंटेना एंड प्रोपेगेशन में प्रकाशित अध्ययन अक्टूबर 2025 में होने वाला यह सर्वेक्षण दर्शाता है कि लेखकों द्वारा व्यक्त की गई तकनीकी चुनौती पर विजय पाना किस प्रकार संभव है:

"निम्न-आवृत्ति बैंड में कुशलतापूर्वक कार्य करने में सक्षम अति-लघु एंटीना (500 माइक्रोमीटर से कम) का विकास करना जटिल है।"

पेसमेकर से परे अनुप्रयोग

इंजेक्टेबल एंटीना को सक्रिय करने वाला चुंबकीय क्षेत्र एक वायरलेस स्मार्टफोन चार्जर जैसे उपकरण द्वारा प्रदान किया जाता है, जो इतना छोटा होता है कि इसे त्वचा पर चिपकने वाले पैच की तरह लगाया जा सकता है या त्वचा की सतह के पास जेब में रखा जा सकता है। इस एंटीना का निर्माण माइक्रोचिप्स के लिए इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक का उपयोग करके किया जा सकता है, जिससे मौजूदा इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ आसान एकीकरण.

जॉय बताते हैं, "इन इलेक्ट्रॉनिक घटकों और इलेक्ट्रोडों को एंटीना से भी बहुत छोटा बनाया जा सकता है, और इन्हें नैनोफैब्रिकेशन के दौरान एकीकृत किया जाएगा।"

मिर्गी और पार्किंसंस के लिए पेसमेकर और न्यूरोमॉड्यूलेटर के अलावा भी इसके कई अनुप्रयोग हैं। एक विशेष रूप से दिलचस्प मामला यह है कि निरंतर ग्लूकोज निगरानीग्लूकोज़ का पता लगाने के लिए ऑप्टिकल सेंसर सर्किट पहले से ही मौजूद हैं, लेकिन इस प्रक्रिया को एक वायरलेस पावर स्रोत से काफ़ी फ़ायदा होगा जिसे शरीर में बिना किसी आक्रामक तरीक़े से एकीकृत किया जा सकता है। जॉय कहते हैं, "यह तो बस एक उदाहरण है।"

"हम इन सभी अन्य तकनीकों को, जो समान निर्माण विधियों से विकसित की गई हैं, आसानी से एंटीना में एकीकृत कर सकते हैं।"

एंटेना का उत्पादन किया जा सकता है आसानी से चढ़ा जा सकता है और शरीर के बड़े हिस्सों के इलाज के लिए कई एंटेना इंजेक्ट किए जा सकते हैं। इससे वितरित सेंसर नेटवर्क या जटिल चिकित्सीय प्रणालियों के लिए संभावनाएँ खुलती हैं, जिनके लिए आज कई सर्जिकल हस्तक्षेपों की आवश्यकता होगी।

चिकित्सा वायरलेस चार्जिंग बाजार

Il प्रत्यारोपण योग्य चिकित्सा उपकरणों के लिए वायरलेस पावर सिस्टम बाजार यह तेज़ी से बढ़ रहा है। 2025 में इसका मूल्यांकन $1,5 बिलियन होगा और 15% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर के साथ 2033 तक इसके $5 बिलियन तक पहुँचने की उम्मीद है। मेडट्रॉनिक, Abbott प्रयोगशालाओं, बोस्टन वैज्ञानिक और विशेष स्टार्टअप जैसे न्यूकरंट e रेज़ोनेंट लिंक मेडिकल ऐसे उत्पाद विकसित कर रहे हैं जो प्रणालियों को एकीकृत करते हैं वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरण.

इंजेक्टेबल एंटीना: यह मरीजों तक कब पहुंचेगा?

शिक्षक देबलीना सरकार, समूह के नेता नैनो-साइबरनेटिक बायोट्रेक और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक, इस बात पर जोर देते हैं कि कैसे

"हमारी प्रौद्योगिकी में न्यूनतम आक्रामक बायोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक नया रास्ता खोलने की क्षमता है, जो मानव शरीर के भीतर वायरलेस तरीके से काम करने में सक्षम हैं।"

यह कार्य ट्रांजिस्टर और इलेक्ट्रॉनिक्स के लघुकरण पर 50 वर्षों के शोध का लाभ उठाता है, तथा अब इसे विद्युत प्रणालियों की समस्या पर लागू किया जा रहा है।

नैदानिक ​​अनुप्रयोग के लिए अभी भी आवश्यकता है दीर्घकालिक जैव-संगतता परीक्षणवास्तविक दुनिया के परिदृश्यों में ऊर्जा दक्षता का सत्यापन, और FDA तथा EMA जैसी संस्थाओं से नियामक अनुमोदन। लेकिन सभी आवश्यक शर्तें मौजूद हैं: एक कारगर तकनीक, स्थापित नैनोफैब्रिकेशन प्रक्रियाओं के कारण कम उत्पादन लागत, और वास्तविक दुनिया की समस्याओं के समाधान की तलाश में एक बढ़ता हुआ बाज़ार।

वो सुई जो स्केलपेल की जगह ले लेती है। एक कण जो बैटरियों को ख़त्म कर देता है। कभी-कभी चिकित्सा का भविष्य उन सूक्ष्म चीज़ों में निहित होता है जो सब कुछ बदल देती हैं।

टिप्पणी:

1. "मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव" शब्द का तात्पर्य मैग्नेटोस्ट्रिक्शन नामक एक भौतिक घटना से है, जो चुंबकीय क्षेत्र के अधीन होने पर किसी सामग्री, आमतौर पर धातु और फेरोमैग्नेटिक, की लंबाई या विरूपण में परिवर्तन को इंगित करता है। मैं