Czas cyborgów

Super-cienkie układy elektroniczne, rozpuszczające się po spełnieniu swojej funkcji  w ludzkim organizmie - to jeden z najnowszych prezentów dla medycyny i, być może, dla wielu innych dziedzin życia od grupy naukowców amerykańskich, koreańskich i chińskich.

Podczas eksperymentów wykorzystywano te rozpuszczalne chipy m. in. do ogrzewania zranionego miejsca, co chroniło je przed infekcjami bakteryjnymi. Elektroniczne plasterki zbudowane są z krzemowych półprzewodników i tlenku magnezu. Jako osłony dla elektronicznych układów służą warstewki jedwabiu.

Wynalazek topniejących układów elektronicznych to część szerszych badań nad tzw. "ulotną" czy, jak kto woli, 'tymczasową" elektroniką (transient electronics). W tej nowej gałęzi nauki i technologii oczekuje się od mikro-urządzeń zachowania zgoła odwrotnego niż w tradycyjnej elektronice, w której cenione były trwałość i odporność na warunki otoczenia. W elektronice rozpuszczalnej chodzi o to, aby mini-układ po wykonaniu swojej pracy rozpłynął się bez żadnych niepożądanych skutków ubocznych dla otoczenia.

Podstawowy budulec układów scalonych, krzem, wchodzi w związki chemiczne, które w końcu rozpuszczają się w wodzie. Jednak przy tradycyjnych rozmiarach układów elektronicznych dezintegracja zajęłaby bardzo wiele czasu. Dlatego naukowcy opracowali technikę konstrukcji chipów z wyjątkowo cienkich warstw zwanych nano-membranami. Te rozpuszczają się w ciągu kilku dni lub tygodni. O tym, jak długo trwa ten proces decydują właściwości warstwy jedwabiu, którą układy są powleczone. A właściwościami tymi badacze potrafią sterować, tzn. przez dobranie odpowiednich parametrów warstwy decydować, jak długo pozostanie trwałą ochroną dla układu.

Najciekawsze, być może, perspektywy rysują się dla tego wynalazku w dziedzinie ekologicznej utylizacji odpadów. Zużyte elementy elektroniczne są, jak wiadomo, dość uciążliwe dla środowiska naturalnego. Rozkładające się po określonym czasie użytkowania komponenty i układy to może być ekologiczny strzał w dziesiątkę.

Rozpuszczające się chipy z jedwabiu to nie jedyny sposób na rozpuszczalną elektronikę. Na Uniwersytecie w Tel-Awiwie eksperymentuje się z metodami budowy układów elektronicznych ze śluzu, krwi i mleka.

Rozpuszczalne chipy znikają z ciała, zaś sensory typu BioTac pozwalają osobom z protezami zamiast kończyn poczuć szorstkość dotykanej powierzchni i jej temperaturę. Technika opiera się na wykorzystaniu płynu, który drga pod syntetyczną skórą, identyfikując w ten sposób rodzaj dotykanej powierzchni. Sensory mają być dostępne na rynku dla chętnych od 2013 r.

Głośne w ostatnim okresie były postępy protetyki, w tym tej opartej na drukowaniu 3D. Pewnej kobiecie w podeszłym wieku wszczepiono kilka miesięcy temu sztuczną żuchwę, którą wytworzono z tytanowego proszku w trójwymiarowej drukarce. Rekonstrukcyjny zabieg chirurgiczny uznano za zbyt ryzykowny ze względu na wiek pacjentki. "Operacja" miała miejsce jeszcze w czerwcu roku 2011 w holenderskim szpitalu w Sittard-Geleen, jednak dopiero w ubiegłym roku poinformowano o jej pomyślnym wyniku.

Kolejna gałąź cyborgizacji to protezy bioniczne - tak nazywa się skomputeryzowane urządzenia, aparaty rehabilitacyjne, aktywnie pomagające osobie niepełnosprawnej poruszać się, utrzymać pozycję stojącą, chodzić, a nawet wchodzić po schodach.

32-letnia Brytyjka Claire Lomas, która po wypadku w 2007 r. została sparaliżowana od pasa w dół w maju 2012 r. wzięła udział jako pierwsza kobieta na świecie w maratonie na protezach bionicznych. Trzy miesiące później pojawiła się informacja o pierwszym implancie bionicznego oka u człowieka.

Protezy, bioniczne części ciała, chipy a nawet nano-dozowniki leków w sensie definicyjnym czynią z ludzi tzw. cyborgów, tzn. istoty częściowo składające się z elementów nieożywionych. Nie są to jednak złowrogie, niezbyt sympatyczne cyborgi znane z filmów i literatury science-fiction. Nie. Są to po prostu ludzie, którzy nie chodzili a chodzą, nie widzieli a widzą a chociażby nawet gryzą a nie mogli wcześniej. Zwykli ludzie, którym pomógł postęp technologiczny.

Ludzie i ich ciała tego wspomagania po prostu potrzebują. Dlatego 2013 będzie kolejnym rokiem szybkiego rozwoju opisanych wyżej technologii.