Pöydällä on läpinäkyvä malli ihmisen pääkallosta. Kalloon on kiinnitetty biohajoava luunkorjauslevy, johon on ympätty langattomasti luettava anturi. Myös kyseinen anturi on tehty materiaaleista, jotka hajoavat pois kehosta tarvittavien mittausten jälkeen.
Tieteiselokuvien maailma hivuttautuu kohti tosielämää, kun Aleksi Palmroth kertoo Tampereen yliopistossa tekemästään väitöskirjatutkimuksesta, jossa hän tutki kehoon asetettaviin, biohajoaviin antureihin soveltuvia materiaaleja. Hän myös kehitti antureiden valmistusmenetelmiä.
Jo muutaman vuosikymmenen ajan biohajoavia materiaaleja on käytetty esimerkiksi luiden korjaamiseen. Palmroth on selvittänyt tutkimuksessaan, miten näiden jo käytössä olevien implanttien yhteyteen voitaisiin tulevaisuudessa liittää biohajoavia langattomia antureita, jotka antaisivat tietoa vaikkapa luutumisesta tai mahdollisista komplikaatioriskeistä hyvissä ajoin.
Tutkija Aleksi Palmroth näkee biohajoaville älyimplanteille lukuisia käyttökohteita tulevaisuudessa.
Palmroth kertoo, että joissakin biohajoaviin antureihin liittyvissä tutkimuksissa on keskitytty monimutkaisten rakenteiden toteuttamiseen. Tampereella asiaa lähdettiin pohtimaan toisesta suunnasta:
– Halusimme, että anturin rakenne olisi mahdollisimman yksinkertainen, jotta se olisi helppo valmistaa ja valmistus skaalata teolliseenkin mittakaavaan.
Lue myös: Ihmisen varaosien kehittäjät yhdistävät voimiaan Suomessa – lääketieteelliselle 3D-printtaukselle povataan huimia näkymiä
Biohajoava älyimplantti ei itsessään ei vaadi sisäistä virtalähdettä, vaan se saa mittauksen aikana virtansa langattomasti lukijakelan kautta. Myöhemmin koko anturi sähköä johtavine magnesium-osineen hajoaa vaarattomasti hiilidioksidiksi ja vedeksi.
Älyimplanttien potilaskäyttö vielä kaukana tulevaisuudessa
Biohajoavan älyimplantin avulla voitaisiin tulevaisuudessa seurata vaikkapa kallovamman paranemista.
Palmrothin tutkimuksessa paineantureita testattiin mm. upottamalla niitä kehon olosuhteita jäljittelevään 37-asteiseen liuospulloon, johon lisättiin painetta. Antureiden antamia lukemia mitattiin langattomasti pullon läpi. Mittausten jälkeen anturi alkoi hiljalleen hajota, kuten tarkoitus onkin.
Voisi kuvitella, että tästä olisi enää kohtalaisen pieni hyppäys siihen, että älyimplantteja alettaisiin asentaa ihmisiin, mutta Palmroth toppuuttelee. Hän toteaa, että varsinaiseen potilaskäyttöön päästäneen vasta vuosikymmenten päästä.
– Itse teknologiassa ja sen kestävyydessä on edelleen haasteita. Kehon olosuhteet ovat niin rankat, että anturit alkavat herkästi näyttää vääriä lukemia. Ja vaikka anturi olisi viimeisen päälle valmiina, niin siinä menisi silti luultavasti vuosia, että niiden käyttöön saataisiin kaikki hyväksynnät, Palmroth selventää.
Lue myös: TE: Vapaaehtoisille on asennettu mikrosiruja myös Helsingissä – Tukholmassa sirun on saanut jo 500 ihmistä
Palmroth uskoo, että biohajoavat älyimplantit tulevat kuitenkin parantamaan tulevaisuudessa ihmisten elämää monin eri tavoin.
– Älyimplanteilla voitaisiin korvata erilaisia kuvantamismenetelmiä ja saada oleellista tietoa aikaisemmin, jolloin mahdollisiin ongelmiin ja komplikaatioihin esimerkiksi paranemisessa pystyttäisiin puuttumaan paljon nopeammin. Tämä lyhentäisi sairaslomapäiviä ja tuottaisi yhteiskunnalle säästöjä.
Hajoaminen on tavoite, mutta samalla haaste
Biohajoavat älyimplantit altistuvat kehossa rankoille olosuhteille. Tämä on huomioitava suunnittelussa erittäin tarkkaan, jotta mittaustulokset olisivat luotettavia.
Biohajoavan älyimplantin tehtävä on siis hajota elimistössä käytön jälkeen, mutta samalla hajoaminen aiheuttaa myös teknisiä haasteita anturin toiminnalle.
– Koska anturit biohajoavat, niin ne pitää myös suojata, jotta ne toimisivat halutun ajan. Tämä on edelleen suuri tekninen haaste. Miten anturi suojataan, jotta sen toiminta on tarpeeksi stabiilia sen ajan, kun sen täytyy olla. Ja sitten kaiken pitää kuitenkin poistua kehosta, Palmroth toteaa.
Palmroth kertoo, että myös anturien tuottaminen on haasteellista ja herkkien materiaalien työstämiseen tarvitaan omanlaiset hellävaraiset valmistusmenetelmät.
Mutta kunhan tekniset haasteet saadaan selätettyä, biohajoaville älyimplanteille voi jatkossa löytyä lukuisia käyttökohteita.
– Vain mielikuvitus on rajana, kunhan pitää mielessä sen, että mittaus on väliaikainen ja myöhemmin anturi hajoaa, Palmroth huomauttaa.