Медицинская Техника / Медицинская техника №4, 2025 / с. 8-10

Носимая автономная система генерации красного света для активации оптоэлектронной стимуляции периферических нервов

М.В. Токарев, Е.А. Юсуповская, Н.Р. Исаев, А.Г. Марков, Д.В. Телышев

Аннотация

Имплантируемые оптоэлектронные устройства предоставляют возможность безопасно и минимально инвазивно воздействовать на периферическую нервную систему, обеспечивая как стимулирующий, так и регенеративный эффекты. Однако такие устройства требуют внешнего источника световых импульсов для своей работы. В рассматриваемой работе представлено решение этой проблемы через разработку носимой автономной системы генерации красного света. Данное устройство позволяет программировать его включение в заданный момент времени, записывать параметры работы и индицировать заряд батареи. Компактные размеры (36 х 29 х 11 мм3) и такие функциональные особенности, как генерация световых импульсов с заданными параметрами, включение и выключение в определенное время и индикация заряда батареи, позволяют использовать его в лабораторных in vivo исследованиях, направленных на апробацию имплантируемых стимуляторов.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Михаил Владимирович Токарев, инженер,

Елена Александровна Юсуповская, мл. научный сотрудник,

Никита Романович Исаев, инженер, Дизайн-центр гибкой биоэлектроники, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), г. Москва,

Александр Геннадьевич Марков, PhD, канд. техн. наук, доцент, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), г. Москва, инженер, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,

Дмитрий Викторович Телышев, д-р техн. наук, доцент, директор, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), г. Москва, профессор, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,

e-mail: tokarev_m_v_1@staff.sechenov.ru

Список литературы

1. Bashkatov A.N., Genina E.A., Kochubey V.I. et al. Optical properties of human skin, subcutaneous and mucous tissues in the wavelength range from 400 to 2000 nm // J. Phys. D. Appl. Phys. 2005. Vol. 38. № 15. PP. 2543-2555.

2. Sеlvera Ejneby M., Jakeлovб M., Ferrero J.J. et al. Chronic electrical stimulation of peripheral nerves via deep-red light transduced by an implanted organic photocapacitor // Nat. Biomed. Eng. 2021. Vol. 6. № 6. PP. 741-753.

3. Dabrowski J.M., Arnaut L.G. Photodynamic therapy (PDT) of cancer: From local to systemic treatment // Photochem. Photobiol. Sci. 2015. Vol. 14. № 10. PP. 1765-1780.

4. Iusupovskaia E.A., Konovalov A.N., Selishchev S.V. et al. An organic semiconductor implant for wireless stimulation of rat sciatic nerve // Biomed. Eng. 2024. Vol. 58. № 4. PP. 217-220.

5. Markov A., Gerasimenko A., Boromangnaeva A-K. et al. Multilayered organic semiconductors for high performance optoelectronic stimulation of cells // Nano Res. 2023. Vol. 16. № 4. PP. 5809-5816.

6. Abdo A., Sahin M., Freedman D.S. et al. Floating light-activated microelectrical stimulators tested in the rat spinal cord // J. Neural Eng. 2011. Vol. 8. № 5. P. 056012.

7. Zhang H., Gutruf P., Meacham K. et al. Wireless, battery-free optoelectronic systems as subdermal implants for local tissue oximetry // Sci. Adv. 2019. Vol. 5. № 3.

8. Haeberlin A., Zurbuchen A., Walpen S. et al. The first batteryless, solar-powered cardiac pacemaker // Hear. Rhythm. 2015. Vol. 12. № 6. PP. 1317-1323.

9. Moon E., Blaauw D., Phillips J.D. Subcutaneous Photovoltaic Infrared Energy Harvesting for Bio-implantable Devices // IEEE Trans. Electron Devices. 2017. Vol. 64. № 5. PP. 2432-2437.

10. Gьnter C., Delbeke J., Ortiz-Catalan M. Safety of long-term electrical peripheral nerve stimulation: Review of the state of the art // Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 2019. Vol. 16. № 1. PP. 1-16.