Основна проблема імплантованих пристроїв для регуляції серцевого ритму полягає в тому, що вони зроблені з жорстких матеріалів, а серце підчас скорочення змінює об’єм і форму. Тож перед науковцями стоїть задача – поєднати жорстку електроніку з м’якими, пульсуючими тканинами.
Для більшості сучасних кардіостимуляторів лікарі протягують електроди на довгих дротах через вену всередині серця. Щоразу, коли серце б’ється, приблизно 100 000 разів на день, дроти згинаються. Достатня кількість таких згинань може призвести до того, що апарат з часом зламається, каже Ігор Єфімов, серцево-судинний інженер із Північно-Західного університету в Чикаго.
Одним із рішень є використання ультратонких матеріалів, які рухаються разом із рухами серця, як пластикова плівка, що чіпляється до тремтячого желе.
Для більшості сучасних кардіостимуляторів лікарі протягують електроди на довгих дротах через вену всередині серця. Щоразу, коли серце б’ється, приблизно 100 000 разів на день, дроти згинаються. Достатня кількість таких згинань може призвести до того, що апарат з часом зламається, каже Ігор Єфімов, серцево-судинний інженер із Північно-Західного університету в Чикаго.
Одним із рішень є використання ультратонких матеріалів, які рухаються разом із рухами серця, як пластикова плівка, що чіпляється до тремтячого желе.
Єфімов і його колеги роками працювали над створенням імплантованих пристроїв, які відповідають тілу. У 2021 році Єфімов побачив щось багатообіцяюче: документ про графенові пристрої, нанесені на шкіру, як тимчасові татуювання.
На відміну від металевих компонентів, які часто використовуються в електроніці, графен «атомно тонкий»
Графен — один шар атомів вуглецю, розташованих у вигляді сотів — є привабливим матеріалом для біомедичного використання.
Він дуже гнучкий, біосумісний, високопрозорий, високопровідний і механічно міцний
Тож, вчені поєднали свої зусилля та випробували пристрої в експериментах на серцях мишей і живих щурів. Команда повідомляє, що у щурів «татуювання» серця могло виправити нерегулярне серцебиття, посилаючи імпульси електрики до органу.
«Татуювання» містять прозорий шар графену між листами еластичного силікону та ультратонкого полімеру. Золота стрічка з’єднує графен з дротами, які йдуть до джерела живлення, яке посилає електрику через пристрій.
Електронний пристрій наразі є доказом концепції, але версія для використання в людських серцях може бути готова до тестування протягом п’яти років, оцінюють розробники. Майбутні версії татуювання будуть бездротовими, на їхню думку, можливо, з використанням крихітної антени для захоплення електричних сигналів від зовнішнього пристрою, розміщеного на грудях людини. І одного разу світ побачить графенові електроди розміром із рисові зерна, які вводять у серцевий м’яз. Таке мініатюрне обладнання може виконувати функції кардіостимулятора без типових незграбних компонентів.
Сьогодні це звучить як наукова фантастика, але час стрімкого розвитку технологій вже настав, кажуть вчені.
За матеріалами: ScienceNews
0
