😢 Проблема: при аритмии сердца сердечная мышца сокращается с нарушением ритма, частоты и регулярности, то есть сердце бьётся либо слишком быстро, либо слишком медленно. Это может приводить к болезням сердца и других органов и часто является причиной смерти. Для лечения сердечной аритмии используют имплантаты — кардиостимуляторы и дефибрилляторы. Они обнаруживают аномальные сердечные сокращения и корректируют ритм сердца с помощью электрической стимуляции.
Но такие имплантаты делают из твёрдых и жёстких материалов, которые механически не совместимы с внутренними органами. Из-за этого кардиостимулятор или дефибриллятор трудно прикрепить к поверхности сердца, но даже в случае успеха жёсткие интерфейсы могут вызывать осложнения, например отёки или тромбы. Кроме того, эти устройства могут ограничивать естественные движения сердца, повреждать мягкие ткани и создавать дискомфорт для пациента.
😎 Решение: биосовместимый сердечный имплантат из графена — тончайшего углеродного материала. Для создания имплантата графен поместили в гибкую силиконовую мембрану с отверстием для доступа к электроду. Затем на герметизирующий слой поместили золотую ленту толщиной 10 микрон для связи имплантата с внешней электроникой, которая измеряет и стимулирует сердечный ритм. Общая толщина всех слоёв составляет около 100 микрон — 0,1 миллиметра.
🤔 Как работает: имплантат мягко прилегает к сердцу и при обнаружении аритмии стимулирует его серией импульсов. Для записи сердечного ритма и стимуляции сердца используется внешний источник света. При этом естественные движения сердца не ограничиваются и не ограничиваются.
Имплантат достаточно гибкий, чтобы повторять контуры сердца, а также прочный, чтобы выдерживать движения от сердцебиения. Устройство успешно протестировали на модели крысы. Имплантат был стабильным в течение 60 дней при активно бьющемся сердце, что сопоставимо со сроком службы временных кардиостимуляторов. Такие устройства используют перед установкой постоянного кардиостимулятора или для контроля сердечного ритма после операции или другого лечения.
🤨 И что? На сегодняшний день это самый тонкий из известных сердечных имплантатов, при толщине менее пряди волос его даже можно назвать татуировкой для сердца. Помимо того, что это устройство ненавязчиво располагается на сердце и контролирует его работу, оптическая стимуляция получается точнее электрической. Авторы изобретения отмечают, что у графеновых биоинтерфейсов есть большой потенциал для электрофизиологии сердца и терапии аритмии, так что такой имплантат — это только начало.
🧑💻 Кто: исследователи Вашингтонского университета, Техасского университета в Остине и Больницы MedStar Джорджтаунского университета, США.
Источники: eurekalert.org и onlinelibrary.wiley.com
