Bir grafen “dövmesi” kalplerin ritmini korumasına yardımcı olabilir

Bazı dövmeler gerçekten kalbi pıtır pıtır yapar.

Sıçanlarda, kalbe yapıştırılan bir grafen “dövmesi” anormal derecede yavaş bir atımı tedavi edebilir. Bilim adamlarının 25 Mart’ta Advanced Materials’da çevrimiçi olarak bildirdiğine göre, fütüristik bir kalp pili gibi, cihaz kalbin düzgün şekilde pompalanmasını sağlayan elektrik sinyalleri verdi.

Elektronik cihaz şu anda bir konsept kanıtıdır, ancak Chicago’daki Northwestern Üniversitesi’nde bir kardiyovasküler mühendis olan Igor Efimov, insan kalplerinde kullanım için bir versiyonun beş yıl içinde test edilmeye hazır olabileceğini tahmin ediyor.

Efimov ve meslektaşları, vücuda uyan implante edilebilir cihazlar yaratmak için yıllarca çalıştılar. Ana zorluk, sert elektroniklerin yumuşak, bazen zonklayan dokularla nasıl birleştirileceğidir. Mevcut kalp pillerinin çoğu için, doktorlar elektrotları kalbin içindeki bir damardan uzun kablolara geçirirler. Kalbin her atışında, günde yaklaşık 100.000 kez, teller esner. Efimov, yeterince esneme ve sonunda cihazın kırılması gerektiğini söylüyor. Bir çözüm, titreyen Jell-O’ya yapışan plastik sargı gibi, kalbin hareketleriyle birlikte hareket eden ultra ince malzemeler kullanmaktır.

2021’de Efimov umut verici görünen bir şey gördü: cilde geçici dövmeler gibi uygulanan grafen cihazları üzerine bir kağıt. Grafen dövmelerini geliştiren Austin’deki Texas Üniversitesi’nde biyomedikal mühendisi olan Dmitry Kireev, elektronikte sıklıkla kullanılan metal bileşenlerin aksine, grafenin “atomik olarak ince” olduğunu söylüyor.

Bilim adamları, burada suda gösterilen bu elektronik “dövmede” atomik olarak ince bir grafen tabakası kullandılar ve onu oldukça şeffaf hale getirdiler.Ning Liu/Teksas Üniversitesi, Austin

Çalışmaya dahil olmayan Caltech fizikçisi Nai-Chang Yeh, petek şeklinde düzenlenmiş tek bir karbon atomu tabakası olan grafenin biyomedikal kullanım için çekici bir malzeme olduğunu söylüyor (SN: 3/14/14). “Grafen çok esnektir, biyouyumludur, oldukça şeffaftır, yüksek derecede iletkendir ve mekanik olarak güçlüdür” diyor.

Ancak Kireev daha önce kalp dokusuna hiç grafen dövmesi yerleştirmemişti. Efimov onunla temasa geçti ve “Denemek ister misin? Yardımcı olabiliriz.” Araştırmacılar bir araya geldi ve cihazları fare kalpleri ve canlı farelerin içinde yapılan deneylerde test etti. Ekip, sıçanlarda kalp dövmesinin organa elektrik darbeleri göndererek düzensiz bir atımı düzeltebileceğini bildirdi.

Dövmeler, esnek silikon ve ultra ince polimer tabakaları arasında şeffaf bir grafen tabakası sandviçliyor. Altın bant grafeni, cihaz aracılığıyla elektrik gönderen bir güç kaynağına giden kablolara bağlar.

Efimov, dövmenin gelecekteki versiyonlarının kablosuz olacağını, belki de bir kişinin göğsüne yerleştirilmiş harici bir cihazdan elektrik sinyallerini almak için küçük bir anten kullanacağını söylüyor. Ve bir gün Efimov, kalp kasına enjekte edilen pirinç taneleri büyüklüğünde grafen elektrotları tasavvur ediyor. Bu tür minyatür ekipman, tipik hantal bileşenler olmadan kalp pili görevlerini yerine getirebilir.

Efimov, bunların hepsi bilim kurgu gibi gelebilir, ancak teknoloji neredeyse burada, diyor. “Şimdi onu geliştirme zamanı.”