تیمی از محققان «دانشگاه نورث‌وسترن» و «دانشگاه تگزاس در آستین» یک ایمپلنت قلب گرافنی جدید ساخته‌اند که ضخامت آن به اندازه یک تار مو است و می‌تواند ریتم‌های غیرطبیعی قلب را با استفاده از نور به‌طور دقیقی کنترل و تصحیح کند.

ضربان‌ساز جدید اولین دستگاهی است که برای ساخت آن از گرافن فوق‌العاده قوی، سبک وزن و زیست سازگار استفاده شده و همچنین نازک‌ترین نمونه ساخته شده محسوب می‌شود. برخلاف ضربان‌ساز‌ها و دفیبریلاتور‌های قابل کاشت موجود، این دستگاه می‌تواند مانند بافتِ قلب شکل بگیرد و برای مقاومت در برابر ضربان قلب به‌اندازه کافی قوی است.

گرافن ایمپلنت قلب روی کاغذ تتو

«ایگور افیموف»، نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: «یکی از چالش‌های ضربان‌ساز‌ها و دفیبریلاتور‌های فعلی این است که به‌سختی روی سطح قلب چسبانده می‌شوند. به‌عنوان مثال، الکترود‌های دفیبریلاتور اساساً سیم پیج‌هایی هستند که از سیم‌های بسیار ضخیم ساخته شده‌اند. این سیم‌ها انعطاف پذیر نیستند و می‌شکنند. بافت‌های نرم مانند قلب، از تماس با رابط‌های سفت و سخت می‌توانند صدمه ببینند. در مقابل، دستگاه نرم و منعطف ما نه تنها ساده است، بلکه به‌طور دقیق و یکپارچه روی قلب منطبق می‌شود تا بتواند اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری ارائه کند.»

محققان دانشگاه تگزاس در آستین قبلاً در حال توسعه یک مدل تتو الکترونیکی گرافن با قابلیت‌های حسی بوده‌اند که به پوست می‌چسبد تا بتواند علائم حیاتی مانند فشار خون را کنترل کند. برای مطالعه جدید، محققان از طراحی این مدل استفاده کرده‌اند تا دستگاهی را توسعه بدهند که بتواند در داخل بدن کار کند.

استفاده از نور برای بررسی مشکلات قلب

آن‌ها در آزمایش‌های خود روی موش‌ها متوجه شدند که این دستگاه می‌تواند آریتمی‌ها را به دقت حس کند و سپس بدون محدود کردن حرکت طبیعی قلب، تحریک الکتریکی را انجام دهد. همچنین محققانی که از نور برای نظارت و کنترل ریتم قلب استفاده می‌کنند، ادعا دارند که این دستگاه شفافیت بیشتری به آن‌ها ارائه می‌کند. تحریک نوری، روش دقیق‌تری برای اصلاح آریتمی‌ها نسبت به تحریک الکتریکی است و در آن با نور می‌توان آنزیم‌های خاصی را ردیابی کرد و سلول‌های قلب، عصبی و عضلانی را بررسی کرد.

به گفته محققان، استفاده از نور با این دستگاه می‌تواند راه جدیدی را برای تشخیص و درمان بیماری‌های قلبی ارائه کند.

اختلالات ریتم قلب که از آن به‌عنوان آریتمی قلب نیز یاد می‌شود، به‌دلیل سیگنال‌های الکتریکی معیوب قلب ایجاد می‌شود که ضربان آن را خیلی سریع یا خیلی آهسته می‌کند. در برخی موارد، این اختلالات می‌تواند منجر به نارسایی قلبی، سکته مغزی و حتی مرگ ناگهانی شود.

آریتمی قلب معمولا با ضربان ساز‌ها و دفیبریلاتور‌های قابل کاشت که ریتم‌های غیرطبیعی را کنترل می‌کنند، درمان می‌شوند. اما این دستگاه‌ها انعطاف ناپذیر هستند و می‌توانند به قلب فشار وارد کنند و از طرفی دیگر باعث آسیب بافتی شوند.

منبع: نیواطلس