У крыс графеновая «татуировка», прикрепленная к сердцу, помогла лечить аномально вялое сердцебиение. Подобно футуристическому кардиостимулятору, устройство подавало электрические сигналы, которые поддерживали правильную работу сердца, сообщают ученые в Advanced Materials.
Электронное устройство в настоящее время находится в стадии проверки концепции, но версия для использования в человеческом сердце может быть готова к испытаниям в течение пяти лет, считает Игорь Ефимов, инженер по сердечно-сосудистым заболеваниям из Северо-Западного университета в Чикаго.
Ефимов и его коллеги годами работали над созданием имплантируемых устройств, подстраивающихся под тело. Основная проблема заключается в том, как сочетать жесткую электронику с мягкими, иногда пульсирующими тканями. Для большинства современных кардиостимуляторов врачи продевают электроды на длинных проводах через вену внутри сердца.
Каждый раз, когда сердце бьется, около 100 000 раз в день, провода изгибаются. По словам Ефимова, достаточно согнуть, и устройство в конце концов сломается. Одним из решений является использование ультратонких материалов, которые движутся вместе с движениями сердца, как полиэтиленовая пленка.
В 2021 году Ефимов увидел нечто многообещающее: статью о графеновых устройствах, наносимых на кожу как временные татуировки. В отличие от металлических компонентов, часто используемых в электронике, графен «атомарно тонок», говорит Дмитрий Киреев, инженер-биомедик из Техасского университета в Остине, который разработал графеновые татуировки.
Графен — один слой атомов углерода, расположенных в виде сот — является привлекательным материалом для биомедицинского использования, говорит Най-Чанг Йе, физик из Калифорнийского технологического института.
Исследователи объединились и протестировали устройства в экспериментах на сердцах крыс. У крыс татуировка сердца помогла исправить нерегулярное сердцебиение, посылая импульсы электричества в орган, сообщает команда.
Татуировки зажаты прозрачным слоем графена между листами эластичного силикона и ультратонкого полимера. Золотая лента соединяет графен с проводами, идущими к источнику питания, который подает электричество через устройство.
Будущие версии татуировки будут беспроводными, говорит Ефимов, возможно, с использованием крошечной антенны для приема электрических сигналов от внешнего устройства, размещенного на груди человека.
