石墨烯制成迄今最薄心臟植入物
2023-04-20 14:16:17 來源：科技日報 小 中
(資料圖片僅供參考)
科技日報記者?張佳欣
據(jù)發(fā)表在最新一期《先進(jìn)材料》雜志上的論文，美國西北大學(xué)和得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊開發(fā)出由石墨烯制成的迄今最薄的心臟植入物。
石墨烯植入物。圖片來源：得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校
這種新的石墨烯植入物在外觀上類似于一次性文身貼，厚度不及一根發(fā)絲，但仍能像傳統(tǒng)心臟起搏器一樣發(fā)揮作用。與目前的起搏器和植入式除顫器不同，這種新設(shè)備可與心臟柔和地融合在一起，同時檢測和治療心律失常。它薄而柔韌，貼合心臟的細(xì)微輪廓，也有足夠的彈性和強(qiáng)度，能承受心臟的跳動。
研究證明，在將該設(shè)備植入大鼠模型后，石墨烯“貼紙”可成功地感知不規(guī)則的心率，并通過一系列脈沖傳遞電刺激，而不會限制或改變心臟的自然跳動。此外，這種石墨烯植入物是光學(xué)透明的，允許研究人員使用外部光源通過設(shè)備記錄情況和刺激心臟。
當(dāng)心臟跳動過快或過慢時，就會發(fā)生心律失常。嚴(yán)重的情況下，心律失常可能導(dǎo)致心力衰竭、中風(fēng)甚至猝死。醫(yī)生通常使用植入式起搏器和除顫器進(jìn)行治療，這些設(shè)備可檢測到異常的心跳，然后通過電刺激糾正心律。但是，它們不夠柔韌靈活，可能會限制心臟的自然跳動，損傷軟組織，造成暫時的不適，還可能引起并發(fā)癥，如腫脹、穿孔、血栓、感染等。
在篩選了多種材料后，研究人員最終選擇了具有優(yōu)異生物兼容性的“神奇材料”石墨烯。石墨烯具有超強(qiáng)、輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)和高導(dǎo)電性，在高性能電子產(chǎn)品、高強(qiáng)度材料和能源器件等方面具有潛在的應(yīng)用前景。新的柔軟、靈活的石墨烯植入物不僅不“顯眼”，而且能直接與心臟緊密無縫地吻合，提供更精確的測量。
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