تنظیم ضربان قلب با تتو

به گزارش مجله خبری نگار،یافته‌های جدید محققان نشان می‌دهد: خالکوبی گرافنی در موش‌ها می‌تواند ضربان غیرطبیعی و کند را درمان کند. بر این اساس اعلام شد که این دستگاه مانند یک ضربان ساز آینده نگر، سیگنال‌های الکتریکی ارسال می‌کند که به قلب کمک می‌کند خون را به درستی پمپاژ کند.

ایگور افیموف، مهندس قلب و عروق در دانشگاه نورث وسترن شیکاگو، معتقد است که این دستگاه الکترونیکی در حال حاضر یک اثبات مفهومی است، اما یک نسخه از این تتو برای استفاده در قلب انسان می‌تواند ظرف پنج سال آینده برای آزمایش آماده شود.

افیموف و همکارانش سال‌ها برای ایجاد دستگاه‌های کاشتنی که مطابق با بدن هستند کار کرده اند. یکی از چالش‌های اصلی در حوزه فوق این است که چگونه می‌توان وسایل الکترونیکی سخت را با بافت‌های نرم و گاهی ضربان دار پیوند داد. برای اکثر ضربان ساز‌های فعلی، پزشکان الکترود‌ها را روی سیم‌های بلند از طریق ورید داخل قلب می‌گذرانند. قلب حدود ۱۰۰ هزار بار در روز می‌زند و با هر تپش، این سیم‌ها خم می‌شوند.

افیموف در این رابطه می‌گوید: خم شدن دائمی دستگاه‌ها باعث می‌شود سیستم‌های مشابه در نهایت خراب شوند. یک راه حل این است که از مواد بسیار نازک مانند ژل‌های پلاستیکی استفاده کنید که همراه با حرکات قلب حرکت می‌کنند.

در سال ۲۰۲۱، افیموف موضوعی را کشف کرد، امیدوارکننده به نظر می‌رسید. در این طرح ابتکاری، کاغذی روی دستگاه‌های گرافنی که مانند خالکوبی‌های موقت روی پوست اعمال می‌شد، مورد استفاده قرار گرفت.

دیمیتری کریف، مهندس زیست پزشکی در دانشگاه تگزاس در آستین که خالکوبی گرافن را ابداع کرد، می‌گوید برخلاف اجزای فلزی که اغلب در قطعات الکترونیکی استفاده می‌شوند، گرافن از نظر اتمی نازک است.

نای چانگ یه (Nai-Chang Yeh)، دانشمند علوم فیزیک که در این پروژه دخالتی نداشت، در رابطه با تتوی گرافن می‌گوید: گرافن یک لایه منفرد از اتم‌های کربن است که در یک الگوی لانه زنبوری چیده شد و یک ماده جذاب برای استفاده در پزشکی است. گرافن بسیار انعطاف پذیر، زیست سازگار و همچنین بسیار شفاف است. این ماده رسانای خوبی محسوب شده و از نظر مکانیکی نیز قوی است.

طی این مطالعات جدید محققان با همکاری یکدیگر این تتو‌های گرافنی در آزمایشاتی بر روی قلب موش‌های زنده استفاده کردند. گزارش‌های این تحقیقات در موش ها، نشان می‌دهد: این نوع خاص از خالکوبی قلب می‌تواند ضربان نامنظم را با ارسال پالس‌های الکتریکی به اندام اصلاح کند.

در این خالکوبی ها، پزشکان یک لایه شفاف از گرافن را بین ورقه‌های سیلیکون کشسان و پلیمر بسیار نازک قرار می‌دهند. نواری طلایی گرافن را به سیم‌هایی متصل می‌کند که به منبع برق می‌روند.

افیموف در توضیج فرایند فوق می‌گوید که نسخه‌های بعدی این خالکوبی بی سیم خواهد بود و احتمالاً از یک آنتن کوچک برای دریافت سیگنال‌های الکتریکی از یک دستگاه خارجی که روی قفسه سینه فرد قرار می‌گیرد استفاده می‌کند.

افیموف پیش بینی می‌کند در آینده‌ای نه چندان دور، الکترود‌های گرافن به اندازه دانه‌های برنج ساخته شوند که به عضله قلب تزریق می‌شود. چنین تجهیزات مینیاتوری می‌توانند وظایف ضربان سازی را بدون اجزای معمولی درهم و برهم فعلی انجام دهند.