«Татуировка» на сердце поможет спасти жизнь
Нарушения сердечного ритма — одна из главных причин смерти в мире. Обычно от аритмии избавляются с помощью кардиостимуляторов и дефибрилляторов, но такие устройства трудно крепить к поверхности сердца. Заменой им должен стать похожий на детскую переводную татуировку сердечный имплант толщиной с волос.
Одна из главных проблем вживляемых аппаратов в том, что они неплотно прилегают к сердцу и могут привести к травмам. Например, электроды дефибриллятора — это катушки, сделанные из очень толстых негибких проводов, которые ломаются. Вот почему группа исследователей из США во главе с Игорем Ефимовым задалась целью придумать безопасный аналог. В течение многих лет его команда пробовала приспособить жесткое электронное устройство к установке на человеческое сердце так, чтобы оно могло выдержать большие нагрузки — до 100 тысяч ударов в день.
Игорь Ефимов — специалист в области биомедицинской инженерии, кардиологии, физиологии, заведующий лабораторией сердечно-сосудистой инженерии и декан факультета биомедицинский инженерии в George Washington University.
Игорь Ефимов Фото: © Robert R. McCormick School of Engineering and Applied Science, Northwestern University
Родился в Железногорске. В 1986 году окончил Московский физико-технический институт, защитил кандидатскую диссертацию по биофизике сердца в Институте биофизики АН СССР. В 1992 году с семьей переехал в США. В 2016 году стал президентом координационного комитета Международной ассоциации русскоговорящих ученых (RASA).
Принцип работы нового сверхтонкого устройства такой же, как и у обычных кардиостимуляторов: генерируемые им электрические импульсы улучшают сердцебиение. При этом технология на основе графена позволила сделать имплант достаточно эластичным и прочным, чтобы выдерживать безостановочные удары сердца.
Графен представляет собой один слой атомов углерода, которые расположены в виде сот
Изображение: © koya979 / Shutterstock / FOTODOM
Тонкий слой графена разместили между листами эластичного силикона и ультратонкого полимера. При этом гибкие провода подключили к основному источнику питания через золотую ленту, что позволяет электричеству проходить через устройство.
Расположение устройства из графена на сердце
Изображение: © CC BY-NC-ND 4.0, John Wiley & Sons
Изобретение проверили на мышах. Эксперимент показал, что графеновая «татуировка» способна определять нерегулярные сердечные ритмы животных и с помощью электрических импульсов стимулировать главную мышцу. Кроме того, из-за особых свойств графена ученые могут использовать внешний источник света для стимуляции сердца и записи его ритма.
Электронное устройство все еще находится на стадии тестирования, но авторы надеются, что в ближайшие пять лет станет возможным его использование на человеческом сердце. Кроме того, они планируют сделать «татуировку» беспроводной — чтобы прием электрических сигналов осуществлялся с помощью антенны от внешнего устройства, расположенного на груди пациента. Вообще, ученые рассчитывают, что когда-нибудь графеновые аппараты станут размером с рисовое зернышко, и тогда имплант можно будет внедрять в сердечную мышцу с помощью инъекции.
Россияне стали чаще страдать от инсультов, и будет еще хуже
Читать
