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科技日?qǐng)?bào)北京4月19日電 (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(guó)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(duì)開(kāi)發(fā)出由石墨烯制成的迄今最薄的心臟植入物。
這種新的石墨烯植入物在外觀上類(lèi)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(shí)檢測(cè)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(dòng)。
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(guò)一系列脈沖傳遞電刺激,而不會(huì)限制或改變心臟的自然跳動(dòng)。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(guò)設(shè)備記錄情況和刺激心臟。
當(dāng)心臟跳動(dòng)過(guò)快或過(guò)慢時(shí),就會(huì)發(fā)生心律失常。嚴(yán)重的情況下,心律失??赡軐?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(cè)到異常的心跳,然后通過(guò)電刺激糾正心律。但是,它們不夠柔韌靈活,可能會(huì)限制心臟的自然跳動(dòng),損傷軟組織,造成暫時(shí)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(wú)縫地吻合,提供更精確的測(cè)量。
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