Powstał grafenowy „tatuaż” do leczenia arytmii

Naukowcy z Northwestern University i University of Texas w Austin (USA) donoszą, że opracowali pierwszy na świecie kardiologiczny implant zbudowany z grafenu.

Wynalazek przypomina trochę dziecięcy, przyklejany na skórę tatuaż. Jest przy tym cieńszy od włosa i działa jak klasyczny rozrusznik.

W przeciwieństwie jednak do niekompatybilnych z naturalną tkanką zwykłych rozruszników czy defibrylatorów, grafenowy „tatuaż” z łatwością łączy się z sercem. Jest na tyle giętki, że dostosowuje się do kształtu serca i na tyle rozciągliwy, że nie szkodzi mu dynamiczny ruch. Po takim połączeniu z narządem implant potrafi wyczuwać, a także regulować jego rytm.

Badacze liczą, że przede wszystkim pozwoli on na leczenie arytmii, a jak podkreślają, w samych USA rocznie, z powodu tego typu chorób umiera 300 tys. osób

Działanie implantu naukowcy pokazali już na szczurach – „tatuaż” wykrywał niewłaściwy rytm serca i korygował go impulsami elektrycznymi. Grafenowy wszczep przez 60 dni prawidłowo pracował połączony z organizmem. To mniej więcej okres działania stosowanych czasami tymczasowych rozruszników serca.

Ze względu na swoją budową i miniaturowe rozmiary „tatuaż” nie zaburzał przy tym naturalnej akcji serca.

„Jedno z największych wyzwań związanych z obecnymi rozrusznikami serca i defibrylatorami polega na tym, że trudno jest je umieścić na powierzchni serca” – mówi jeden z naukowców, prof. Igor Efimov.

„Na przykład elektrody defibrylatora mają postać cewek zbudowanych z grubych przewodów, które nie są giętkie i mogą się łamać. Łączenie sztywnych interfejsów z miękkimi tkankami, np. serca, może powodować różnorodne komplikacje. Nasze giętkie i miękkie urządzenie – przeciwnie – nie tylko nie zaburza pracy serca, ale także bezproblemowo dopasowuje się do niego, dzięki czemu pozwala na prowadzenie dokładniejszych pomiarów” – wyjaśnia ekspert.

Złożony z atomów węgla grafen nie oddziałuje przy tym w żaden szkodliwy sposób z biologiczną tkanką.

„Węgiel to podstawowy element życia, więc jest bezpieczny i wykorzystuje się go już w różnych klinicznych zastosowaniach. Jest przy tym miękki i giętki, dzięki czemu dobrze się spisuje jako łącznik między elektroniką i miękkimi, aktywnymi mechanicznie narządami” – podkreśla prof. Efimov.

Co więcej, implant jest przezroczysty, a to oznacza, że pozwala na prowadzenie badań nad świetlną stymulacją serca u specjalnie zmienionych genetycznie zwierząt. Takie badania są wyjątkowo dokładne i mogą dostarczyć istotnych informacji na temat zaburzeń pracy serca, także u ludzi.

Wynalazek jest rozwinięciem wcześniejszych pracy zespołu, w których powstały naklejane na skórę tatuaże mierzące podstawowe parametry organizmu takie jak ciśnienie krwi, EEG, EKG i aktywność mięśni.

Więcej informacji w publikacji źródłowej: https://doi.org/10.1002/adma.202212190 (PAP)

Marek Matacz