بازنگری در قلب‌تراشه: مواد بهتر، سیگنال‌های قوی‌تر!

تحقیقات جدید در زمینه پمپ‌های الکتریکی مغز و قلب

دو سال پیش، یک متخصص پزشکی با یک مشکل جالب به دانشمندان دانشگاه تبریز در ایران مراجعه کرد: بیماران پس از کاشت پمپ‌های الکتریکی دچار سردرد می‌شدند. این گروه با همکاری یکدیگر شروع به بررسی این موضوع کردند و به این فکر افتادند که آیا مشکل اصلی به مواد استفاده شده در پمپ‌ها مربوط می‌شود یا خیر.

بارا چاسیب مزهر، نویسنده این تحقیق، گفت: “مدیریت نویزهای خارجی که بر بیماران تأثیر می‌گذارد، بسیار حیاتی است.” او افزود: “برای مثال، فردی که دارای پمپ الکتریکی مغز است، ممکن است از تداخل میدان‌های الکتریکی خارجی ناشی از تلفن‌ها یا صداهای خودروها رنج ببرد و همچنین از نیروهای الکترومغناطیسی مختلفی که در زندگی روزمره وجود دارند. توسعه بیومواد جدید برای درگاه خروجی پمپ‌های مغزی که بتوانند به طور مؤثر سیگنال‌های الکتریکی را مدیریت کنند، ضروری است.”

در مقاله‌ای که این هفته در AIP Advances منتشر شد، مزهر، که دانشجوی دکتری عراقی در ایران است، و همکارانش در آزمایشگاه مواد نانو ساختاری و نوین دانشگاه تبریز، مواد ارگانیکی برای پمپ‌های مغزی و قلبی ایجاد کردند که برای عملکرد مؤثر به انتقال سیگنال بدون وقفه وابسته هستند.

مزهر گفت: “ما نانوکامپوزیت‌هایی توسعه دادیم که دارای خواص مکانیکی عالی هستند و می‌توانند به طور مؤثر نویز را کاهش دهند.” او ادامه داد: “برای پمپ‌های الکتریکی، ما به درک چگونگی جذب و پراکندگی انرژی توسط مواد علاقه‌مند هستیم.”

تحقیقات جدید در زمینه مواد برای دستگاه‌های ضربان‌ساز

محققان با استفاده از یک پایه پلاستیکی به نام پلی‌پروپیلن، خاکی به‌خصوص به نام مونت‌موریلونیت و نسبت‌های مختلفی از گرافن، که یکی از قوی‌ترین مواد سبک است، ترکیب کردند. آن‌ها پنج نوع ماده مختلف ایجاد کردند که قابلیت آزمایش عملکرد را داشتند. نویسندگان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، اندازه‌گیری‌های دقیقی از ساختار مواد مرکب انجام دادند. تحلیل آن‌ها ویژگی‌های کلیدی را که تعیین‌کننده جذب صدا و انتقال سیگنال ماده هستند، شامل چگالی و توزیع خاک و گرافن و اندازه‌های منافذ در ماده، فاش کرد.

مزهر گفت: “گروه‌های تحقیقاتی به‌طور فعال در حال بررسی روش‌هایی برای بهبود عملکرد دستگاه‌های ضربان‌ساز هستند و تیم ما به‌طور خاص بر روی خواص مکانیکی، حرارتی و دیگر ویژگی‌های این مواد تمرکز دارد.” نویسندگان نسبت سیگنال به نویز را اندازه‌گیری کردند و بررسی کردند که ماده چگونه با سطوح مختلف نویز عمل می‌کند. آن‌ها همچنین تأثیر ضخامت ماده بر معیارهای عملکرد را آزمایش کردند.

مزهر ادامه داد: “تمرکز کار جاری ما فراتر از شناسایی مواد زیست‌سازگار برای دستگاه‌های ضربان‌ساز است؛ هدف ما بهبود ارتباط بین منبع سیگنال تولید شده و الکترودها است.” او همچنین افزود: “تیم ما همچنین بر روی توسعه بیشتر بیومواد برای استفاده در داخل بدن، مانند موادی برای بهبود عملکرد سمعک‌ها، تمرکز دارد.”