تحولی در ضربان‌ساز مغزی: مواد جدید، سیگنال بهتر!

تحقیقات جدید درباره عوارض ناشی از ایمپلنت‌های ضربان‌ساز

دو سال پیش، یک پزشک به دانشمندان دانشگاه تبریز در ایران درباره یک مشکل جالب مراجعه کرد: بیماران پس از کاشت ضربان‌ساز دچار سردرد می‌شدند. این تیم با همکاری یکدیگر شروع به بررسی این موضوع کردند و به این فکر افتادند که آیا مشکل اصلی به **مواد** استفاده شده در ضربان‌سازها مربوط می‌شود یا خیر.

باری چاسیب مزهر، نویسنده این تحقیق، گفت: «مدیریت نویزهای خارجی که بر بیماران تأثیر می‌گذارد، بسیار حائز اهمیت است.» او افزود: «به عنوان مثال، فردی که ضربان‌ساز مغزی دارد، ممکن است تحت تأثیر میدان‌های الکتریکی خارجی از تلفن‌ها یا صداهای خودروها قرار گیرد، همچنین از نیروهای الکترومغناطیسی مختلفی که در زندگی روزمره وجود دارند.» مزهر تأکید کرد که «توسعه بیومواد جدید برای درگاه خروجی ضربان‌سازهای مغزی که بتوانند به طور مؤثر سیگنال‌های الکتریکی را مدیریت کنند، ضروری است.»

در مقاله‌ای که این هفته در نشریه AIP Advances منتشر شد، مزهر، که دانشجوی دکتری عراقی در ایران است، و همکارانش در آزمایشگاه مواد نانوساختاری و نوین دانشگاه تبریز، مواد ارگانیک برای ضربان‌سازهای مغزی و قلبی طراحی کردند که برای عملکرد مؤثر به تحویل سیگنال بدون وقفه نیاز دارند.

مزهر گفت: «ما نانوکامپوزیت‌هایی را توسعه دادیم که دارای خواص مکانیکی عالی هستند و می‌توانند به طور مؤثر نویز را کاهش دهند.» او افزود: «برای ضربان‌سازها، ما به درک چگونگی جذب و پخش انرژی توسط یک ماده علاقه‌مند هستیم.»

تحقیقات در زمینه بهبود عملکرد مواد برای ضربان‌سازها

محققان با استفاده از یک پایه پلاستیکی به نام پلی‌پروپیلن، خاک خاصی به نام مونتموریلونیت و نسبت‌های مختلفی از گرافن، یکی از قوی‌ترین مواد سبک، یک ترکیب جدید ایجاد کردند. آن‌ها پنج ماده مختلف تهیه نمودند که قابلیت آزمایش عملکرد را داشتند. نویسندگان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، اندازه‌گیری‌های دقیقی از ساختار مواد کامپوزیت انجام دادند. تحلیل‌های آن‌ها ویژگی‌های کلیدی را که تعیین‌کننده جذب صدا و انتقال سیگنال مواد هستند، فاش کرد؛ از جمله چگالی و توزیع خاک و گرافن و اندازه‌های منافذ در ماده.

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

مزهر ادامه داد: “تمرکز کارهای جاری ما فراتر از شناسایی مواد زیست‌سازگار برای ضربان‌سازهاست؛ ما به دنبال بهبود ارتباط بین منبع سیگنال تولید شده و الکترودها هستیم.” او همچنین افزود: “تیم ما بر روی توسعه بیشتر بیومواد برای استفاده درون بدن، مانند موادی برای بهبود عملکرد سمعک‌ها، تمرکز دارد.”