5 мин. чтения
9/29/2023 7:30:01 AM

Клей и растягиваемйы эпикардиальный пластырь, чтобы точно контролировать активность сердца

Article Preview Image Схематическая иллюстрация и фотографии клейкой биоэлектроники со стабильным сердечным взаимодействием.Кредит: Хивон Чой, Йевон Ким, Сумин Ким, профессор Микюнг Шин и профессор Донги Сон.

Эпикардиальные пятна - это тщательно разработанные тканевые пятна, которые могут быть размещены рядом с сердцем пациента или на сердце пациента.Эти устройства могут помочь врачам диагностировать и лечить различные заболевания сердца, включая аритмию и сердечные приступы (то есть инфаркты миокарда).

В последние годы несколько инженеров и медицинских исследователей пытались разработать эти устройства, однако многие предложенные до сих пор многие решения не являются идеальными.В частности, большинство, созданные до сих пор эпикардиальные пластыри, предназначены для прикрепления к сердцу с помощью медицинской процедуры, известной как «отшивание», которая может быть как сложной, так и рискованной.

Исследователи из Университета Sungkyunkwan, Института базовой науки и других институтов в Южной Корее, недавно разработали альтернативный эпикардиальный патч, который может быть намного проще применять в клинических условиях.Этот патч, введенный в природе электроники, является одновременно растягиваемым и клейким;Таким образом, это не должно быть прикреплено к сердцу пациента в процессе швов.

«Фиксация традиционных эпикардиальных пятен к сердечной ткани является трудоемкой задачей и включает в себя сложный хирургический процесс»,-сказал Tech Xplore профессор Donghee Son, один из исследователей, которые провели исследование.«Кроме того, в течение длительных периодов использования, долговечность гибких полимеров, составляющих эпикардиальное пластырь, имеет тенденцию к ухудшению, что приводит к нежелательному разрыву между пятном и сердечной тканью, в конечном итоге затрудняя точный диагноз и лечение».

Чтобы преодолеть ограничения существующих эпикардиальных пятен, в последнее время некоторые исследовательские группы экспериментируют с альтернативными конструкциями на основе мягких биоматериалов, таких как клей или гидрогели.Несмотря на некоторый прогресс в этой области, надежный дизайн еще не был идентифицирован и коммерциализирован.

«Учитывая крайне нерегулярную поверхность сердца, существующие устройства с низкой адгезивностью часто оказываются отстраненными из -за непрерывного сокращения/расслабления сердца в долгосрочной перспективе», - сказал Сон.«Чтобы преодолеть такие проблемы, необходимо иметь легкую и мгновенную и даже надежную адгезию к тканям сердца. Кроме того, при прикреплении к сердцу в течение длительного периода материалы, используемые в эпикардиальных устройствах, должны быть исключительно мягкими, чтобы избежать какого -либо сжатия ткани».

Сон и его коллеги решили разработать новый клейкий эпикардиальный патч, который эффективно преодолевает ограничения ранее предложенных конструкций.Созданный ими патч может быть мгновенно прикреплен к ткани на поверхности сердца и может быть легко изготовлен на масштабе.

Примечательно, что их патч не оказывает ненужного давления на ткани сердца в течение длительных периодов времени, что может повысить как ее безопасность, так и эффективность.Он состоит из трех различных, но сосуществующих материалов, а именно, а именно составного композита, проводящего жидкости, сетевого субстрата и ионного клея.

Комбинация этих материалов устраняет необходимость швы на сердце в сердце, что облегчает реализацию медицинских работников с различной степенью опыта, а также снижает риск осложнений, связанных с процедурой шва.

«Мы разработали электронный пластырь с тремя слоями, состоящими из мягких, клеящими желе, известными как гидрогели с ионной проводимостью, растягиваемыми электродами, изготовленными из жидко-фазных металлов, и волокнистые структурированные эластомерные материалы, которые являются ключевыми компонентамиНаши инновации », объяснил Сон.

«Среди них липкие гидрогели вдохновлены влажным устойчивым механизмом адгезии морских мидий. Гидрогели играют решающую роль, обеспечивая немедленную прикрепление всего электронного участка к сердцу без необходимости в швах».

Адгезивность патча команды дополнительно повышается за счет его фиброзно-структурированного субстрата, который предназначен для рассеивания механического напряжения, производимого во время избиения сердца.В отличие от других эпикардиальных пятен, введенных в прошлом, новое устройство включает в себя электроды на основе жидко-фазной металла, в отличие от твердофазных металлов, таких как медь и серебро.

«Эти жидкие металлические электроды демонстрируют замечательную надежность и стабильность при мониторинге эпикардиальных сигналов, даже при повторном сердцебиении», - сказал Сон.«Мы провели эксперименты для записи сердечных сигналов от бодрствующих и бегущих животных в течение четырех недель, отмечая значительный прорыв».

В дополнение к тому, чтобы быть более безопасным и легче применять к ткани сердца, эпикардиальное пластырь, разработанное сыном и его коллегами, может собирать очень точные измерения, таким образом, он может надежно диагностировать сердечные приступы и аритмию, два наиболее распространенных сердечно -сосудистых заболевания во всем мире.

Кроме того, патч может вмешаться на аномальные сигналы, модулируя ритм сердца и облегчает его нормальное функционирование.Поскольку это не так инвазивно, как другие участки, введенные в прошлом, решение команды не вызывает повреждения ткани или воспаления, снижая риск нежелательных осложнений.

«Наше по сути растягиваемое эпикардиальное пластырь имеет электрические двунаправленные функции, которые обеспечивают точную диагностику и терапию обратной связи при сердечно -сосудистых заболеваниях», - сказал Сон.

«Пласткости может быть мгновенно прикрепляться к тканям сердца, что приводит к превосходному прогнозу. Наша стратегия материалов/устройств не только отражает эти разнообразные сигналы с точностью, но и способствует локально стимулировать ткани для терапевтических целей, эффективно функционируя как« электросетическое »устройство. Эта двойная функциональность открывает захватывающие возможности для персонализированной медицины, где патч может быть адаптирован к уникальным физиологическим потребностям человека ».

В первоначальных тестах эпикардиальный пластырь, разработанный Сон и его коллегами, достиг очень многообещающих результатов, подчеркивая его потенциал для повышения диагноза и лечения заболеваний сердца.Новое решение также может иметь важные последствия для области точной медицины, что позволяет врачам предлагать более персонализированные методы лечения, адаптированные вокруг уникальных потребностей отдельных пациентов.

«Наш патч обладает потенциалом для революции в том, как мы приближаемся к медицинским методам, путем объединения возможностей записи сигнала и стимуляции тканей», - добавил Сон.

«В настоящее время мы находимся в процессе разработки усовершенствованного биоэлектронного патча с расширенным массивом каналов, превосходя ограничение тока четырех каналов, эта расширенная способность позволит нам контролировать более широкий диапазон электрофизиологических сигналов, в том числе те, которые происходят из электроактивных тканей,периферические нервы, скелетные мышцы и даже мозг “.

Больше информации: Heewon Choi et al., Клейтная биоэлектроника для бесплодного эпикардиального взаимодействия, природа электроники (2023).Doi: 10.1038/s41928-023-01023-w

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Микро оптический спектрометр работает через видимый спектр с разрешением 5 нм

7/21/2024 · 5 мин. чтения

Микро оптический спектрометр работает через видимый спектр с разрешением 5 нм

Новый метод изготовления растягиваемой и дышащей электроники

7/19/2024 · 5 мин. чтения

Новый метод изготовления растягиваемой и дышащей электроники