ضربان ساز فوق نازکی که با نور کار می کند
کنکوری: دانشمندان آمریکایی ضربان ساز فوق العاده نازکی ساخته اند که بدون نیاز به برق و تنها با نور کار می کند. این فناوری با الهام از سلول های فتوولتائیک تولید شده که می تواند برای تعدیل عصبی و درمان بیماری هایی مانند پارکینسون نیز مورد استفاده قرار گیرد.
به گزارش کنکوری به نقل از ایسنا، پژوهشگران دانشگاه شیکاگو یک ضربان ساز فوق نازک ساخته اند که می تواند با جراحی کم تهاجمی درون بدن کاشته شود و با بهره گیری از نور به عنوان منبع انرژی کار کند.
به نقل از آی ای، چنین دستگاهی می تواند به کاهش عوارض ناشی از جراحی قلب کمک نماید و مسیر آینده استفاده از ضربان سازها را هموار کند.
ضربان سازها دستگاه های کوچکی هستند که از تکانه های الکتریکی برای رفع بی نظمی در ضربان قلب استفاده می نمایند. برآوردها نشان میدهد که بیش از سه میلیون کاربر ضربان ساز تنها در ایالات متحده وجود دارد.
بطور معمول، باتری ضربان ساز ۷ سال دوام می آورد و بعد از آن بیمار نیاز به انجام عمل دیگری برای تعویض آن دارد.
اتصال ضربان ساز به یک باتری خارجی به سیم هایی نیاز دارد که از قلب به خارج از بدن امتداد دارند که نه فقط موجب ناراحتی و آزار بیمار می شود، بلکه برای سلامتی نیز خطرساز است. بدین سبب پژوهشگران اهتمام کرده اند روی جایگزین های بهتری برای ضربان سازها کار کنند.
حالا پژوهشگران دانشگاه شیکاگو یک ضربان ساز ابداع نموده اند که با نور کار می کند و نیازی به باتری ندارد.
الهام از سلول های خورشیدی
این تیم تحقیقاتی به سرپرستی بوژی تیان استاد گروه شیمی دانشگاه شیکاگو، علاقه عمیقی به فناوری سلول های خورشیدی یا فتوولتائیک و نحوه تغییر کاربری آن جهت استفاده در بدن دارند.
پژوهشگران این لابراتوار از این جهت با فتوولتائیک ها کار می کنند که قطعات متحرک یا سیمی ندارند که بطور بالقوه خراب شوند و به بافت های حساس بدن مانند قلب انسان لطمه برسانند.
با این وجود، یک ضربان ساز نمی تواند از همان سیستمی که در سلول های خورشیدی استفاده می شود، بهره برداری کند.
قرار بود در این دستگاه بجای کوشش برای جمع آوری هرچه بیشتر انرژی، نور به یک نقطه از آن تابیده شود تا آنرا فعال کند.
این اصل در روش درمانی همگام سازی مجدد قلب استفاده می شود، جایی که قسمت های مختلف قلب با ارسال بارهای الکتریکی دقیق زمان بندی شده باردیگر همگام می شوند. این کار بطور معمول با بهره گیری از سیم های الکتریکی محقق شده است، اما حالا این تیم می خواهد این کار را با بهره گیری از نور انجام دهد.
طراحی ضربان ساز با انرژی نور
پژوهشگران برای انجام این کار از دو لایه سیلیکونی نوع P استفاده کردند که در هنگام تابش نور، بار الکتریکی ایجاد می کنند. لایه بالایی این سیلیکون دارای حفره های مختلفی است که به بهبود عملکرد الکتریکی سلول و تمرکز بار الکتریکی کمک می نماید.
این دو لایه به یک غشای انعطاف پذیر تبدیل شدند که یک میکرومتر ضخامت دارد (۱۰۰ برابر کوچک تر از موی انسان) و وزن آن یک پنجاهم گرم است، درحال که ضربان سازهای معمولی حداقل پنج گرم وزن دارند.
چنین ضربان ساز کوچکی را می توان با بهره گیری از یک لوله کوچک و یک فیبر نوری نصب کرد. این جراحی کم تهاجمی یک جراحی معمولی است که امروزه جراحان بسیاری انجام می دهند. در صورت نیاز، فیبر نوری می تواند با الگوهای دقیق روشن شود و به بارهای الکتریکی برای تنظیم قلب تبدیل گردد.
طراحی فعلی این ضربان ساز جهت استفاده موقت در نظر گرفته شده است. در نهایت با گذشت زمان، این دستگاه به ترکیبی به نام اسید سیلیسیک تجزیه می شود که غیرسمی است و از بدن خارج می شود.
پژوهشگران برای کاربردهای طولانی تر می توانند دستگاه هایی را مهندسی کنند که عمر طولانی تری در بدن داشته باشند.
ناروتوشی هیبینو، استاد جراحی در دانشگاه پزشکی شیکاگو که در این تحقیق نیز مشارکت داشت، اظهار داشت: ما در آستانه موفقیت جدیدی هستیم که در آن بیوالکترونیک می تواند بطور یکپارچه با عملکردهای طبیعی بدن ادغام شود. این دستگاه تا حالا فقط روی خوک ها آزمایش شده است. با این وجود، جدا از کاربرد آن به عنوان ضربان ساز، می توان از آن برای تعدیل عصبی نیز استفاده کرد، جایی که می توان از آن برای درمان اختلالاتی مانند بیماری پارکینسون بهره برد.
یافته های این پژوهش در مجله Nature انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب