टैटू जैसा ग्राफीन इम्प्लांट अनियमित दिल की धड़कन का इलाज कर सकता है: शोध

टेक्सास (एएनआई): नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी और ऑस्टिन (यूटी) में टेक्सास विश्वविद्यालय के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने ग्राफीन से बना पहला कार्डियक इम्प्लांट विकसित किया है, जो अल्ट्रा-मजबूत, हल्के और प्रवाहकीय गुणों वाला एक द्वि-आयामी सुपरमटेरियल है।

एक बच्चे के अस्थायी टैटू के समान, नया ग्राफीन "टैटू" इम्प्लांट बालों के एक स्ट्रैंड की तुलना में पतला है, फिर भी शास्त्रीय पेसमेकर की तरह काम करता है।

लेकिन वर्तमान पेसमेकर और प्रत्यारोपित डीफिब्रिलेटर के विपरीत, जिसमें शरीर के साथ यांत्रिक रूप से असंगत कठोर, कठोर सामग्री की आवश्यकता होती है, नई डिवाइस धीरे-धीरे हृदय को एक साथ समझती है और अनियमित दिल की धड़कन का इलाज करती है। इम्प्लांट इतना पतला और लचीला है कि दिल की नाजुक आकृति के साथ-साथ खिंचाव वाला और इतना मजबूत है कि धड़कने वाले दिल की गतिशील गति का सामना कर सके।

डिवाइस को चूहे के मॉडल में प्रत्यारोपित करने के बाद, शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि ग्राफीन टैटू अनियमित हृदय ताल को सफलतापूर्वक महसूस कर सकता है और फिर दिल की प्राकृतिक गति को बाधित या परिवर्तित किए बिना दालों की एक श्रृंखला के माध्यम से विद्युत उत्तेजना प्रदान कर सकता है। इससे भी बेहतर: तकनीक भी वैकल्पिक रूप से पारदर्शी है, जिससे शोधकर्ताओं को डिवाइस के माध्यम से हृदय को रिकॉर्ड करने और उत्तेजित करने के लिए ऑप्टिकल प्रकाश के बाहरी स्रोत का उपयोग करने की अनुमति मिलती है।

अध्ययन उन्नत सामग्री पत्रिका में गुरुवार (20 अप्रैल) को प्रकाशित किया जाएगा। यह अब तक के सबसे पतले ज्ञात कार्डियक इम्प्लांट को चिन्हित करता है।

अध्ययन के वरिष्ठ लेखक नॉर्थवेस्टर्न के इगोर एफिमोव ने कहा, "मौजूदा पेसमेकर और डिफिब्रिलेटर के लिए एक चुनौती यह है कि उन्हें दिल की सतह पर चिपकाना मुश्किल है।" "डीफिब्रिलेटर इलेक्ट्रोड, उदाहरण के लिए, अनिवार्य रूप से बहुत मोटे तारों से बने कॉइल होते हैं। ये तार लचीले नहीं होते हैं, और वे टूट जाते हैं। नरम ऊतकों के साथ कठोर इंटरफेस, हृदय की तरह, विभिन्न जटिलताओं का कारण बन सकते हैं। इसके विपरीत, हमारा नरम, लचीला उपकरण है न केवल विनीत बल्कि अधिक सटीक माप देने के लिए अंतरंग और सहज रूप से सीधे हृदय पर अनुरूप होता है।"

प्रायोगिक कार्डियोलॉजिस्ट, एफिमोव नॉर्थवेस्टर्न के मैककॉर्मिक स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर हैं और नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी फीनबर्ग स्कूल ऑफ मेडिसिन में मेडिसिन के प्रोफेसर हैं। उन्होंने यूटी में एक शोध सहयोगी दिमित्री किरीव के साथ अध्ययन का सह-नेतृत्व किया। ज़ेक्सू लिन, एक पीएच.डी. एफिमोव की प्रयोगशाला में उम्मीदवार, पेपर के पहले लेखक हैं।

चमत्कारी सामग्री

कार्डियक अतालता के रूप में जाना जाता है, हृदय ताल विकार तब होता है जब दिल या तो बहुत तेज़ या बहुत धीरे-धीरे धड़कता है। जबकि अतालता के कुछ मामले गंभीर नहीं होते हैं, कई मामलों में दिल की विफलता, स्ट्रोक और अचानक मृत्यु भी हो सकती है। वास्तव में, एरिथिमिया से संबंधित जटिलताओं ने संयुक्त राज्य में सालाना लगभग 300,000 जीवन का दावा किया है। चिकित्सक आमतौर पर अतालता का इलाज इम्प्लांटेबल पेसमेकर और डीफिब्रिलेटर के साथ करते हैं जो असामान्य दिल की धड़कन का पता लगाते हैं और फिर विद्युत उत्तेजना के साथ लय को सही करते हैं। जबकि ये उपकरण जीवन रक्षक हैं, उनकी कठोर प्रकृति हृदय की प्राकृतिक गति को बाधित कर सकती है, कोमल ऊतकों को घायल कर सकती है, अस्थायी असुविधा पैदा कर सकती है और जटिलताओं को प्रेरित कर सकती है, जैसे दर्दनाक सूजन, वेध, रक्त के थक्के, संक्रमण और बहुत कुछ।

इन चुनौतियों को ध्यान में रखते हुए, एफिमोव और उनकी टीम ने नरम, गतिशील ऊतकों के अनुरूप एक जैव-संगत उपकरण विकसित करने की मांग की। कई सामग्रियों की समीक्षा करने के बाद, शोधकर्ताओं ने कार्बन के एक परमाणु रूप से पतले रूप ग्राफीन पर समझौता किया। अपनी अति-मजबूत, हल्की संरचना और बेहतर चालकता के साथ, ग्राफीन में उच्च-प्रदर्शन वाले इलेक्ट्रॉनिक्स, उच्च-शक्ति सामग्री और ऊर्जा उपकरणों में कई अनुप्रयोगों के लिए क्षमता है।

एफिमोव ने कहा, "जैव-संगतता कारणों से, ग्राफीन विशेष रूप से आकर्षक है।" "कार्बन जीवन का आधार है, इसलिए यह एक सुरक्षित सामग्री है जो पहले से ही विभिन्न नैदानिक अनुप्रयोगों में उपयोग की जाती है। यह लचीला और नरम भी है, जो इलेक्ट्रॉनिक्स और एक नरम, यंत्रवत् सक्रिय अंग के बीच एक इंटरफेस के रूप में अच्छी तरह से काम करता है।"

धड़कते लक्ष्य को भेदना

यूटी में, सह-लेखक दिमित्री किरीव और डेजी अकिनवांडे का अध्ययन पहले से ही संवेदन क्षमताओं के साथ ग्राफीन इलेक्ट्रॉनिक टैटू (जीईटी) विकसित कर रहे थे। लचीले और वजन रहित, उनकी टीम के ई-टैटू रक्तचाप और मस्तिष्क, हृदय और मांसपेशियों की विद्युत गतिविधि सहित शरीर के महत्वपूर्ण संकेतों की लगातार निगरानी करने के लिए त्वचा का पालन करते हैं।

लेकिन, जबकि ई-टैटू त्वचा की सतह पर अच्छी तरह से काम करते हैं, एफिमोव की टीम को शरीर के अंदर इन उपकरणों का उपयोग करने के लिए नए तरीकों की जांच करने की आवश्यकता थी - सीधे हृदय की सतह पर।