ضربان ساز فوق نازکی که با نور کار می کند

ضربان ساز فوق نازکی که با نور کار می کند

گردو دانلود: 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 گردو دانلود 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 استفاده از نور بعنوان 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 دستگاههای کوچکی هستند که از تکانه های الکتریکی برای رفع بی نظمی در ضربان قلب استفاده می نمایند. برآوردها نشان داده است که بیشتر از سه میلیون کاربر ضربان ساز تنها در ایالات متحده وجود دارد.
به صورت معمول، باتری ضربان ساز ۷ سال دوام می آورد و بعد از آن بیمار احتیاج 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 تنها سبب ناراحتی و آزار بیمار می شود، بلکه برای سلامتی هم خطر ساز است. ازاین رو پژوهشگران تلاش 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 به صورت بالقوه خراب شوند و به بافت های حساس بدن مانند قلب انسان صدمه 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 به جای 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 معمولاً با استفاده از سیم های الکتریکی محقق شده است، اما حالا این تیم می خواهد این کار را با استفاده 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 گوناگونی 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 میتوان با استفاده 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 هم مشارکت داشت، اظهار داشت: ما در آستانه موفقیت جدیدی هستیم که در آن بیوالکترونیک می تواند به صورت یکپارچه با عملکردهای طبیعی بدن ادغام شود. این دستگاه تابحال فقط روی خوک ها آزمایش شده است. با این وجود، جدا از کاربرد آن بعنوان ضربان ساز، میتوان از آن برای تعدیل عصبی هم استفاده کرد، جایی که میتوان از آن برای درمان اختلالاتی مانند بیماری پارکینسون بهره برد.
یافته های این پژوهش در مجله Nature انتشار یافته است.




منبع:

1402/12/04
18:32:30
5.0 / 5
377
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۵ بعلاوه ۱