לפני שנתיים, איש מקצוע רפואי פנה למדענים מאוניברסיטת תבריז באיראן עם בעיה מעניינת: לחולים היו כאבי ראש לאחר השתלת קוצב לב. בעבודה משותפת כדי לחקור, הם התחילו לתהות אם הבעיה הבסיסית היא החומרים המשמשים בקוצבי הלב.
"ניהול רעש חיצוני המשפיע על מטופלים הוא קריטי", אמרה הסופרת בראא חסיב מזוהר. "לדוגמה, אדם עם קוצב מוח עלול לחוות הפרעות משדות חשמליים חיצוניים מטלפונים או קולות של מכוניות, כמו גם כוחות אלקטרומגנטיים שונים הקיימים בחיי היומיום. חיוני לפתח חומרים ביולוגיים חדשים לשער היציאה של קוצבי מוח שיכול להתמודד ביעילות עם אותות חשמליים."
במאמר שפורסם השבוע ב-AIP Advances, מהוצאת AIP, יצרו Mezher, שהיא דוקטורנטית עיראקית הלומדת באיראן, ועמיתיה במעבדה לחומרים ננו-מובנים וחומרים חדשניים באוניברסיטת תבריז חומרים אורגניים לקוצבי לב במוח ובלב, אשר מסתמכים על אספקת אות ללא הפרעה כדי להיות יעילה.
פיתחנו ננו מרוכבים בעלי תכונות מכניות מצוינות ויכולים להפחית רעש ביעילות. עבור קוצבי לב, אנו מעוניינים להבין כיצד חומר סופג ומפזר אנרגיה".
בראא חסיב מזהר, אוניברסיטת תבריז
באמצעות בסיס פלסטיק המכונה פוליפרופילן, החוקרים הוסיפו חימר שנוסח במיוחד בשם Montmorillonite ויחסים שונים של גרפן, אחד החומרים הקלים החזקים ביותר. הם יצרו חמישה חומרים שונים שניתן לבדוק ביצועים.
המחברים לקחו מדידות מפורטות של מבנה החומרים המרוכבים באמצעות מיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת. הניתוח שלהם חשף מאפיינים מרכזיים הקובעים את ספיגת הרעש והעברת האותות של החומר, כולל הצפיפות וההפצה של חימר וגרפן וגדלי הנקבוביות בחומר.
"קבוצות מחקר חוקרות באופן אקטיבי דרכים לשפר את הביצועים של קוצבי לב, והצוות שלנו מתמקד במיוחד בתכונות המכניות, התרמיות ואחרות של חומרים אלה", אמר Mezher.
המחברים מדדו את יחס האות לרעש וכיצד החומר מתפקד עם רמות שונות של רעש. הם גם בדקו את ההשפעה של עובי החומר על מדדי ביצועים.
"המיקוד של העבודה השוטפת שלנו משתרע מעבר לזיהוי חומרים תואמים ביו לקוצבי לב; אנו שואפים לשפר את החיבור בין מקור האות שנוצר לאלקטרודות", אמר Mezher. "הצוות שלנו מתמקד גם בפיתוח נוסף של חומרים ביולוגיים לשימוש בגוף, כמו חומרים לשיפור הביצועים של מכשירי שמיעה."