Источник фото — Уральский федеральный университет
Практически все кардиостимуляторы используются для лечения брадикардии, т.е. замедленного сердечного ритма. Если в состоянии покоя сердце бьется 50–70 раз в минуту, то при стрессе или физических нагрузках частота сердечных сокращений увеличивается в два-три раза. Соответственно, при медленном сердцебиении мозг и тело не получают достаточного притока крови, что негативно сказывается на здоровье человека.
К числу наиболее эффективных относятся инвазивные кардиостимуляторы, которые отличаются от других устройств тем, что они имплантируются внутри тела пациента с помощью хирургической процедуры. Именно для таких устройств можно будет использовать биосовместимые кристаллические пленки, разработанные учеными из Уральского федерального университета и Университета Авейру (Португалия). Исходным материалом для пленок стал дифенилаланин – форма фенилаланина, одной из 20 аминокислот, необходимых для образования белков. Это вещество является частью человеческого организма, поэтому материалы из дифенилаланина обладают высокой совместимостью с живыми тканями.
Авторы исследования синтезировали пленки при помощи нового метода – кристаллизации из аморфной фазы под воздействием водяного пара. Традиционный способ получения подразумевает кристаллизацию в водном растворе, что приводит к формированию структур с плохо контролируемой морфологией.
«Ранее наши коллеги обнаружили в дифенилаланине высокие пьезоэлектрические коэффициенты. Но проблема в том, что создание из этого вещества пленок с плоской морфологией затруднительно, так как в растворе дифенилаланин собирается в трубчатые структуры. И это вызывало большие затруднения, поскольку, когда речь идет о создании элементов для микроэлектроники, то поверхность пленки должна быть ровной, чтобы на нее можно было наносить электроды. Разработанный нами метод решил эту проблему — мы смогли добиться получения пленок с плоской морфологией», – цитирует Уральский федеральный университет Дениса Аликина, заведующего лабораторией функциональных наноматериалов и наноустройств.
Биосовместимые пленки будут при биении сердца генерировать ток, который затем будет накапливаться в батареях кардиостимуляторов. Устройства накопления энергии, которые будут создаваться на основе таких материалов, позволят снять необходимость в регулярной замене выработанных батарей и, тем самым, снизить количество хирургических вмешательств.
