ضربان‌ساز فوق نازکی که با نور کار می‌کند
تاریخ انتشار: ۳ اسفند ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۸۰۷۳۳۳
دانشمندان آمریکایی ضربان‌ساز فوق العاده نازکی ساخته‌اند که بدون نیاز به برق و تنها با نور کار می‌کند. این فناوری با الهام از سلول‌های فتوولتائیک ساخته شده که می‌تواند برای تعدیل عصبی و درمان بیماری‌هایی مانند پارکینسون نیز مورد استفاده قرار گیرد.
به گزارش ایسنا، پژوهشگران دانشگاه شیکاگو یک ضربان‌ساز فوق نازک ساخته‌اند که می‌تواند با جراحی کم‌تهاجمی درون بدن کاشته شود و با استفاده از نور به عنوان منبع انرژی کار کند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
به نقل از آی‌ای، چنین دستگاهی می‌تواند به کاهش عوارض ناشی از جراحی قلب کمک کند و مسیر آینده استفاده از ضربانسازها را هموار کند.
ضربانسازها دستگاه‌های کوچکی هستند که از تکانه‌های الکتریکی برای رفع بی‌نظمی در ضربان قلب استفاده می‌کنند. برآوردها نشان می‌دهد که بیش از سه میلیون کاربر ضربان‌ساز تنها در ایالات متحده وجود دارد.
به طور معمول، باتری ضربان‌ساز ۷ سال دوام می‌آورد و پس از آن بیمار نیاز به انجام عمل دیگری برای تعویض آن دارد.
اتصال ضربان‌ساز به یک باتری خارجی به سیم‌هایی نیاز دارد که از قلب به خارج از بدن امتداد دارند که نه تنها باعث ناراحتی و آزار بیمار می‌شود، بلکه برای سلامتی نیز خطر آفرین است. بنابراین پژوهشگران سعی کرده‌اند روی جایگزین‌های بهتری برای ضربانسازها کار کنند.
اکنون پژوهشگران دانشگاه شیکاگو یک ضربان‌ساز ابداع کرده‌اند که با نور کار می‌کند و نیازی به باتری ندارد.
الهام از سلول‌های خورشیدی
این تیم تحقیقاتی به سرپرستی بوژی تیان استاد گروه شیمی دانشگاه شیکاگو، علاقه عمیقی به فناوری سلول‌های خورشیدی یا فتوولتائیک و نحوه تغییر کاربری آن برای استفاده در بدن دارند.
پژوهشگران این آزمایشگاه از این جهت با فتوولتائیک‌ها کار می‌کنند که قطعات متحرک یا سیمی ندارند که به طور بالقوه خراب شوند و به بافت‌های حساس بدن مانند قلب انسان آسیب برسانند.
با این حال، یک ضربان‌ساز نمی‌تواند از همان سیستمی که در سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شود، بهره‌برداری کند.
قرار بود در این دستگاه به جای تلاش برای جمع‌آوری هرچه بیشتر انرژی، نور به یک نقطه از آن تابیده شود تا آن را فعال کند.
این اصل در روش درمانی همگام‌سازی مجدد قلب استفاده می‌شود، جایی که قسمت‌های مختلف قلب با ارسال بارهای الکتریکی دقیق زمان‌بندی شده دوباره همگام می‌شوند. این کار معمولا با استفاده از سیم‌های الکتریکی محقق شده است، اما اکنون این تیم می‌خواهد این کار را با استفاده از نور انجام دهد.
طراحی ضربان‌ساز با انرژی نور
پژوهشگران برای انجام این کار از دو لایه سیلیکونی نوع P استفاده کردند که در هنگام تابش نور، بار الکتریکی ایجاد می‌کنند. لایه بالایی این سیلیکون دارای حفره‌های متعددی است که به بهبود عملکرد الکتریکی سلول و تمرکز بار الکتریکی کمک می‌کند.
این دو لایه به یک غشای انعطاف‌پذیر تبدیل شدند که یک میکرومتر ضخامت دارد (۱۰۰ برابر کوچک‌تر از موی انسان) و وزن آن یک پنجاهم گرم است، در حال که ضربان‌سازهای معمولی حداقل پنج گرم وزن دارند.
چنین ضربان‌ساز کوچکی را می‌توان با استفاده از یک لوله کوچک و یک فیبر نوری نصب کرد. این جراحی کم‌تهاجمی یک جراحی معمولی است که امروزه جراحان بسیاری انجام می‌دهند. در صورت نیاز، فیبر نوری می‌تواند با الگوهای دقیق روشن شود و به بارهای الکتریکی برای تنظیم قلب تبدیل شود.
طراحی فعلی این ضربان‌ساز برای استفاده موقت در نظر گرفته شده است. در نهایت با گذشت زمان، این دستگاه به ترکیبی به نام اسید سیلیسیک تجزیه می‌شود که غیرسمی است و از بدن خارج می‌شود.
پژوهشگران برای کاربردهای طولانی‌تر می‌توانند دستگاه‌هایی را مهندسی کنند که عمر طولانی‌تری در بدن داشته باشند.
ناروتوشی هیبینو، استاد جراحی در دانشگاه پزشکی شیکاگو که در این تحقیق نیز مشارکت داشت، گفت: ما در آستانه موفقیت جدیدی هستیم که در آن بیوالکترونیک می‌تواند به طور یکپارچه با عملکردهای طبیعی بدن ادغام شود. این دستگاه تاکنون فقط روی خوک‌ها آزمایش شده است. با این حال، جدا از کاربرد آن به عنوان ضربان‌ساز، می‌توان از آن برای تعدیل عصبی نیز استفاده کرد، جایی که می‌توان از آن برای درمان اختلالاتی مانند بیماری پارکینسون استفاده کرد.
یافته‌های این پژوهش در مجله Nature منتشر شده است.
انتهای پیام
منبع: ایسنا
کلیدواژه: ضربان ساز نمایشگاه رسانه های ایران جشنواره رؤیای کهکشانی من ضربان ساز
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۸۰۷۳۳۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
طراحی ضربان‌ساز قلبی که تا ۳۰۰ سال در بدن کار می‌کند!
آفتاب‌‌نیوز :
ضربانسازها دستگاه‌های الکترونیکی در دنیای پزشکی هستند که اطمینان حاصل می‌کنند قلب کاربر به شکل نرمال کار می‌کند. اگر ریتم قلب ضعیف شود، ضربان‌ساز با افزایش جریان الکتریکی موجب می‌شود تا قلب به ریتم اصلی خود بازگردد. هر زمان که لازم باشد، ضربان‌ساز تلاش می‌کند و در صورت لزوم پالس‌های سریع‌تری را ارائه می‌دهد تا فرد زندگی نرمالی را تجربه کند. ضربان‌ساز برای ایجاد پالس به برق نیاز داشته و این انرژی از طریق یک خازن تامین می‌شود که باید سریع شارژ و تخلیه شود. این انرژی الکتریکی باید به اندازه کافی باشد تا برای تنظیم مجدد قلب مناسب باشد.
مین دوک نگوین و همکارانش برای بهبود ذخیره‌سازی انرژی، روی طراحی جدیدی برای خازن‌ها کار می‌کنند، آن‌ها می‌خواهند میزان انرژی از دست رفته بعد از هر بار شارژ/دشارژ را کم کنند و تعداد دفعاتی که خازن با اطمینان شارژ یا تخلیه می‌شود را افزایش دهند.
مین دوک نگوین می‌گوید: «ضربان‌ساز باید با ضربان قلب شما همگام باشد، بنابراین باید بتواند تا میلیارد‌ها بار شارژ و تخلیه شود. در غیر این صورت، شما باید هر چند ماه یکبار ضربان‌ساز را تعویض کنید.»
نگوین و تیمش روی نوعی خازن کار می‌کنند که از چندین لایه نازک از مواد مختلف استفاده می‌کند. آن‌ها با افزودن لایه‌ها توانستند راندمان را به بیش از ۹۰ ٪ افزایش دهند. این بدان معنی است که کمتر از ۱۰ ٪ از بار الکتریکی مورد استفاده برای شارژ را از دست می‌رود. این طراحی جدید دو برابرکمتر از طراحی‌های قدیمی انرژی از دست می‌دهد. این دستگاه در محدوده دمایی گسترده ۲۵ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد کار می‌کند و می‌تواند تا ۱۰ میلیارد بار شارژ و تخلیه کند. در واقع این دستگاه می‌تواند تا ۳۰۰ سال عمر کند.
نتایج یافته‌های آن‌ها در قالب مقاله‌ای با عنوان “Towards Design Rules for Multilayer Ferroelectric Energy Storage Capacitors – A Study Based on Lead-Free and Relaxor-Ferroelectric/Paraelectric Multilayer Devices” در نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده است.
منبع: خبرگزاری مهر
مدیررسانهای پرسپولیس: سپاهان به جای شکایت بیجا، عذرخواهی کند