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石墨烯心臟起搏器輕巧如貼紙

By on April 20, 2023

原文刊於信報財經新聞「StartupBeat創科鬥室

傳統的心臟起搏器體積較大,還要接駁多條導管及電線。美國西北大學及得州大學奧斯汀分校的科研團隊,最近研發一款新型石墨烯心臟植入物,外形如一張紋身貼紙,厚度跟一縷頭髮相若,可利用光線監測,並糾正心律異常;研究刊登於科學期刊Advanced Materials

心律不正源自心臟電傳導系統異常,電子訊號(Electrical Signals)出錯,導致心臟跳動過快或過慢,可造成病人心臟衰竭、中風甚至死亡。過往醫生會為心律不正的病人,植入心臟起搏器及除顫器。然而,這些醫療設備欠缺彈性,電線圈亦有斷裂風險,可能造成器官組織損傷、血凝塊或感染。

石墨烯紋身貼的厚度,跟一縷頭髮相若。(美國西北大學網上圖片)

以光學刺激糾正異常

今次兩間大學團隊研發的心臟植入物,以號稱「超級物料」的石墨烯製成,再以電子紋身方式包裹於矽膜中,厚度總計約為100微米。石墨烯堅固、輕質,兼具生物相容性,以此製成的心臟植入物,可跟病人心臟組織融為一體,其堅固特質可承受心臟跳動。

研究人員在老鼠身上測試相關技術,結果顯示,可以準確感知心律失常,於活躍跳動的心臟上穩定運作了60天。除了在心臟自然跳動下提供電刺激,並可利用光學心電圖,監測及控制老鼠的心律。

石墨烯紋身貼能與心臟組織融為一體。(美國西北大學網上圖片)

簡單而言,光學刺激是一種比電刺激,更為精準的心律糾正方法。由於石墨烯是光學透明,透過光線追蹤特定的酶(enzymes),以探測心臟、神經及肌肉細胞,有望提供一種全新的診斷及治療心臟疾病方法。

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