De auteurs combineerden grafeen, polypropyleen en nanoklei om nieuwe biomaterialen te creëren voor gebruik in de uitlaatpoort van pacemakers in de hersenen en het hart, de component die verantwoordelijk is voor het controleren en verzenden van signalen. Door vijf verschillende verhoudingen van de materialen te testen, ontdekten ze dat de poriën in het biomateriaal een cruciale rol spelen bij het verminderen van geluidsinterferentie. Krediet: Baraa Chasib Mezher
Twee jaar geleden benaderde een medische professional wetenschappers van de Universiteit van Tabriz in Iran met een interessant probleem: patiënten kregen hoofdpijn na implantaties van een pacemaker. Ze werkten samen om dit te onderzoeken en begonnen zich af te vragen of het onderliggende probleem de materialen zijn die in de pacemakers worden gebruikt.
“Het beheersen van extern geluid dat patiënten treft, is van cruciaal belang”, zegt auteur Baraa Chasib Mezher. “Een persoon met een hersenpacemaker kan bijvoorbeeld interferentie ervaren door externe elektrische velden van telefoons of het geluid van auto’s, evenals verschillende elektromagnetische krachten die aanwezig zijn in het dagelijks leven. Het is essentieel om nieuwe biomaterialen te ontwikkelen voor de uitlaatpoort van hersenpacemakers die elektrische signalen effectief kunnen verwerken.”
In een artikel gepubliceerd deze week binnen AIP-vooruitgangMezher, een Iraakse promovendus die in Iran studeert, en haar collega’s van het Nanostructured and Novel Materials Laboratory van de Universiteit van Tabriz hebben organische materialen gemaakt voor pacemakers in de hersenen en het hart, die afhankelijk zijn van een ononderbroken signaalafgifte om effectief te zijn.
“We hebben nanocomposieten ontwikkeld die uitstekende mechanische eigenschappen hebben en geluid effectief kunnen verminderen”, aldus Mezher. “Voor pacemakers zijn we geïnteresseerd in het begrijpen hoe een materiaal energie absorbeert en verspreidt.”
Met behulp van een plastic basis, bekend als polypropyleen, voegden de onderzoekers een speciaal samengestelde klei toe, Montmorilloniet genaamd, en verschillende verhoudingen grafeen, een van de sterkste lichtgewicht materialen. Ze creëerden vijf verschillende materialen die op prestaties konden worden getest.
De auteurs voerden gedetailleerde metingen uit van de structuur van de composietmaterialen met behulp van scanning-elektronenmicroscopie. Uit hun analyse kwamen belangrijke kenmerken naar voren die de geluidsabsorptie en signaaloverdracht van het materiaal bepalen, waaronder de dichtheid en verdeling van klei en grafeen en de grootte van de poriën in het materiaal.
“Onderzoeksgroepen onderzoeken actief manieren om de prestaties van pacemakers te verbeteren, en ons team richt zich specifiek op de mechanische, thermische en andere eigenschappen van deze materialen”, aldus Mezher.
De auteurs hebben de signaal-ruisverhouding gemeten en hoe het materiaal presteert bij verschillende ruisniveaus. Ze testten ook de impact van de materiaaldikte op prestatiemaatstaven.
“De focus van ons lopende werk reikt verder dan alleen het identificeren van biocompatibele materialen voor pacemakers; we streven ernaar de verbinding tussen de gegenereerde signaalbron en de elektroden te verbeteren”, aldus Mezher. “Ons team richt zich ook op het verder ontwikkelen van biomaterialen voor gebruik in het lichaam, zoals materialen om de prestaties van hoortoestellen te verbeteren.”
Meer informatie:
Baraa Chasib Mezher AL-Kasar et al. Verbetering van de geluidsisolatieprestaties van polypropyleen nanocomposieten voor implanteerbare elektroden in het lichaam door middel van grafeen en nanoklei; Thermomechanische analyse, AIP-vooruitgang (2024). DOI: 10.1063/5.0209738. pubs.aip.org/aip/adv/article/1 … ofing-performance-of
Tijdschriftinformatie:
AIP-vooruitgang
Aangeboden door het American Institute of Physics