与动脉粥样硬化有关的心脏病–动脉中斑块的堆积会导致心脏病发作和中风–是美国人的主要死因,但许多人直到出现严重问题时才会注意到这种疾病的症状。但是,如果一个像临时纹身一样简单的装置可以告诉您心脏的状况,那会怎么样呢?
这就是生物医学工程助理教授德米特里-基列夫(Dmitry Kireev)正在努力创造的东西。美国心脏协会在三年内向他提供了 231,000 美元的奖金,用于开发可穿戴和植入式心脏监测器,这种监测器灵活、易于使用,而且比目前的测试方法提供更快、更准确的结果。
“他说:”这实际上是在开发从根本上帮助人们更好地了解自己健康状况的转化技术。”了解自己的心血管健康状况非常重要,因为通常只有在出现严重问题时才会去看医生。很多心血管疾病都可以通过生活方式预防:饮食、运动。但我们需要鼓励。我的意思是,我们毕竟是人”。
“这有点像心脏起搏器的作用,但有一个很大的不同,目前的心脏起搏器是刚性的。但我们想做的是一种超级柔软的小东西,可以放在心脏上,用于长期监测和刺激。”
Dmitry Kireev,马萨诸塞大学阿默斯特分校生物医学工程助理教授
Kireev 的目标是制造两种设备:一种是可以轻松贴在皮肤上的可穿戴设备,另一种是可植入设备。这些监测器的目的是了解动脉僵化和动脉粥样硬化的情况,这是导致高血压、中风和冠状动脉疾病等更严重心血管疾病的核心问题。
这两个版本都基于他的石墨烯生物界面设计。
“他说:”大多数用于现代生物界面的材料,无论是可穿戴的还是可植入的,仍然是坚硬和刚性的,或者是笨重的。”我们正在制造的石墨烯生物界面本质上很薄,非常柔软、灵活、透明”。正如他之前的工作所展示的那样,石墨烯可以像临时纹身一样很容易地贴在皮肤上。
Kireev 希望可穿戴设备能让人们更方便地进行自我监测。目前检测动脉粥样硬化的方法包括超声波、核磁共振成像或正电子发射计算机断层扫描等成像技术,这些技术都很笨重,无法在家中使用。虽然人体测试和可用性还遥遥无期,但从长远来看,Kireev设想他的新设计可以在当地药店买到,其功能类似于血压袖带。
植入式心脏起搏器的设计将直接作用于心脏,以评估心脏的工作情况,甚至提供电刺激。”他说:”这有点像心脏起搏器,但有一个显著的不同,目前的心脏起搏器是刚性的。”他说:”但我们想做的是一种超级柔软的小东西,可以放在心脏上,用于长期监测和刺激心脏活动。在初步的动物研究中,他已经证明类似的石墨烯电极可以纠正心脏功能紊乱的心律失常。目前,这部分研究还比较基础。
“基列夫还提到了西北大学的伊戈尔-埃菲莫夫(Igor Efimov)、马萨诸塞大学陈医学院的凯文-多纳休(Kevin Donahue)以及马萨诸塞大学阿默斯特分校的尤西-柴特(Yossi Chait)、科琳娜-塞维连特(Corinna Serviente)和能延植(Yeonsik Noh)。
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