重新思考大脑起搏器:更好的材料如何改善信号 试验用材料控制脑起搏器外部噪音的不良副作用

作者将石墨烯、聚丙烯和纳米粘土结合在一起,创造出新型生物材料,用于大脑和心脏起搏器的出口栅极(负责控制和传输信号的部件)。在测试了五种不同比例的材料后,他们发现生物材料中的孔隙在减轻噪音干扰方面起着至关重要的作用。

The authors combined graphene, polypropylene, and nanoclay to create novel biomaterials to use in the outlet gate of brain and heart pacemakers, the component responsible for controlling and transmitting signals. Testing five different ratios of the materials, they discovered the pores within the biomaterial play a vital role in mitigating noise interference. Credit: Baraa Chasib Mezher

作者将石墨烯、聚丙烯和纳米粘土结合在一起,创造出新型生物材料,用于大脑和心脏起搏器的出口栅极(负责控制和传输信号的部件)。在测试了五种不同比例的材料后,他们发现生物材料中的孔隙在减轻噪音干扰方面起着至关重要的作用。资料来源:Baraa Chasib Mezher

华盛顿,2024 年 12 月 10 日–两年前,一位医学专家向伊朗大不里士大学的科学家提出了一个有趣的问题:病人在植入心脏起搏器后出现头痛。经过共同研究,他们开始怀疑起搏器的材料是否是根本问题。

“管理影响患者的外部噪音至关重要,”作者 Baraa Chasib Mezher 说。”例如,脑起搏器患者可能会受到手机外部电场或汽车声音以及日常生活中各种电磁力的干扰。为脑起搏器的出线闸门开发出能有效处理电信号的新型生物材料至关重要。”

本周,AIP 出版社在《AIP 进展》(AIP Advances)杂志上发表了一篇文章,在伊朗留学的伊拉克博士生 Mezher 和她在大不里士大学纳米结构与新型材料实验室的同事们为脑起搏器和心脏起搏器创造了有机材料。

“我们开发的纳米复合材料具有出色的机械性能,能够有效降低噪音,”Mezher 说。”对于心脏起搏器,我们有兴趣了解材料是如何吸收和分散能量的。

研究人员使用一种名为聚丙烯的塑料基材,添加了一种名为蒙脱石的特殊配方粘土和不同比例的石墨烯(最坚固的轻质材料之一)。他们创造出了五种可以进行性能测试的不同材料。

作者使用扫描电子显微镜对复合材料的结构进行了详细测量。他们的分析揭示了决定材料噪音吸收和信号传输的关键特征,包括粘土和石墨烯的密度和分布以及材料中孔隙的大小。

Mezher说:”研究小组正在积极研究提高心脏起搏器性能的方法,我们的团队特别关注这些材料的机械、热和其他性能。

作者测量了信噪比以及材料在不同噪声水平下的性能。他们还测试了材料厚度对性能指标的影响。

Mezher说:”我们目前工作的重点不仅仅是确定心脏起搏器的生物相容性材料,我们的目标是改进所产生的信号源与电极之间的连接。”我们的团队还致力于进一步开发用于人体的生物材料,例如提高助听器性能的材料。

文章

Enhancing soundproofing performance of polypropylene nanocomposites for implantable electrodes inside the body through graphene and nanoclay; thermomechanical analysis

https://doi.org/10.1063/5.0209738

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