TLDR: Grafen by mohl být materiálem, z něhož v budoucnu vzniknout nové kardiostimulátory. Zároveň ale již starší kardiostimulátory máme, nová demonstrace tohoto nápadu tedy není všelék… Oznámení tuna.

Kardio-tetování

Srdce je ten nejdůležitější orgán (mozky, zvláště u řady lidí, tentokrát prominou), ale doba plná stresu a pochutin s vysokým obsahem tuku jeho zdraví příliš nesvědčí. Pokud jste dnes na oběd měli prasárnu, možná vám proto přijde k chuti nová informace o grafenovém „tetování“, které slouží jako kreativní kardiostimulátor.

S grafenovou „tetovačkou“ pro korekci chodu srdce přišli vědátoři z Northwestern University a University of Texas v Austinu pod vedením Igora Efimova. Jejich udělátko má podobu „nálepky“, která je tenčí než jeden vlas. Na rozdíl od současných kardiostimulátorů a implantovaných defibrilátorů, které vyžadují tvrdé a pevné materiály mechanicky nekompatibilní s tělem, štymuje jejich udělátko mnohem lépe s potřebami těla.

Implantát se jemně přimkne k srdci a snímá nepravidelný srdeční tep – který může zároveň opravovat s pomocí elektrických impulzů. Z hlediska materiálové vědy je hlavním úspěchem skutečnost, že při své pružnosti je implantát zároveň dostatečně odolný, aby dokázal čelit dynamickým pohybům tlukoucího srdce.

Ačkoliv má podobu tetovačky, stále je třeba jej chirurgicky zavést na povrch srdečního svalu. Vědátoři udělátko otestovali na hlodavcích, přičemž prokázali, že mašinka dokáže úspěšně snímat nepravidelný srdeční rytmus a následně dodávat elektrickou stimulaci prostřednictvím série pulzů, aniž by omezovala nebo měnila přirozené pohyby srdce.

Grafen, který v sobě chcete

Co je ještě zajímavější, technologie je také opticky průhledná, což výzkumníkům umožňuje použít externí zdroj světla k záznamu a stimulaci srdce. Technologie vychází ze starších pokusů s kožním e-tetováním na bázi grafenu.

Grafen možná nemá díky různým hochštaplerům na internetech pověst něčeho, co je přehršle zdravé, ve skutečnosti jde však o formu uhlíku – a uhlík je základním stavebním kamenem našich těl. Nutno ovšem zmínit, že Efimova práce prozatím zkoumala jenom základní proveditelnost nápadu – nezkoumala dlouhodobou spolehlivost či dlouhodobou nezávadnost.

Dnešní kardiostimulátor se skládá z baterie a senzoru umístěného pod kůží, těsně pod klíční kostí. Dva nebo tři vodiče (dráty) jsou umístěny tak, aby vedly uvnitř velké žíly do srdce.

Grafenová tetovačka ovšem momentálně působí dojmem, že je nutno ji zavést na povrch srdce složitější cestou. Možná, že se ji může časem podařit jako origami složit do menší velikosti a zavést také minimálně invazivně, tipl bych si, že něco takového se bude ale řešit po mnoho dalších let. 

Grafen standardizovaně a levně

Zároveň práce neřešila ani cenu. I skoro dvě dekády po svém popsání je grafen stále nedostatečně aplikovaný materiál právě kvůli komplikovaným metodám svého zpracování.

Současné metody výroby grafenu jsou nákladné a časově náročné a kvalita výsledného grafenu se může výrazně lišit. V důsledku toho jsou náklady na použití grafenu v mnoha aplikacích často vysoké jak jalovec.

Dalším problémem je nedostatečná standardizace výroby a charakterizace grafenu. To společnostem ztěžuje porovnávání a výběr nejlepšího materiálu grafenu pro jejich aplikace. Nedostatek standardizovaných výrobních metod může navíc vést k nesrovnalostem ve vlastnostech grafenu, což může ovlivnit jeho výkonnost v různých aplikacích. Zkrátka a dobře, než si to budeme lepit na srdce, proteče našimi žílami asi ještě mnoho krve.

Sluší se připomenout, že první klinická implantace kardiostimulátoru proběhla roku 1958 – běžnějším úkazem se ale staly až v letech 80. či 90. Není mnoho důvodů předpokládat, že by to v případě nových stimulátorů v duchu grafenové tetovačky mělo jít kupředu o moc rychleji.

Pokud si tedy plánujete dát prasárnu i k večeři, zkuste ji možná raději vyměnit za salát s porcí kardio cvičení navíc…

[Ladislav Loukota, JRN]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je [email protected]

Autolink hír.