Các nhà khoa học trong quá trình nghiên cứu màng điện tử 3D. (Nguồn: wustl.edu) Màng điện tử 3 chiều (3D) sẽ co bóp cùng với nhịp đập của trái tim, và trong tương lai có thể tạo ra những cú sốc điện để ngăn chặn một cơn đột quỵ (có thể khiến người bệnh tử vong).
Nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí khoa học Nature Communications.
Các nhà khoa học của Đại học Illinois at Urbana-Champaign và Đại học Washington tại St. Louis mới đây đã tạo ra một cuộc cách mạng về màng điện tử mới có thể thay thế các máy điều hòa nhịp tim, tương hợp với trái tim để duy trì nhịp đập ổn định trong những trường hợp sức khỏe bất ổn.
Thiết bị này sử dụng một mạng lưới các cảm biến và điện cực có cấu tạo giống như mạng nhện để theo dõi liên tục hoạt động của trái tim, và trong tương lai có thể tạo ra những cú sốc điện để duy trì nhịp tim ổn định.
Để tạo ra thiết bị trên, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ mô phỏng máy tính và một máy in 3 chiều (3D) để tạo ra một màng tim mẫu và bọc trái tim của một chú thỏ, duy trì cho nó hoạt động ổn định ngoài cơ thể trong một môi trường giàu oxy và chất dinh dưỡng.
Với việc sử dụng công nghệ hình ảnh cao cấp không giống với những máy điều hòa nhịp tim hiện nay và công nghệ khử rung tim được cấy, tấm màng tim mỏng và có tính đàn hồi này sẽ được thiết kế để vừa khít với một trái tim thực tế.
Trong cuộc phỏng vấn của đài phát thanh KWMU-1, kỹ sư y sinh học Igor Efimov của Đại học Washington, người tham gia thiết kế và thử nghiệm thiết bị này, cho hay khi thiết bị này cảm nhận được mối nguy đối với sức khỏe của người bệnh như một cơn đột quỵ hoặc chứng loạn nhịp tim thì nó có thể cung cấp liệu pháp tạo ra một tác nhân điện từ những vị trí khác nhau trên thiết bị này trong một phương thức tối ưu nhất để ngừng tình trạng loạn nhịp tim, tránh nguy cơ đột tử.
Trước đây, một thiết kế tương tự đã xuất hiện vào khoảng thập niên 1980 dưới dạng một tấm màng dẻo và khá thô sơ với các điện cực được may đính vào. Điều này khiến việc giữ cho các bộ cảm biến tiếp xúc 100% với trái tim của người bệnh là rất khó nếu không muốn nói là không thể.
Sự sáng tạo ở trong thiết bị mới này là việc sử dụng các thiết bị điện tử có thể co giãn do nhà khoa học vật liệu John Rogers của Đại học Illinois phát triển.
Mặc dù các thiết bị điện tử của ông Rogers sử dụng các vật liệu cứng dùng cho các thiết bị điện tử thông thường (ví dụ như silicon), các mạch được lắp đặt trong thiết kế đường cong hình chữ S, cho phép co giãn và uốn cong mà không bị nứt vỡ.
Ông Rogers đã ví màng silicon trên với tấm màng bên ngoài trái tim thực tế của người và nói rằng “màng bọc tim nhân tạo này sử dụng các thiết bị nhân tạo chất lượng cao có thể cảm nhận và tương tác với trái tim theo những cách khác nhau để điều trị bệnh tim."
Theo các nhà khoa học, việc nhanh chóng đưa vào sử dụng thiết bị này trên thực tế sẽ là một công cụ nghiên cứu cho phép các nhà khoa học nghiên cứu sự thay đổi của nhịp tim trong những hoàn cảnh khác nhau trong tương lai, và nhờ đó loại màng điện tử có thể trở nên phổ dụng, giúp theo dõi và bảo vệ sức khỏe và tính mạng của người bệnh./.
