Investigadores de la Universidad Northwestern y la Universidad de Texas en Austin han desarrollado un “tatuaje” de grafeno delgado y flexible que se puede fijar en el exterior del corazón y que puede monitorear los ritmos cardíacos y aplicar impulsos eléctricos correctivos para tratar arritmias. El parche es ópticamente transparente, lo que permite a los investigadores utilizar también la luz para controlar y estimular el corazón. La tecnología tiene claros beneficios sobre los marcapasos actuales, que tienden a incluir componentes rígidos que pueden causar daño al tejido blando y potencialmente interferir con el movimiento natural del corazón.
El uso de materiales blandos para crear tecnologías médicas que estén más en sintonía con su entorno de tejidos blandos es un área de investigación muy activa. Desde robots quirúrgicos blandos hasta depósitos implantables de administración de medicamentos, las oportunidades son infinitas. Esta última investigación muestra una tecnología de marcapasos suave y flexible que se puede fijar directamente a la superficie del corazón, evitando una limitación importante de los marcapasos rígidos.
"Uno de los desafíos de los marcapasos y desfibriladores actuales es que son difíciles de colocar en la superficie del corazón", dijo Igor Efimov, uno de los creadores de la nueva tecnología. “Los electrodos de desfibrilador, por ejemplo, son esencialmente bobinas hechas de alambres muy gruesos. Estos cables no son flexibles y se rompen. Las interfaces rígidas con los tejidos blandos, como el corazón, pueden provocar diversas complicaciones. Por el contrario, nuestro dispositivo suave y flexible no sólo es discreto sino que también se adapta íntima y perfectamente directamente al corazón para ofrecer mediciones más precisas”.
Los investigadores optaron por utilizar grafeno para su marcapasos flexible porque es resistente y liviano, además de proporcionar conductividad eléctrica y biocompatibilidad. "Por motivos de biocompatibilidad, el grafeno es especialmente atractivo", afirma Efimov. “El carbono es la base de la vida, por lo que es un material seguro que ya se utiliza en diferentes aplicaciones clínicas. También es flexible y blando, lo que funciona bien como interfaz entre la electrónica y un órgano blando y mecánicamente activo”.
El dispositivo también es ópticamente transparente, lo que permite a los investigadores utilizar una fuente de luz externa para iluminar la superficie del corazón a través del parche. Esta técnica se llama optocardiografía e implica el uso de luz para obtener imágenes y evaluar la electrofisiología cardíaca. "Básicamente podemos combinar funciones eléctricas y ópticas en una biointerfaz", dijo Efimov. "Debido a que el grafeno es ópticamente transparente, podemos leer a través de él, lo que nos brinda una densidad de lectura mucho mayor".
Estudio en la revista Advanced Materials : Biointerfaz de grafeno para el diagnóstico y tratamiento de arritmias cardíacas
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