Медицина

Для ЭКГ разработали гибкие электроды из оксида графена

University of Manchester/Gemma Church/Getty Images/Indicator.Ru

Сотрудники Томского политехнического университета создали новые нательные биоэлектроды на основе оксида графена. Они способны считывать электрические сигналы при мониторинге работы сердца. Эксперименты показали, что такие устройства могут работать в два раза дольше аналогов, кроме того они гибкие и влагоустойчивые, что позволяет надежнее фиксировать их на коже. Результаты работы опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, cердечно-сосудистые заболевания — одна из основных причин смерти во всем мире. Наиболее простой и неинвазивный метод диагностики этих патологий — снятие электрокардиограммы (ЭКГ). Для этого сегодня используются биоэлектроды. Они преобразуют ионные токи человеческого тела в электрический ток для внешних устройств (кардиографов).

Анализ данных ЭКГ сегодня используется крайне широко, практически у 100% кардиологических больных. Традиционно в процедурах электрокардиографии и энцефалографии — снятии электрической активности головного мозга — применяются электроды на основе серебра с покрытием из хлорида серебра. Их металлическая часть покрывается слоем геля для перевода ионного тока в электрический сигнал.

Ученые из ТПУ синтезировали электроды, состоящие из восстановленного оксида графена, нанесенного на полимерную подложку. Это позволяет создавать гибкие структуры. При этом углеродное проводящее покрытие — рабочее тело электрода — создается при облучении лазером пленки оксида графена.

«Электроды из серебра с хлоридом серебра показывают высокую эффективность работы, однако они обладают несколькими минусами. Во-первых, маленький срок службы — обычно около 24 часов. После этого гель высыхает, и поверхность электрода деградирует. Затем его необходимо менять. Во-вторых, из-за твердой структуры электрода он прилегает к телу неплотно и раздражает кожные покровы. Сейчас существуют гибкие электроды с серебряным покрытием, однако проблема высыхания геля и деградации поверхности остается. Мы создали новый материал — восстановленный оксид графена, — который решает эту проблему», — рассказывает одна из исследователей, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Евгения Шеремет.

В результате экспериментов электроды не деградировали, не теряли свои свойства в течение 108 часов — четырех с половиной дней. При этом на оксид графена не приходилось наносить гель. Материал новых электродов — доступный и недорогой, а технология его модификации легко масштабируется. А это значит, что ее нетрудно будет перенести из лабораторных условий в производство.

По словам исследователей, увеличение срока службы электрода открывает дополнительные возможности для длительного мониторинга работы сердца, например телемониторинга, который позволяет контролировать ЭКГ больного дистанционно в режиме онлайн, или для мониторирования с помощью холтера. Рыночная стоимость обычных электродов для длительного мониторинга может доходить до 200 евро. Электроды, предложенные томскими учеными, согласно расчетам, будут гораздо дешевле за счет доступности исходных материалов.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.