Små materialer kan være nøglen til at reducere dødsfald ved hjerte-kar-sygdomme

Hjerte-kar-sygdomme er den førende dødsårsag over hele kloden, ansvarlige for omkring 17,9 millioner (32%) af alle dødsfald på verdensplan hvert år. Overvågning og behandling kan reducere forekomsten af ​​dødsfald, men sundhedsvæsenets muligheder er begrænset af stivheden og den biologiske inkompatibilitet af konventionelle enheder, såsom blodtrykssensorer. Der kan være et svar i nanomaterialer, ifølge forskere fra Peking University i Kina, selvom der er behov for mere forskning før praktisk anvendelse.

Holdet gennemgik den nuværende tilstand af nanomateriale-baserede fleksible overvågnings- og behandlingsudstyr og anbefalede næste skridt for at gøre sådanne enheder til en praktisk mulighed. Deres papir blev offentliggjort den 8. juni i Nano Research .

"Hjerte-kar-sygdomme er store sygdomme, med høje forekomster, høje gentagelsesrater og en bred vifte af sundheds- og livstruende komplikationer," siger hovedforfatter Haixia Alice Zhang, professor i National Key Laboratory of Science and Technology on Micro/Nano. Fremstilling i Peking University's School of Integrated Circuits. "Evnen til bedre at overvåge og behandle sådanne sygdomme er af afgørende betydning."

De unikke egenskaber ved nanomaterialer gør dem til en tiltalende mulighed for bærbare og implanterbare overvågnings- og behandlingsenheder, ifølge Zhang.

"Nanomateriale-baserede enheder åbner op for nye muligheder med deres fremragende egenskaber, herunder ledningsevne, blødhed, strækbarhed og biokompatibilitet, som er nødvendige for at sikre brugerkomfort og nøjagtig signalopsamling," sagde Zhang, som også er tilknyttet Peking University's Academy for Advanced Interdisciplinary Studier. "For eksempel muliggør bløde og strækbare nanomaterialer intimt konform kontakt mellem enheder og biologiske væv, hvilket giver mulighed for nøjagtig overvågning uden at forstyrre den menneskelige krops naturlige adfærd."

Nanomaterialer kan også gøres biokompatible til brug som implanterbare enheder, såsom hjertenet, sagde Zhang.

"Brug af bioresorberbare nanomaterialer er en effektiv metode til at undgå yderligere kirurgi efter kortvarige kardiovaskulære terapier," sagde Zhang og forklarede, at nogle nanomaterialer kan bruges til midlertidig behandling, og deres evne til at opløses vil give patienterne mulighed for at undgå operationer, der fjerner enheden og den tilhørende risici, såsom infektioner.

Ifølge Zhang, på trods af disse seneste fremskridt inden for nanomateriale-baserede fleksible enheder, er der stadig udfordringer at løse for bred praktisk anvendelse. Et sådant problem er en uønsket egenskab ved nanomaterialer:selvaggregering forårsaget af stærke interaktioner i materialerne, hvilket fører til uensartet spredning.

"Forskere arbejder på at løse dette problem, men der er stadig lang vej igen for at opnå gentagelig og stabil ensartethed, der kan kommercialiseres," sagde Zhang.

De to andre store bekymringsområder, sagde Zhang, er nanomaterialernes langsigtede biokompatibilitet og deres uforenelighed med konventionelle halvlederprocesser, hvoraf sidstnævnte begrænser størrelsen af ​​nanomateriale-baserede enheder.

"Selvom den kortsigtede ikke-toksicitet af mange materialer er blevet verificeret, forbliver den langsigtede biokompatibilitet mistænkelig," sagde Zhang. "Og uforenelighed med konventionelle halvlederprocesser blokerer for yderligere miniaturisering, hvilket er af stor betydning for præcisionsmedicin. Nanomateriale-baserede fleksible enheder har så mange fremragende egenskaber til overvågning og behandling af hjerte-kar-sygdomme, men der er stadig lang vej igen, før de kan bruges til praktiske formål."

Zhang og hendes team planlægger at fortsætte med at forske i nanomateriale-baserede fleksible enheder med det mål at løse de identificerede udfordringer for at tilbyde bedre muligheder for pleje af hjerte-kar-sygdomme. + Udforsk yderligere

Udvikling af en gennemsigtig og fleksibel ultratynd hukommelsesenhed