​В Институте неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН разработан новый метод создания усовершенствованных электродов для кардиостимуляторов и диагностического оборудования.

Он основан на нанесении функциональных покрытий из платиновых металлов на дешевый и технологичный носитель путем химического осаждения из газовой фазы. Новая разработка позволяет улучшить ряд характеристик электродов и снизить расход благородного металла.

Электроды являются одними из ключевых деталей ряда устройств для выявления аритмии и поддержания жизни при этом заболевании. Они вводятся в различные участки сердца и доставляют электрические импульсы непосредственно к мышцам в процессе определения собственного ритма сердцебиения пациента (при диагностике) или сообщения сердцу правильного ритма (при лечении).

Ученые улучшили способность электродов принимать сигнал, повысили их чувствительность и износостойкость, а также нарастили площадь поверхности контакта, соприкасающегося с мышцей, чтобы увеличить количество заряда, которое прибор может передать сердцу, не повредив ткань. Для этого исследователи из ИНХ СО РАН видоизменили поверхность наконечника электрода путем образования на ней специального покрытия с помощью метода химического осаждения из паров металлорганических соединений (MOCVD). В качестве материалов осаждения были выбраны платина и иридий, потому что эти металлы биосовместимы, слабо подвержены коррозии, но при этом по своим электрохимическим характеристикам подходят для электродов и активно используются в коммерческих устройствах.

«Хотя метод MOCVD — один из самых высокотехнологичных, его суть проста: сначала мы нагреваем и переводим в газовую фазу летучее соединение, содержащее металл, который необходимо нанести на электрод. Потом доставляем пары до поверхности проводника, где под воздействием высокой температуры и газа-реагента летучий комплекс металла разлагается и формирует необходимое покрытие. Получается некий круговорот металла, однако с использованием такого подхода можно формировать равномерные покрытия нужного состава и строения на изделиях практически любой формы, — а наконечники электродов как раз отличаются относительно сложной геометрией (микроразмерные полусферы или цилиндры). Таким образом, кроме прочего, мы минимизируем расход благородного металла: теперь электрод можно не изготавливать из чистой платины, а только покрыть ей поверхность контактов», — объясняет кандидат химических наук Светлана Игоревна Доровских.

В рамках проекта исследователи разрабатывают процессы осаждения платиновых покрытий на контакты электродов: нужно определить условия получения покрытий с такой микроструктурой, чтобы устройство функционировало максимально эффективно. Для увеличения емкости электрода необходимо сделать площадь рабочей поверхности максимальной, что и достигается путем формирования специальной морфологии — фракталоподобной (по типу цветной капусты).

«Мы работаем совместно с московской компанией ООО “Элестим-кардио” — это ведущий производитель кардиостимуляторов в России. Именно она является заказчиком нашего исследования — отечественных аналогов диагностических электродов пока нет», — поясняет Светлана Игоревна.

У ИНХ СО РАН и «Элестим-кардио» уже есть успешный опыт сотрудничества: в рамках федеральной целевой программы они совместно работали над покрытиями электродов для кардиостимуляторов. Тогда были получены образцы, равные или превосходящие по качеству импортные аналоги. Была подтверждена стабильность и долговечность работы электродов: кардиостимулятор с этими элементами успешно прошел тестовые испытания на 315 млн импульсов (10 лет работы). Разработанную учеными технологию планируют внедрять в производство, и сейчас оптимизируют исследовательскую установку под промышленные нужды.

В перспективе исследователи ИНХ СО РАН планируют найти эффективные условия для осаждения платины на гибкие проводники из полимеров — элементы приборов нового поколения.

Проект «Химические газофазные процессы формирования платиносодержащих покрытий на деталях медицинских изделий» поддержан грантом Российского научного фонда № 18-73-00052.

Екатерина Глухова

Источники

Сибирские ученые усовершенствовали электроды для кардиостимуляции и диагностики аритмии
Наука в Сибири (sbras.info), 29/05/2019
Сибирские ученые усовершенствовали электроды для кардиостимуляции и диагностики аритмии
Российский научный фонд (rscf.ru), 29/05/2019
Сибирские ученые усовершенствовали электроды для кардиостимуляции и диагностики аритмии
Российский научный фонд (рнф.рф), 29/05/2019
Новосибирские ученые усовершенствовали электроды для кардиостимуляторов
Новосибирские новости (nscn.ru), 29/05/2019
В Сибири нашли способ снизить стоимость кардиостимуляторов
Rosinvest.com, 29/05/2019
В Сибири нашли способ снизить стоимость кардиостимуляторов: Яндекс.Новости
Яндекс.Новости (news.yandex.ru), 29/05/2019
В Сибири нашли способ снизить стоимость кардиостимуляторов
Pcnews.ru, 29/05/2019
В Сибири нашли способ снизить стоимость кардиостимуляторов
Новости для гиков (supreme2.ru), 30/05/2019
"В Сибири нашли способ снизить стоимость кардиостимуляторов"
Ivest.kz, 30/05/2019
Новосибирские ученые покрыли кардиостимуляторы иридием и платиной
Официальный сайт г. Новосибирск (nsknews.info), 13/06/2019
Сибирские ученые усовершенствовали электроды для кардиостимуляции и диагностики аритмии
Nanonewsnet.ru, 16/06/2019

Похожие новости

  • 11/12/2017

    Сибирские ученые создали новый датчик водорода

    ​Группа исследователей объединила полезные свойства фталоцианинов металлов и палладиевых мембран, чтобы создать активные слои датчиков для определения водорода.  Такая операция значительно увеличивает чувствительность сенсоров.
    1038
  • 15/04/2016

    Новосибирские химики очищают водоёмы с помощью растений

    ​Учёные Новосибирского государственного университета занимаются исследованием растений, способных накапливать в своих тканях тяжёлые металлы, чтобы применять их для очистки водоёмов и почв от ядовитых веществ, которые попадают в окружающую среду с отходами промышленных предприятий.
    3379
  • 09/06/2017

    Сибирские ученые участвуют в разработке нанолазеров для диагностики и лечения онкологических заболеваний

    ​Группа американских и российских ученых создала мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), которые найдут применение в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Результаты работы опубликованы в Nature Communications.
    1364
  • 14/03/2019

    Институт неорганической химии СО РАН займется созданием препаратов противораковой терапии

    ​Новосибирский Институт неорганической химии (ИНХ) СО РАН займется исследованием неорганических соединений с целью создания средств для диагностики онкологии, а также средств противораковой терапии, сообщил ТАСС заведующий лабораторией Михаил Шестопалов.
    372
  • 26/09/2016

    Сибирские ученые разрабатывают новый препарат от рака на основе молибденовых кластеров

    ​Учёные из Института неорганической химии СО РАН, лаборатории полиядерных координационных соединений Новосибирского государственного университета и ряда научно-исследовательских институтов СО РАН и СО РАМН впервые доказали эффективность применения кластеров молибдена в фотодинамической терапии раковых заболеваний.
    2181
  • 09/02/2017

    Новосибирские химики создали материал для борьбы против вируса гриппа

    ​Ученые Института химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ) СО РАН предлагают использовать синтепон с нанопокрытием из серебра для создания более эффективных медицинских масок и "шапок-невидимок", сообщил директор института Николай Ляхов.
    1254
  • 29/08/2016

    В Новосибирске будут производить шагающие экзоскелеты для инвалидов

    ​Заместитель генерального директора по инновационному развитию "Инновационного медико-технологического центра" (Новосибирского медтехнопарка) Анатолий Аронов на круглом столе в рамках форума "Новосибирск- город безграничных возможностей" рассказал, что будут производить резиденты второй очереди медицинского промышленного парка.
    2561
  • 03/02/2016

    Импортозамещение по-научному

    ​Сибирские ученые работают над созданием первой отечественной контрастной жидкости для томографии За 45 лет своего существования Научно-исследовательский институт экспериментальной и клинической медицины не раз менял название, но неизменными оставались главные направления его деятельности - изучение заболеваний человека, разработка препаратов и методик для профилактики и лечения этих заболеваний.
    1243
  • 29/03/2016

    В ИХКГ СО РАН создали аппарат, который даст характеристику клеткам крови

    ​Ученые Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН создали самый точный в мире аппарат для анализа клеток крови, по результатам которого можно оценить, например, риск преждевременных родов.
    2590
  • 22/08/2016

    Сибирские ученые разработали препарат для долголетия и активной жизни

    Благодаря современной инновационной ноу-хау-технологии (разработанной ИХТТМ СО РАН) Биокомпозит "Альгинат" усваивается организмом в десятки раз эффективнее и быстрее.  В производстве Биокомпозита "Альгинат" использованы только органические соединения.
    1637