​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

  • 10/08/2021

    Новые комплексы соединений для использования в химиотерапии разрабатывают новосибирские ученые

    Их главное преимущество перед аналогами - меньшая токсичность, исследование поддержал Российский научный фонд. ​Комплекс представляет собой центральный атом, это медь. Вокруг которого расположены молекулы лиганд - молекулы тетразола и полипередина.
    414
  • 19/07/2021

    Новосибирские учёные создают максимально безопасные препараты для химиотерапии

    Известно, что во время лечения лекарства нередко проявляют свою токсичность, влияют на работу здоровых органов.  Поэтому важно найти щадящее средство. В научном поиске помог луч света.   Один из перспективных элементов для замены платины в препаратах химиотерапии ─ рутений.
    336
  • 27/05/2021

    Сибирские химики улучшают импланты

    Сотрудники Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН разработали новый способ нанесения благородных металлов на импланты из различных материалов. Полученные медицинские изделия обладают лучшей биосовместимостью и повышенными антибактериальными свойствами.
    1043
  • 17/06/2021

    Определить заболевание по выдоху смогут создаваемые новосибирцами сенсоры

     Новосибирские учёные создают сенсоры, которые позволят определить по выдоху, чем болен человек.  Речь идёт о заболеваниях дыхательной системы, болезнях почек и других. Исследование перспективное, поэтому химики уже нашли поддержку в Российском научном фонде и получили грант.
    738
  • 09/06/2021

    Металл, побеждающий болезнь

    ​Министерство науки и инновационной политики Новосибирской области продолжает знакомить нас с процессом и участниками реализации в регионе национального проекта «Наука».  Вместе с министром Алексеем Васильевым мы побывали в Институте неорганической химии СО РАН.
    942
  • 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.
    1344
  • 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.
    2258
  • 27/05/2021

    Соединения с редкоземельными элементами могут светиться и подавлять рост и развитие раковых клеток

    ​В Институте неорганической химии им.  А. В. Николаева СО РАН работают над созданием действующих веществ для химиотерапии, которые превосходят уже существующие аналоги по цитотоксичности для раковых клеток, не приводят к резистентности и выступают как агенты для биовизуализации.
    986
  • 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.
    3222
  • 26/07/2021

    Как выявить проблемы с почками по выдоху?

    ​Ученые из Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН исследуют материалы для сенсоров для детекции аммиака в выдыхаемом воздухе. В перспективе их можно будет использовать на спирометре для диагностики различных заболеваний по составу выдыхаемого воздуха, например заболевания почек.
    819