Сотрудники Института химии твердого тела и механохимии СО РАН создали композит для кардиографических электродов на основе графита и наночастиц серебра. Он позволит существенно снизить стоимость электродов и получать при ЭКГ более точные данные, сообщает издание «Наука в Сибири». Результат опубликован в Materials Today Proceedings.

«Когда нам делают электрокардиограмму, на нас налепляют специальные датчики — в виде одноразовых пластырей либо специальных присосок. Сокращения нашего сердца можно воспринимать как ток. Он сначала передается на кожу, и задача датчиков, которые являются электрохимическим элементом, — снять его и с минимальным количеством помех перенести в прибор. Соответственно, чем меньше будет шумов, тем достоверней окажется диагностика», — рассказывает младший научный сотрудник лаборатории порошковых технологий ИХТТМ СО РАН Инна Александровна Мальбахова.

Сегодня чаще всего в датчиках для ЭКГ используется хлорсеребряный электрод. Он представляет собой серебряную пластинку, покрытую слоем хлорида серебра. Однако у такого электрода есть несколько существенных недостатков. Во-первых, на его изготовление тратится большое количество драгоценного металла: чтобы передать сигнал с минимальным количеством помех, слой серебра должен быть достаточно толстым. Во-вторых, материал имеет довольно высокое сопротивление, из-за чего возникает множество шумов.

Ученые ИХТТМ предложили использовать в качестве носителя для наночастиц серебра графит, поскольку он обладает электронной проводимостью и биоинертностью, то есть организм не воспринимает его негативно.

«Наша задача сделать так, чтобы адгезия (сцепление) серебра и графита была как можно лучше. Для этого последний требуется обработать с помощью сильных кислот. Затем мы отдельно синтезируем наночастицы серебра, добавляем их в порошок графита, всё это перемешиваем и высушиваем, — говорит исследовательница. — Следующим этапом наносим подготовленную смесь на графитовую бумагу, а после необходимо создать на поверхности полученного устройства слой хлорида серебра. Для этого мы осуществляем анодирование, то есть слегка окисляем верхнее серебро».

Для испытания устройства ученые провели модельные измерения на системе, максимально приближенной по своим параметрам к коже человека. «Эксперименты показали, что наш композит соответствует всем требованиям ГОСТа для ЭКГ. Его преимуществом является дешевизна: графит стоит в разы меньше, чем серебро, а последнего для такой технологии необходимо совсем немного. Также при использовании нашего композита сигнал получается намного четче, шумы его не заглушают. Высокоразвитая (шершавая) поверхность материала способна захватывать больший объем кожи, что позволяет минимизировать помехи», — сообщает Инна Мальбахова.

Работа сделана в сотрудничестве с лабораторией медицинского приборостроения Томского политехнического университета. По словам исследователей, говорить о внедрении разработки в медицину еще рано, полученный композит требует определенной эргономической доработки. В частности, необходимо выяснить, какое содержание серебра даст наилучшие результаты. Кроме того, продолжаются эксперименты по изучению других подложек, например на основе тройной системы: керамика — графит — серебро.