Naukowcy opracowali najmniejszy rozrusznik serca na świecie. Urządzenie ma potencjał zrewolucjonizować leczenie kardiologiczne, szczególnie u dzieci.
REKLAMA
Naukowcy z Northwestern University opracowali niezwykle mały rozrusznik serca, który ma potencjał zrewolucjonizować leczenie kardiologiczne, szczególnie w przypadku najbardziej wrażliwych pacjentów.
Nowe urządzenie - mniejsze niż ziarenko ryżu stanowi istotny postęp w miniaturyzacji medycznej. Jego wymiary (1,8 milimetra szerokości, 3,5 milimetra długości i 1 milimetr grubości) pozwalają na wprowadzenie go do organizmu za pomocą strzykawki, co czyni zabieg nieinwazyjnym.
„Opracowaliśmy coś, co według naszej wiedzy jest najmniejszym rozrusznikiem serca na świecie” – mówi naukowiec bioelektroniki na Northwestern University i lider zespołu pracującego nad rozwojem urządzenia John A. Rogers.
„Jest pilne zapotrzebowanie na rozruszniki serca, szczególnie w kardiochirurgii dziecięcej. W takich przypadkach rozmiar urządzenia jest kluczowy”- dodaje.
Koncentracja na pacjentach pediatrycznych
Zdaniem ekspertów ten niewielki rozrusznik usprawni zabiegi kardiologiczne u noworodków z wrodzonymi wadami serca. Według oficjalnych danych około 1 proc. dzieci na świecie rodzi się z różnego rodzaju wadami serca, niezależnie od tego, czy żyją w krajach o ograniczonych zasobach, czy w państwach rozwiniętych.
Kardiolog z Northwestern University Igor Efimov wyjaśnia:
„Naszym głównym powodem, dlaczego rozpoczęliśmy badania w tym zakresie, były dzieci. Po operacji z tak małym rozrusznikiem dzieci będą potrzebowały jedynie tymczasowej stymulacji. W ciągu około siedmiu dni serce większości pacjentów będzie w stanie się samodzielnie zregenerować. Jednak te siedem dni są absolutnie kluczowe" - podkreśla.
Innowacyjna technologia
System działa dzięki zaawansowanemu mechanizmowi, który łączy miniaturyzację z innowacyjnym systemem aktywacji światłem. Niewielki rozrusznik jest wszczepiany do serca i działa w synchronizacji z zewnętrznym przenośnym urządzeniem, które jest umieszczane na klatce piersiowej pacjenta. Dzięki tej technologii urządzenie może precyzyjnie stymulować serce, zapewniając skuteczną pomoc w okresie rekonwalescencji.
To zewnętrzne urządzenie stale monitoruje rytm serca, a gdy wykryje nieprawidłowości, automatycznie emituje impulsy światła podczerwonego. Światło to, zdolne do przenikania przez skórę, mostek i mięśnie pacjenta, aktywuje wewnętrzny rozrusznik serca, który generuje impulsy elektryczne potrzebne do regulacji rytmu serca.
Technologia ta wykorzystuje naturalną zdolność ludzkiego ciała do przewodzenia światła podczerwonego, tworząc nieinwazyjny pomost między urządzeniem zewnętrznym a wewnętrznym rozrusznikiem serca."Światło podczerwone bardzo dobrze przenika przez ciało" - wyjaśnia dr Efimov. "Jeśli przyłożysz latarkę do dłoni, zobaczysz światło świecące z drugiej strony. Okazuje się, że nasze ciała są doskonałymi przewodnikami światła" - dodaje.
Biodegradowalna technologia
Wszystkie komponenty są rozrusznika biokompatybilne, więc stopniowo rozpadają się w płynach ustrojowych, całkowicie eliminując potrzebę późniejszego usuwania chirurgicznego.
Ta cecha rozwiązuje istotny problem związany z obecnymi rozrusznikami serca, które wymagają stosowania przewodów wystających z klatki piersiowej pacjenta i ostatecznie muszą zostać usunięte chirurgicznie. Tego rodzaju procedury niosą ze sobą ryzyko powikłań takie jak: infekcje, przemieszczenie urządzenia, uszkodzenie tkanek, krwawienie oraz zakrzepy krwi, które mogą stanowić zagrożenie życia.
„Minimalizując rozmiar, drastycznie upraszczamy procedury implantacji i zmniejszamy ryzyko dla pacjenta, a dzięki rozpuszczalnemu charakterowi urządzenia eliminujemy konieczność przeprowadzania wtórnych procedur chirurgicznych" - wyjaśnia Rogers.
Bateria zasilana płynami ustrojowymi
Rozrusznik jest zasilany przez ogniwo galwaniczne – prostą, ale skuteczną baterię, która przekształca energię chemiczną z płynów ustrojowych w energię elektryczną. Ta innowacja pozwoliła na rezygnację z tradycyjnych baterii czy anten odbiorczych, co miało kluczowe znaczenie dla wyjątkowej miniaturyzacji urządzenia.
Wszechstronność i przyszłe zastosowania
Pomimo swoich niewielkich rozmiarów urządzenia dostarcza taką samą ilość impulsów jak pełnowymiarowy rozrusznik serca. Mały rozmiar pozwala również na umieszczenie kilku takich urządzeń w różnych obszarach serca, które można niezależnie kontrolować.
Ta pionierska technologia otwiera nowe perspektywy dla medycyny bioelektronicznej z potencjałem do zastosowań wykraczających daleko poza kardiologię. Może znaleźć zastosowanie w takich dziedzinach jak wspomaganie gojenia nerwów i kości, leczenie złożonych ran, czy blokowanie przewlekłego bólu za pomocą precyzyjnie kontrolowanych bodźców elektrycznych.
Badanie, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym Nature, wykazało skuteczność urządzenia w badaniach na zwierzętach. Zdaniem ekspertów urządzenie stanowi milowy krok w leczeniu chorób serca, zwłaszcza w przypadku najmniejszych i najbardziej wrażliwych pacjentów.