Egy rizsszemnél is kisebb, önmagától is feloldódó pacemakert fejlesztettek ki a Northwestern Egyetem kutatói.
HIRDETÉS
A Northwestern Egyetem kutatói egy rendkívül kicsi pacemakert fejlesztettek ki, amellyel forradalmasítani kívánják a szívgyógyászati kezeléseket, különösen a legkisebb és egyben legveszélyeztetettebb betegek - a csecsemők - esetében.
Az új, egy rizsszemnél is kisebb eszköz jelentős előrelépést jelent az orvosi miniatürizálás terén. Rendkívül kis mérete (mindössze 1,8 milliméter széles, 3,5 milliméter hosszú és 1 milliméter vastag) lehetővé teszi, hogy fecskendőn keresztül, nem invazív módon juttassák be a szervezetbe.
"Kifejlesztettük a tudomásunk szerint a világ legkisebb pacemakerét" - mondja John A. Rogers, a Northwestern Egyetem tudósa és az eszköz fejlesztésének vezetője. "A gyermekszívsebészetben hatalmas szükség van ideiglenes pacemakerekre, és ezen a felhasználási területen a méret miniatürizálása hihetetlenül fontos."
Fókuszban a gyermekbetegek
Az apró pacemakert tehát a leginkább azoknál az újszülötteknél vethetik be, akiknek veleszületett szívbetegségük van. A gyermekek körülbelül 1%-a születik valamilyen szívhibával, függetlenül attól, hogy gazdag vagy szegény országba születnek.
Igor Efimov, a Northwestern Egyetem kardiológusa és a tanulmány társvezetője így magyarázza el a fejlesztésüket: "A fő motivációnk a gyermekek voltak. A jó hír az, hogy a csecsemőknek a műtét után csak ideiglenes stimulációra van szükségük. Körülbelül hét nap múlva a legtöbb beteg szíve öngyógyító lesz. De ez a hét nap abszolút kritikus."
Innovatív műtét fényaktiválással
A rendszer egy kifinomult mechanizmuson keresztül működik, amely a rendkívüli miniatürizációt ötvözi egy ötletes fényaktiváló rendszerrel. Az apró pacemakert a szívbe ültetik, majd szinkronban működtetik egy külső, hordozható eszközzel, amelyet a beteg mellkasára helyeznek.
Ez a külső eszköz folyamatosan figyeli a szívritmust, és amikor szabálytalanságot észlel, automatikusan infravörös fényimpulzusokat bocsát ki. Ez a fény, amely képes áthatolni a beteg bőrén, szegycsontján és izmain, aktiválja a belső pacemakert, amely a szívritmus szabályozásához szükséges elektromos impulzusokat generálja.
A technológia felhasználja az emberi test természetes képességét az infravörös fény vezetésére, így nem invazív hidat képez a külső eszköz és a belső pacemaker között. "Az infravörös fény nagyon jól áthatol a testen" - magyarázza Dr. Efimov. "Ha egy zseblámpát a tenyerünkhöz szorítunk, akkor a másik oldalon látjuk átszűrődni a fényt. Kiderült, hogy a testünk kiváló fényvezető".
Biológiailag lebomló technológia
Az eszköz talán egyik legforradalmibb aspektusa, hogy úgy tervezték: természetes módon feloldódjon a szervezetben, amikor már nincs rá szükség. Minden összetevő biokompatibilis, így fokozatosan lebomlik a szervezet által termelt nedvekben, ezzel teljesen kiküszöbölve a későbbi műtéti eltávolítás szükségességét.
Ez a tulajdonság megoldja a jelenlegi ideiglenes pacemakerek jelentős problémáját, amelyeknek eltávolítása olyan komplikációkkal járhat, mint a fertőzés, a kilökődés, a szövetkárosodás, a vérzés és a vérrögök, amelyek végzetesnek bizonyulhatnak.
Rogers kifejtette: "A méret minimalizálásával drasztikusan leegyszerűsítjük a beültetési eljárásokat, csökkentjük a traumát és a páciensre leselkedő kockázatot, és az eszköz feloldható jellegével kiküszöböljük a másodlagos sebészeti eltávolítási eljárások szükségességét."
Testnedvekkel működő akkumulátor
A rendkívül kis méret elérése érdekében a kutatóknak teljesen újra kellett alkotniuk az eszköz áramforrását. A pacemakert egy galvánelem táplálja, egy egyszerű, de hatékony akkumulátortípus, amely a testnedveink kémiai energiáját alakítja át elektromos energiává. Az ötletes konstrukció két különböző fémet használ elektródaként, hogy elektromos impulzusokat generáljon és küldjön a szívbe.
Sokoldalúság és jövőbeli alkalmazás
Apró mérete ellenére ez a pacemaker ugyanannyi ingerületet szolgáltat, mint egy teljes méretű pacemaker, ami bizonyítja, hogy ebben az esetben a kicsisége nem áll ellentétben a hatékonysággal. Az extrém miniatürizálás azt is lehetővé teszi, hogy több ilyen eszközt osszanak szét a szív különböző területein, és azokat egymástól függetlenül, különböző színű fényt használva vezéreljék, hogy kifinomultabb szinkronizációt érjenek el, mint azt a hagyományos pacemakerek lehetővé teszik.
Ez az úttörő technológia a bioelektronikus gyógyászat számára a szív területén messze túlmutató lehetőségek széles skáláját nyitja meg, beleértve az idegek és csontok gyógyulásának segítését, az összetett sebek kezelését és a krónikus fájdalom specifikus, irányított elektromos ingerekkel történő blokkolását.
A Nature című tekintélyes tudományos folyóiratban megjelent tanulmány számos nagy és kisállat-modellben, valamint elhunyt szervdonoroktól származó emberi szívekben bizonyítja az eszköz hatékonyságát, ami jó előjel a klinikai alkalmazás szempontjából. Ez az innováció kvantumugrást jelent a szívbetegségek kezelésében, különösen a legkisebb és legsérülékenyebb betegek esetében.