Разработиха пейсмейкър с размерите на оризово зърно

Акценти

Учени от Северозападния университет в Чикаго, САЩ, разработиха най-малкият пейсмейкър в света – временен регулатор на сърдечния ритъм, с размерите на оризово зърно, който може да бъде инжектиран и контролиран с помощта на светлинни импулси. Въпреки че са необходими няколко години, преди да бъде тествано върху хора, безжичното устройство е приветствано като „трансформиращ пробив“, който може да стимулира напредък в други области на медицината.

Нужда от временни пейсмейкъри

Основната мотивация на изследователите, разработили новото устройство, са децата с вродени сърдечни дефекти (около 1%), които се нуждаят от временна кардиостимулация след операция. За да се възстанови сърцето им, са необходими около седем дни, които обаче са особено критични за малките пациенти.

>>> Лекуват вродени сърдечни малформации при деца без преливане на донорска кръв

„Временните пейсмейкъри са от жизнена необходимост за децата с вродени сърдечни дефекти, при които миниатюрния размер е изключително важен.“, коментира Джон Роджърс, пионер в биоелектрониката и ръководител на проекта.

Пейсмейкърът може също да помогне за нормализиране на сърдечния ритъм на възрастни пациенти, докато се възстановяват от сърдечна операция.

Понастоящем временните пейсмейкъри изискват операция за пришиване на електроди към сърдечните мускули, като проводниците се свързват към устройство, намиращо се на гърдите на пациента. Когато пейсмейкърът вече не е необходим, кабелите се отстраняват – процедура, която понякога крие риск от усложнения, включително инфекция, разкъсване или увреждане на тъкани, кървене и образуване на кръвни съсиреци.

>>> Поставяне и регулиране на изкуствен регулатор на сърдечния ритъм

Миниатюрният пейсмейкър

За разлика от настоящите устройства, новоразработеното е безжично и с изключително малки размери (дебелина от само един милиметър и дължина 3,5 милиметра). Пейсмейкърът е свързан с мек пластир, който се поставя на гърдите на пациента, за да контролира сърдечния ритъм. Когато носимото устройство засече отклонение, то автоматично излъчва светлинен импулс, за да активира пейсмейкъра. Тези кратки импулси, които проникват през кожата, гръдната кост и мускулите, нормализират сърдечния ритъм.

„Вместо да използваме радиочестотна схема за безжично управление, ние разработихме светлинна схема за включване на пейсмейкъра и доставяне на стимулиращи импулси към повърхността на сърцето. Това ни позволи драстично да намалим размера на устройството.“, коментира Джон Роджърс.

Проектиран за пациенти, които се нуждаят само от временна кардиостимулация, пейсмейкърът просто се разтваря, след като вече не е необходим. Всички негови компоненти са биосъвместими, така че се разтварят естествено в организма, премахвайки необходимостта от инвазивна хирургия.

Редица експерименти, проведени от екипа и публикувани в списанието Nature, показват, че пейсмейкърът е ефективен при мишки, плъхове, прасета, кучета и човешка сърдечна тъкан.

Според изследователите, разработили устройството, то може да бъде тествано при хора след две до три години.

Значителен напредък

Божи Тиан, чиято лаборатория в Чикагския университет също е разработила пейсмейкъри, активиращи се от светлинни импулси, определи устройството на екипа на Роджърс като „значителен скок напред“.

„Този нов пейсмейкър е трансформиращ пробив в медицинската технология.“, коментира Тиан. „Това е промяна на парадигмата във временната кардиостимулация, отваряйки възможности далеч отвъд кардиологията, включително регенерация на нерви, заздравяване на рани и разработване на интегрирани интелигентни импланти.“