A tanulmány első alkalommal mutatta ki, hogy egy innovatív, önerejű szívritmus-szabályozót sikeresen teszteltek sertéseken
termékeink szív belsőjén keresztül tart egy tempót pacemaker sinoatriális csomópontnak (SA-csomónak) nevezik, más néven szinuszcsomónak a jobb felső kamrában található. Ez a belső pacemaker egy perc alatt 60-100-szor szabadít fel elektromos töltést, és ez az energia összehúzódásokat hajt végre a szívizmokban, ami lehetővé teszi, hogy szívünk vért pumpáljon a testünkben. Ahogy öregszünk vagy megbetegedünk, ez a belső pacemaker nem tudja megfelelően tartani a szívverést. A szabálytalan szívverést az aritmiának nevezett állapot is okozza, amely lelassítja a normális szívverést. Ennek a veszteségnek a pótlására egy hagyományos szív pacemaker – elemmel működő elektronikai eszköz – műtétileg beültethető a páciensbe, hogy szabályos legyen a szívverés és a szívverés folyamatosan tartható legyen.
Hagyományos szívritmus-szabályozó
Az eszköz egy elemmel működő impulzusgenerátorból áll, amelyet a bőr alá ültetnek be a nyakörv csontjához közel. Szigetelt vezetékekkel is rendelkezik, amelyek összekötik a készüléket a szívvel. Az elektronikus áramkör elektromos jeleket generál, amelyek elektródákon keresztül jutnak el a szívhez. A pacemaker életmentő eszköz; a jelenlegi szívritmus-szabályozók egyik jelentős korlátja azonban az, hogy az akkumulátor korlátozott élettartama miatt az első felhelyezés 5-12. évében bármikor ki kell cserélni. A beültetés csak invazív, helyi érzéstelenítést alkalmazó műtéttel végezhető el, ami önmagában is kihívást jelent, mivel a páciens mellkasát fel kell nyitni. A műtét nemcsak költséges, hanem növeli a beteg szövődményeinek, fertőzéseinek vagy akár vérzésének kockázatát is. Egy másik típusú apró pacemakert terveztek, amely katéteren keresztül beültethető, elkerülve a műtétet, de még tesztelés alatt áll.
A kutatók az építkezésre összpontosítottak szívritmus-szabályozók amely alternatívaként használhatja az ember saját szívveréséből származó természetes energiát az akkumulátor helyett. Elméletileg egy ilyen pacemakert nem kell cserélni, ha beültetik a páciensbe. Plutóniummal működő pacemakereket sok évtizeddel korábban gyártottak. Az új pacemakerek kísérleti tervezése eddig számos korláttal szembesült – ilyen például a merev tervezési struktúra, amely korlátozza teljesítményét és a miniatürizálással járó komplikációk.
Innovatív akkumulátor nélküli pacemaker egyedi kialakítással
Egy új, a ACS Nano A sanghaji (Kína) National Key Laboratory for Science and Technology kutatói egy új, kisméretű tervezést tűztek ki célul pacemaker saját szívverés energiájával működtethető készüléket és sikeresen tesztelték ezt a készüléket sertéseknél. Az új készülék a szív alá helyezhető, nem pedig a gallércsont közelébe, mint a hagyományos pacemakereknél. A pacemaker a szív és a készülék közötti ideális szimbiotikus kapcsolaton alapul.
Ennek az új pacemakernek a tervezését először egy kis rugalmas műanyag keret elkészítésével kezdeményezték. Ezt a keretet piezoelektromos rétegekkel ragasztották, amelyek hajlításkor energiát termelnek. Ezt az energiabegyűjtőnek nevezett részt egy chipre helyezték. Az eszközt sertésbe ültették be, és megfigyelték, hogy az állatok saját szívverése megváltoztathatja (meghajlíthatja) a váz alakját, ezáltal elegendő energiát (teljesítményt) termel, amely megfelel az akkumulátorról tápláltnak. pacemaker. A készülék rugalmas műanyag kerete lehetővé teszi, hogy több energiát vegyen fel a szívből, mint a kemény tokkal rendelkező hagyományos pacemakerek.
Mivel az emberek fiziológiája nagyon hasonló a sertésekhez, ez pacemaker embereknél is jól működhet. A kutatók rámutatnak néhány technikai problémára, amelyekkel foglalkozni kell, például az eszköz három különálló technológiából áll: energiabetakarító, pacemaker chip és vezetékek – amelyeket egy készülékbe kell integrálni. Az állatokon, majd embereken végzett további vizsgálatok megerősíthetik az eszköz hosszú távú stabilitását. Egy ilyen eszköz, ha sikeres, csak egyszer igényel invazív műtétet, ami csökkenti a beteg szövődményeinek kockázatát. Ennek az új eszköznek az egyik fő korlátja lehet, hogy az orvosok nem tudják távolról megfigyelni a betegeket, mint az akkumulátorral működő pacemakerek esetében.
***
{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}
Forrás (ok)
Ning L et al. 2019. Egy valódi szívritmus-szabályozó közvetlen működése a szívverés természetes energiájával. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567
