Студијата покажува за прв пат иновативен само-напојувачки пејсмејкер за срце успешно тестиран кај свињи
нашата срцето одржува темпо низ својот внатрешен пејсмејкер наречен синоатријален јазол (SA јазол), исто така наречен синусен јазол лоциран во горната десна комора. Овој внатрешен пејсмејкер ослободува електрично полнење 60-100 пати во минута и оваа енергија врши контракции во срцевите мускули што му овозможуваат на нашето срце да пумпа крв низ нашето тело. Како што старееме или добиваме болест, ова е внатрешно пејсмејкер не е во состојба да одржува правилно чукање на срцето. Неправилно чукање на срцето е предизвикано и од состојба наречена аритмија која го забавува нормалниот ритам на срцето. За да се замени оваа загуба, традиционално срце пејсмејкер – електронски уред кој работи на батерии – може хируршки да се вгради во пациент за да се регулира чукањето на срцето и да се задржи срцето да чука стабилно.
Традиционален пејсмејкер за срце
Уредот се состои од генератор на пулс кој се напојува со батерија кој е вграден под кожата во близина на вратната коска. Има и изолирани жици кои го поврзуваат уредот со срцето. Електронското коло генерира електрични сигнали кои се доставуваат до срцето преку електроди. Пејсмејкерот е уред кој спасува живот; сепак, едно значајно ограничување на тековниот пејсмејкер е тоа што тие треба да се заменат во секое време помеѓу 5 и 12 години од првото поставување поради ограничениот век на батеријата. Имплантацијата може да се направи само преку инвазивна хирургија со локална анестезија која сама по себе е предизвик бидејќи треба да се отвори градната празнина на пациентот. Операцијата не само што е скапа, туку и го зголемува ризикот на пациентот од компликации, инфекции или дури и крварење. Дизајниран е друг тип на мал пејсмејкер кој може да се вгради преку катетер со што се избегнува операција, но сè уште се тестира.
Истражувачите се фокусираа на градење срцеви пејсмејкери кои алтернативно би можеле да користат природна енергија од чукањето на срцето на една личност наместо батерија. Теоретски, таков пејсмејкер нема да треба да се замени откако ќе се вгради во пациентот. Пејсмејкерите со погон на плутониум биле произведени многу децении порано. Експерименталниот дизајн на новите пејсмејкери досега се соочи со неколку ограничувања – како ригидна дизајнерска структура која ја ограничува нејзината моќ и компликациите со минијатуризацијата.
Иновативен пејсмејкер без батерија со уникатен дизајн
Во новата студија објавена во ACS Nano Истражувачите од Националната клучна лабораторија за наука и технологија, Шангај, Кина тргнаа да дизајнираат мал роман пејсмејкер уред кој може да се напојува од енергијата на сопственото чукање на срцето и успешно го тестирале овој уред кај свињи. Новиот уред може да се смести под срцето наместо во близина на вратната коска како кај конвенционалните пејсмејкери. Пејсмејкерот се заснова на идеална симбиотска врска помеѓу срцето и уредот.
Дизајнот на овој нов пејсмејкер беше инициран со прво правење мала флексибилна пластична рамка. Оваа рамка била врзана со пиезоелектрични слоеви кои при свиткување создаваат енергија. Овој дел, наречен енергетски „жетвар“ беше ставен на чип. Уредот беше вграден во свињи и беше забележано дека чукањето на срцето на животното може да ја смени (свитка) формата на рамката и на тој начин да генерира доволно енергија (моќ) еквивалентна на батерија што се напојува пејсмејкер. Флексибилната пластична рамка на уредот му овозможува да зароби повеќе енергија од срцето во споредба со традиционалните пејсмејкери кои имаат тврди куќишта.
Бидејќи луѓето имаат физиологија многу слична на свињите, ова пејсмејкер може да делува добро и кај луѓето. Истражувачите посочуваат некои технички прашања кои треба да се решат, на пример уредот се состои од три посебни технологии - жетвар за енергија, пејсмејкер чип и жици – кои треба да се интегрираат во еден уред. Понатамошното тестирање кај животни, а потоа и кај луѓе може да ја потврди долгорочната стабилност на уредот. Таков уред доколку е успешен ќе бара инвазивна хирургија само еднаш со што се намалува ризикот од компликации кај пациентот. Едно големо ограничување на овој нов уред би можело да биде тоа што лекарите можеби нема да можат далечински да ги следат пациентите како во случајот со пејсмејкерите на батерии.
***
{Можете да го прочитате оригиналниот истражувачки труд со кликнување на врската DOI дадена подолу во списокот со цитирани извори}
Извор (и)
Нинг Л и сор. 2019. Директно напојување на вистински срцев пејсмејкер со природна енергија на отчукување на срцето. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567
