Αυτή η νέα συσκευή, σχεδιασμένη για προσωρινή βηματοδότηση, είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για βρέφη που πάσχουν από συγγενή καρδιακά προβλήματα, καθώς παρέχει μια λιγότερο επεμβατική εναλλακτική όταν χρειάζονται παραδοσιακοί βηματοδότες, λένε οι επιστήμονες.
Η συσκευή είναι μικρότερη από έναν κόκκο ρυζιού και μπορεί να συνδυαστεί με μια μαλακή, ευέλικτη, ασύρματη συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να στερεώνεται στο στήθος του ασθενούς. Η θερμοστατική συσκευή, όταν φοριέται, παρακολουθεί τον καρδιακό παλμό του ατόμου και όταν ανιχνεύεται ακανόνιστος καρδιακός παλμός, εκπέμπει έναν ελαφρύ παλμό ικανό να διεισδύσει στο δέρμα και να ενεργοποιήσει τον βηματοδότη.
«Έχουμε αναπτύξει αυτό που είναι, από όσο γνωρίζουμε, ο μικρότερος βηματοδότης στον κόσμο», δήλωσε ο πρωτοπόρος της βιοηλεκτρονικής Northwestern John A. Rogers, ο οποίος ηγήθηκε της ανάπτυξης της συσκευής.
«Το κύριο κίνητρό μας ήταν τα παιδιά», πρόσθεσε ο συν-επικεφαλής της μελέτης Igor Efimov. “Περίπου το 1% των παιδιών γεννιούνται με συγγενή καρδιακά ελαττώματα — ανεξάρτητα από το αν ζουν σε χώρα με χαμηλούς πόρους ή υψηλούς πόρους. Τα καλά νέα είναι ότι αυτά τα παιδιά χρειάζονται μόνο προσωρινή βηματοδότηση μετά από χειρουργική επέμβαση. Τώρα, μπορούμε να τοποθετήσουμε αυτόν τον μικροσκοπικό βηματοδότη στην καρδιά ενός παιδιού και να τον διεγείρουμε με μια μαλακή, απαλή, φορητή συσκευή. Και δεν απαιτείται επιπλέον χειρουργική επέμβαση για την αφαίρεσή του.”
Για να κάνει τη συσκευή ακόμη μικρότερη, η ερευνητική ομάδα έπρεπε να ξανασκεφτεί πώς να τροφοδοτήσει τη συσκευή. Αντί να χρησιμοποιεί μπαταρία, ο βηματοδότης λειτουργεί τώρα ως ένα μικρό γαλβανικό στοιχείο που παράγει ηλεκτρικούς παλμούς χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά μεταλλικά ηλεκτρόδια και τα βιορευστά του σώματος. Η χημική αντίδραση παράγει τον ηλεκτρισμό που απαιτείται, ο οποίος στη συνέχεια διεγείρει την καρδιά.
«Όταν ο βηματοδότης εμφυτεύεται στο σώμα, τα γύρω βιορευστά λειτουργούν ως αγώγιμος ηλεκτρολύτης που ενώνει ηλεκτρικά αυτά τα δύο μεταλλικά επιθέματα για να σχηματίσει την μπαταρία», είπε ο Rogers.
«Ένας πολύ μικροσκοπικός διακόπτης που ενεργοποιείται με φως στην αντίθετη πλευρά της μπαταρίας μας επιτρέπει να μετατρέψουμε τη συσκευή από την κατάσταση «απενεργοποίησης» σε κατάσταση «ενεργοποίησης» κατά την παροχή φωτός που διέρχεται από το σώμα του ασθενούς από το έμπλαστρο που είναι τοποθετημένο στο δέρμα».
Η συσκευή χρησιμοποιεί υπέρυθρο φως, το οποίο διεισδύει βαθιά και με ασφάλεια στο σώμα. Όταν ανιχνεύει έναν επικίνδυνα χαμηλό καρδιακό ρυθμό, ενεργοποιεί αυτόματα μια λυχνία LED για να αναβοσβήνει σε κανονικό καρδιακό ρυθμό, ενεργοποιώντας ανάλογα τον βηματοδότη.
“Η καρδιά απαιτεί μια μικρή ποσότητα ηλεκτρικής διέγερσης”, είπε ο Rogers . «Με την ελαχιστοποίηση του μεγέθους, απλοποιούμε δραματικά τις διαδικασίες εμφύτευσης, μειώνουμε το τραύμα και τον κίνδυνο για τον ασθενή και, με τη διαλυτή φύση της συσκευής, εξαλείφουμε κάθε ανάγκη για δευτερεύουσες χειρουργικές διαδικασίες».
Λόγω του μικρού μεγέθους αυτών των βηματοδοτών, οι γιατροί μπορούσαν να εμφυτεύσουν πολλές συσκευές σε διάφορες θέσεις γύρω από την καρδιά και στη συνέχεια να τις ενεργοποιήσουν ξεχωριστά χρησιμοποιώντας διαφορετικού χρώματος φώτα. Αυτό μπορεί να επιτρέψει τη θεραπεία άλλων καρδιακών ρυθμών, συμπεριλαμβανομένων των αρρυθμιών.
Αυτή η προηγμένη τεχνολογία έχει επίσης πιθανές άλλες χρήσεις στη βιοηλεκτρονική ιατρική, όπως η επιτάχυνση της επούλωσης στα νεύρα και τα οστά, η θεραπεία τραυμάτων ή η παρεμπόδιση του πόνου.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Nature .
Δείτε ΦΩΤΟ ΕΔΩ
photo: ΑΠΕ-ΜΠΕ – EPA- TT NEWS AGENCY