Исследователи из Северо-Западного университета в США разработали первый в мире саморастворяющийся временный кардиостимулятор, который питается от жидкостей организма и размером меньше рисового зернышка. Это устройство, способное совершить прорыв в кардиологии, особенно важно для лечения новорождённых с врождёнными пороками сердца, передает inbusiness.kz со ссылкой на Euronews.
Миниатюрное устройство, размером всего 1,8 мм в ширину, 3,5 мм в длину и 1 мм в толщину, можно ввести в организм с помощью обычного шприца. По словам пионера в области биоэлектроники и руководителя проекта Джона А. Роджерса, этот кардиостимулятор — самый маленький в мире из всех существующих на сегодняшний день:
"Мы разработали, насколько нам известно, самый маленький в мире кардиостимулятор. Существует острая потребность во временных кардиостимуляторах в контексте детской кардиохирургии, и это тот случай, когда миниатюризация размеров невероятно важна", — отметил Роджерс.
Разработка направлена, прежде всего, на новорождённых с врождёнными пороками сердца. По статистике, около 1% всех новорожденных во всём мире рождаются с такими нарушениями, независимо от уровня развития страны.
Кардиолог Игорь Ефимов, один из руководителей проекта, подчёркивает критическую важность временной стимуляции после операций:
"Нашей главной мотивацией были дети. Хорошая новость заключается в том, что после операции эти дети нуждаются только во временной стимуляции. Примерно через семь дней сердце большинства пациентов будет восстанавливаться самостоятельно. Но эти семь дней являются абсолютно критическими".
Как пояснили разработчики, кардиостимулятор работает, благодаря инфракрасному свету, исходящему от внешнего портативного устройства, которое размещается на груди пациента. Когда оно фиксирует нарушение сердечного ритма, оно активирует импульсы света, проникающие сквозь кожу и кости и запускающие внутреннее устройство.
"Инфракрасный свет очень хорошо проникает через тело. Если вы приложите фонарик к ладони, то увидите, как свет проникает с другой стороны. Получается, что наши тела — отличные проводники света", — объясняет профессор Ефимов.
Таким образом, создаётся полностью неинвазивная связь между внешним устройством и внутренним кардиостимулятором, обеспечивающая эффективную работу без дополнительных хирургических вмешательств.
Устройство полностью биоразлагаемое: его материалы со временем растворяются в организме, не вызывая вреда. Это позволяет избежать повторных операций по удалению, как это требуется при использовании традиционных временных кардиостимуляторов с проводами.
"Минимизируя размер, мы значительно упрощаем процедуру имплантации, снижаем травматизм и риск для пациента и, благодаря рассасывающейся природе устройства, устраняем необходимость во вторичных хирургических процедурах удаления", — подчеркивает Роджерс.
Важнейшим прорывом стала также система питания кардиостимулятора: вместо традиционной батареи используется гальванический элемент, питающийся от биологических жидкостей организма. Устройство содержит два различных металла, которые взаимодействуют через электролит из жидкостей тела, создавая электрический ток.
"Когда кардиостимулятор имплантируется в тело, окружающие его биологические жидкости выступают в роли проводящего электролита, который электрически связывает эти две металлические пластины вместе, образуя батарею", — объясняет Роджерс.
Это решение позволило отказаться от громоздких аккумуляторов и антенн, сделав устройство ультракомпактным.
Несмотря на скромные размеры, кардиостимулятор способен на те же функции, что и полноразмерные устройства. Более того, его компактность позволяет установить сразу несколько стимуляторов в разных участках сердца, управляя ими по отдельности при помощи инфракрасного света разных длин волн. Это открывает путь к сложной электрической синхронизации, ранее недоступной.
Устройство может применяться не только в кардиологии, но и в других направлениях — от регенерации нервов и костей до лечения хронических болей и сложных ран с помощью электрической стимуляции. Потенциал технологии огромен, отмечают учёные.
Исследование было опубликовано в ведущем научном журнале Nature. Разработка прошла успешные испытания на животных и в человеческих сердцах, полученных от умерших доноров, что приближает её к реальному клиническому применению.
Эта технология обещает изменить подход к лечению сердечнососудистых заболеваний у самых уязвимых пациентов, минимизируя риск и вмешательство.
Читайте по теме:
В кишечнике найдены молекулы аутизма
