Ανέπτυξαν μικροσκοπικό βηματοδότη που δεν απαιτεί επέμβαση για την τοποθέτηση

Μηχανικοί του Πανεπιστημίου Northwestern έχουν αναπτύξει ένα βηματοδότη τόσο μικροσκοπικό που μπορεί να χωρέσει σε μία σύριγγα και να εγχυθεί μη επεμβατικά στον οργανισμό. Αν και μπορεί να λειτουργήσει σε καρδιές όλων των μεγεθών, ο συγκεκριμένος βηματοδότης είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για τις μικροσκοπικές, εύθραυστες καρδιές νεογέννητων μωρών με συγγενή καρδιακά νοσήματα. «Το κύριο κίνητρό μας ήταν τα παιδιά», είπε ο πειραματικός καρδιολόγος, Igor Efimov ο οποίος ήταν επικεφαλής της μελέτης.

Μικρότερος από έναν κόκκο ρυζιού, ο βηματοδότης συνδυάζεται με μια μικρή, μαλακή, ασύρματη συσκευή που τοποθετείται στο στήθος του ασθενούς για τον έλεγχο της βηματοδότησης. Όταν η συσκευή ανιχνεύσει έναν ακανόνιστο καρδιακό παλμό, εκπέμπει αυτόματα έναν ελαφρύ παλμό για να ενεργοποιήσει τον βηματοδότη. Αυτοί οι σύντομοι παλμοί - που διαπερνούν το δέρμα, το στέρνο και τους μύες του ασθενούς - ελέγχουν τη βηματοδότηση.

Σχεδιασμένος για ασθενείς που χρειάζονται μόνο προσωρινή βηματοδότηση, ο βηματοδότης απλώς αυτοκαταστρέφεται όταν δεν είναι πλέον απαραίτητος. Όλα τα συστατικά του βηματοδότη είναι βιοσυμβατά, επομένως διαλύονται φυσικά στα βιορευστά του οργανισμού, χωρίς να υπάρχει ανάγκη για χειρουργική αφαίρεση.

Όπως μεταδίδει το Science Daily, η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature, με το έγγραφο να καταδεικνύει την αποτελεσματικότητα της συσκευής σε μια σειρά μοντέλων ζώων καθώς και σε ανθρώπινες καρδιές από νεκρούς δότες οργάνων.

«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. «Υπάρχει μια κρίσιμη ανάγκη για προσωρινούς βηματοδότες στο πλαίσιο των παιδιατρικών καρδιοχειρουργικών επεμβάσεων, και αυτό είναι μια περίπτωση χρήσης όπου η σμίκρυνση του μεγέθους είναι απίστευτα σημαντική. Όσον αφορά το φορτίο της συσκευής στο σώμα - όσο μικρότερο, τόσο το καλύτερο».

Η ομάδα χρησιμοποίησε ένα υπέρυθρο μήκος κύματος φωτός που διεισδύει βαθιά και με ασφάλεια στο ανθρώπινο σώμα. Εάν ο καρδιακός ρυθμός του ασθενούς πέσει κάτω από ένα συγκεκριμένο ρυθμό, η φορητή συσκευή ανιχνεύει το συμβάν και ενεργοποιεί αυτόματα μια δίοδο εκπομπής φωτός. Στη συνέχεια, το φως αναβοσβήνει με ρυθμό που αντιστοιχεί στον κανονικό καρδιακό ρυθμό.

«Το υπέρυθρο φως διεισδύει πολύ καλά μέσα από το σώμα», είπε ο Efimov. «Αν βάλετε έναν φακό στην παλάμη σας, θα δείτε το φως να λάμπει από την άλλη πλευρά του χεριού σας. Αποδεικνύεται ότι τα σώματά μας είναι πολύ καλοί αγωγοί του φωτός».

Παρόλο που ο βηματοδότης είναι τόσο μικροσκοπικός - με πλάτος μόλις 1,8 χιλιοστά, μήκος 3,5 χιλιοστά και πάχος 1 χιλιοστό - εξακολουθεί να προσφέρει την ίδια διέγερση με  ένα βηματοδότη κανονικού μεγέθους.

«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 εξαγωγής».

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

Η ευελιξία της τεχνολογίας ανοίγει ένα ευρύ φάσμα άλλων δυνατοτήτων για χρήση σε βιοηλεκτρονικά φάρμακα, συμπεριλαμβανομένων της θεραπείας τραυμάτων και της μείωσης του πόνου.