Cel mai mic stimulator cardiac din lume se alimentează din fluidele corpului și se dizolvă după folosire

Inginerii de la Universitatea Northwestern (SUA) au creat cel mai mic stimulator cardiac din lume, conceput pentru a fi injectat cu ajutorul unei seringi și capabil să se dizolve inofensiv după utilizare.

Acest nou dispozitiv, destinat stimulării cardiace temporare, este deosebit de util pentru sugarii cu malformații cardiace congenitale, oferind o alternativă mai puțin invazivă față de stimulatoarele cardiace tradiționale.

• Oamenii de știință au reușit să crească dinți umani în laborator
• Care este motivul pentru care cercetătorii au „tatuat” tardigrade?

Dispozitivul este mai mic decât un bob de orez și poate fi asociat cu un plasture moale, flexibil și wireless, care se atașează pe pieptul pacientului. Acest plasture monitorizează ritmul cardiac și, dacă detectează o neregularitate, emite un impuls luminos capabil să străbată pielea și să activeze stimulatorul.

„Am dezvoltat ceea ce considerăm a fi cel mai mic stimulator cardiac din lume”, a declarat John A. Rogers, pionier în bioelectronică la Northwestern și liderul echipei de cercetare.

„Principala noastră motivație au fost copiii. Aproximativ 1% dintre copii se nasc cu defecte cardiace congenitale, indiferent de țara în care trăiesc. Vestea bună este că acești copii au nevoie doar de o stimulare temporară după operație. Acum putem plasa acest mic stimulator cardiac direct pe inima copilului și îl putem activa cu ajutorul unui dispozitiv moale și delicat purtat pe piele. Iar îndepărtarea sa nu necesită o intervenție chirurgicală suplimentară”, a adăugat Igor Efimov, coautor al studiului.

Cum a fost creat cel mai mic stimulator cardiac?

Cea mai mare provocare în miniaturizarea și mai accentuată a stimulatorului a fost sursa sa de alimentare. Echipa de cercetare a renunțat la sistemul tradițional de activare prin antenă bazată pe comunicare în câmp apropiat (NFC), înlocuindu-l cu un sistem activat prin lumină. Această schimbare a îmbunătățit semnificativ eficiența dispozitivului și a permis reducerea drastică a dimensiunii acestuia.

Pentru a face dispozitivul și mai compact, cercetătorii au regândit complet alimentarea sa. În loc să utilizeze o baterie convențională, stimulatorul funcționează ca o mică celulă galvanică, generând impulsuri electrice prin reacția chimică dintre doi electrozi metalici și biofluidele corpului, notează Interesting Engineering.

„Când stimulatorul este implantat, fluidele biologice din jur acționează ca un electrolit conductor, conectând electric cele două plăcuțe metalice pentru a forma bateria. Un comutator microscopic activat de lumină, situat pe partea opusă bateriei, ne permite să trecem dispozitivul din starea ‘oprit’ în starea ‘pornit’ atunci când primește un semnal luminos provenit de la plasturele purtat pe piele”, a explicat Rogers.

Un avans tehnologic cu mai multe aplicații posibile

Dispozitivul utilizează lumină infraroșie, care pătrunde în siguranță adânc în organism. Atunci când plasturele detectează un ritm cardiac periculos de scăzut, acesta declanșează automat un LED care pulsează într-un ritm cardiac normal, activând astfel stimulatorul.

„Inima necesită o cantitate foarte mică de stimulare electrică. Prin reducerea dimensiunii dispozitivului, simplificăm semnificativ procedurile de implantare, diminuăm riscul și trauma pacientului și, datorită naturii dizolvabile a dispozitivului, eliminăm necesitatea unei intervenții chirurgicale de extracție”, a spus Rogers.

Datorită dimensiunii sale reduse, medicii ar putea implanta mai multe astfel de dispozitive în diferite zone ale inimii, activându-le separat cu ajutorul luminii de diverse culori. Acest lucru ar putea permite tratarea mai multor tipuri de aritmii cardiace. În plus, această tehnologie avansată are și alte aplicații în medicina bioelectronică, cum ar fi accelerarea vindecării nervilor și a oaselor, tratarea rănilor sau blocarea durerii.

Studiul a fost publicat în revista Nature.

Vă recomandăm să citiți și:

Ce puteți face astfel încât somnul de după-amiază să nu vă strice ziua?

Lecțiile de istorie, importante în combaterea dezinformării online, spun cercetătorii

Oamenii de știință de la MIT au transformat celulele pielii în neuroni

Test de cultură generală. Ce se întâmplă cu rinichii vechi după un transplant?