Cercetătorii de la Universitatea Northwestern din Illinois, au dezvoltat un stimulator cardiac extraordinar de mic.
Dispozitivul medical inovator promite să revoluționeze tratamentele cardiace, în special pentru cei mai vulnerabili pacienți, potrivit Rador Radio România.
Mai mic decât un bob de orez, dispozitivul reprezintă un progres semnificativ în miniaturizarea medicală.
Dimensiunile sale: 1,8 milimetri lățime, 3,5 milimetri lungime și 1 milimetru grosime, permit introducerea acestuia în corpul pacienților printr-o seringă într-un mod neinvaziv.
„Am dezvoltat ceea ce, după cunoștințele noastre, este cel mai mic stimulator cardiac din lume”, spune John Rogers, un pionier în bioelectronică la Northwestern și lider al dezvoltării dispozitivului.
„În contextul chirurgiei cardiace pediatrice este nevoie de stimulatoare cardiace temporare și acesta este un caz de utilizare în care miniaturizarea dimensiunii este incredibil de importantă.”
Acest mic stimulator cardiac răspunde unei nevoi medicale deosebit de sensibile: nou-născuții cu malformații cardiace congenitale. Aproximativ 1% dintre copiii din lume se nasc cu un anumit tip de problemă cardiacă.
„Motivația noastră principală au fost copiii. Vestea bună este că acești copii au nevoie de stimulare temporară doar după operație. În aproximativ șapte zile, inima majorității pacienților se repară singură. Însă aceste șapte zile sunt absolut critice”, a explicat Igor Efimov, cardiolog la Universitatea Northwestern și co-lider al studiului.
Dispozitivul este activat cu ajutorul luminii
Sistemul funcționează printr-un sistem de activare sofisticat care utilizează lumină.
Stimulatorul cardiac este implantat în inimă și funcționează sincronizat cu un dispozitiv portabil extern care este plasat pe pieptul pacientului.
Acest dispozitiv extern monitorizează constant ritmul cardiac și emite automat impulsuri de lumină infraroșie atunci când detectează nereguli. Această lumină, capabilă să pătrundă prin pielea, sternul și mușchii pacientului, activează stimulatorul cardiac intern care generează impulsurile electrice necesare pentru reglarea ritmului cardiac.
Tehnologia profită de capacitatea naturală a corpului uman de a conduce lumina infraroșie, creând o punte neinvazivă între dispozitivul extern și stimulatorul cardiac intern.
„Lumina infraroșie pătrunde foarte bine în corp. Dacă puneți o lanternă pe palma, veți vedea lumina strălucind din cealaltă parte. Ceea ce dovedește că corpul nostru este un excelent conductor de lumină”, a explicat dr. Efimov.
Tehnologie biodegradabilă
Poate unul dintre cele mai revoluționare aspecte ale acestui dispozitiv este că a fost conceput să se dizolve în mod natural în organism atunci când nu mai este necesar.
Toate componentele sunt biocompatibile, astfel încât se dezintegrează treptat în biofluidele organismului, eliminând necesitatea îndepărtarii chirurgicale.
Această caracteristică rezolvă o problemă majoră a stimulatoarelor cardiace actuale, care necesită fire care ies din toracele pacientului și în cele din urmă trebuie îndepărtate, riscând complicații precum infecții, detașări, leziuni tisulare, hemoragii și cheaguri de sânge care se pot dovedi fatale.
„Prin reducerea la minimum a dimensiunii, simplificăm în mod dramatic procedurile de implantare, reducem trauma și riscul pentru pacient și, datorită naturii biodegradabile a dispozitivului, eliminăm orice nevoie de proceduri secundare de îndepărtare chirurgicală”, explică Rogers.
Bateria este alimentată de fluidele corporale
Pentru a atinge această dimensiune extrem de mică, cercetătorii au reinventat complet sursa de alimentare a dispozitivului. Stimulatorul cardiac este alimentat de o celulă galvanică, un tip de baterie simplă care transformă energia chimică a fluidelor corporale în energie electrică.
Designul folosește două metale diferite ca electrozi pentru a genera și trimite impulsuri electrice către inimă. Această inovație a eliminat necesitatea bateriilor tradiționale sau a antenelor de recepție, contribuind la miniaturizarea extraordinară a dispozitivului.
Versatilitate și aplicații viitoare
În ciuda dimensiunilor sale mici, acest stimulator cardiac oferă o stimulare egală cu cea a unui stimulator cardiac tradițional, demonstrând că în acest caz dimensiunea mică nu este în contradicție cu eficiența.
Miniaturizarea extremă permite, de asemenea, distribuirea mai multor dispozitive în diferite zone ale inimii, controlându-le independent prin diferite culori de lumină pentru a obține o sincronizare mai sofisticată decât cea a dispozitivelor tradiționale.
Această tehnologie de pionierat deschide o gamă largă de posibilități pentru medicina bioelectronică, care depășesc cu mult domeniul cardiac, inclusiv aplicații care contribuie la vindecarea nervilor și oaselor, la tratarea rănilor complexe și la blocarea durerii cronice cu stimuli electrici specifici, controlați.
Studiul, publicat în prestigioasa jurnală științifică Nature, demonstrează eficacitatea dispozitivului şi pentru o serie de animale mari și mici, precum și pentru inimile umane care provin de la donatori de organe, ceea ce este de bun augur pentru aplicarea sa clinică. Această inovație reprezintă un salt calitativ în tratamentul bolilor de inimă, în special pentru cei mai mici și mai vulnerabili pacienți.
Sursa: EURONEWS / Rador Radio România / Traducerea: Cătălina Păunel
