Inżynierowie z Northwestern University w Chicago opracowali biodegradowalny rozrusznik serca tak mały, iż można go wstrzyknąć igłą do mięśnia sercowego noworodków. Konstrukcja rozrusznika, przeznaczonego do tymczasowego użytku, będącego w fazie eksperymentalnej, opiera się w dużej mierze na technikach przemysłu półprzewodnikowego.
Nowa technologia jest bezprzewodowo połączona z małym, nadającym się do noszenia na klatce piersiowej plasterkiem. Gdy wykryje on nieregularne bicie serca, przesyła sygnał dzięki impulsów światła podczerwonego, które przenikają przez skórę. Światło miga w tempie odpowiadającym pożądanemu rytmowi, korygując w ten sposób tempo serca.
– Elektrody rozrusznika nie tylko stanowią interfejs elektryczny do serca, ale także — za pośrednictwem naturalnie występujących biopłynów — tworzą ogniwo galwaniczne, które działa jak bateria zasilająca urządzenie — powiedział dr John Rogers, profesor nauk materiałowych i inżynierii, inżynierii biomedycznej i chirurgii neurologicznej na Uniwersytecie Northwestern, który kierował pracami nad opracowaniem rozrusznika.
Oprócz niewielkich rozmiarów rozrusznik serca wykonany jest z wchłanialnych biomateriałów.
– Można stosować polimery i biomateriały, które są dobrze znane w przypadku szwów wchłanialnych. Metale — magnez i molibden — są również bioresorbowalne. Są to niezbędne elementy zdrowej diety. Materiałem półprzewodnikowym fototranzystora jest ultracienki krzem, który jest również niezbędny do naturalnych procesów zachodzących w organizmie— przekazał Rogers.
– Bioabsorbowalna natura projektu jest cechą wyróżniającą. Umożliwia wielokrotne rozmieszczenie w różnych fazach opieki nad pacjentem i minimalną ilość pozostałego sprzętu, co zmniejsza ryzyko infekcji i innych powikłań — powiedział dr Nazem Akoum, kierownik elektrofizjologii serca i profesor medycyny klinicznej na University of Washington School of Medicine w Seattle.
Według artykułu Northwestern University opublikowanego w czasopiśmie „Nature”, motywacją do stworzenia czegoś tak małego, nietrwałego i ratującego życie była chęć pomocy w operacjach serca u dzieci. Około 40 tys. niemowląt urodzonych w Stanach Zjednoczonych każdego roku przychodzi na świat z wadą serca. Wiele z tych, które przechodzą operację w celu skorygowania problemu, wymaga tymczasowego rozrusznika na mniej więcej tydzień.
Tymczasowe rozruszniki serca mogą być również wskazane u dorosłych, którzy przeszli operację serca — albo w celu utrzymania rytmu serca podczas rekonwalescencji, albo jako rozwiązanie tymczasowe do czasu wszczepienia stałego urządzenia. Brak fizycznych przewodów w nowym urządzeniu pozwala uniknąć niedogodności konwencjonalnych tymczasowych rozruszników serca, których przewody przebijają skórę.
– Praca naukowców z Northwestern jest przełomowa. Może zastąpić konwencjonalne podejście, które wykorzystuje elektrody przewodowe przyszywane przez chirurga do mięśnia sercowego i podłączone do zewnętrznego źródła zasilania – powiedział Akoum.
Mimo udanych ocen opartych na testach na modelach zwierzęcych i sercach od dawców organów – według szacunków Rogersa – zatwierdzenie dla ludzi nastąpi za około 5 lat. Naukowiec stwierdził, iż nauczenie chirurgów, jak wszczepiać te maleńkie urządzenia, będzie stosunkowo łatwe.
