Սրտի սրտի ռիթմավար առանց մարտկոցի, որն աշխատում է բնական սրտի բաբախյունով

Ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ առաջին անգամ նորարարական ինքնակառավարվող սրտի ռիթմավարը հաջողությամբ փորձարկվել է խոզերի վրա

մեր սիրտ պահպանում է տեմպը իր ներքին միջոցով սրտանոթ կոչվում է sinoatrial հանգույց (SA հանգույց), որը նաև կոչվում է sinus հանգույց, որը գտնվում է վերին աջ պալատում: Այս ներքին ռիթմավարը մեկ րոպեում 60-100 անգամ էլեկտրական լիցք է արձակում, և այդ էներգիան իրականացնում է սրտի մկանների կծկումներ, որոնք թույլ են տալիս մեր սրտին արյուն մղել ամբողջ մարմնով: Քանի որ մենք ծերանում ենք կամ ստանում ենք հիվանդություն, սա ներքին սրտանոթ չի կարողանում նորմալ պահել սրտի բաբախյունը. Սրտի անկանոն բաբախյունը պայմանավորված է նաև առիթմիա կոչվող վիճակով, որը դանդաղեցնում է սրտի նորմալ հաճախականությունը: Այս կորուստը փոխարինելու համար ավանդական սիրտը սրտանոթ – մարտկոցով աշխատող էլեկտրոնային սարք – կարող է վիրահատական ​​ճանապարհով տեղադրվել հիվանդի ներսում՝ սրտի բաբախյունը կարգավորելու և սրտի բաբախյունը կայուն պահելու համար:

Ավանդական սրտի ռիթմավար

Սարքը բաղկացած է մարտկոցով աշխատող զարկերակային գեներատորից, որը տեղադրվում է մաշկի տակ՝ օձիքի ոսկորի մոտ: Այն ունի նաև մեկուսացված լարեր, որոնք սարքը միացնում են սրտին։ Էլեկտրոնային միացումն առաջացնում է էլեկտրական ազդանշաններ, որոնք էլեկտրոդների միջոցով առաքվում են դեպի սիրտ: Սրտի ռիթմավարը կյանք փրկող սարք է. Այնուամենայնիվ, ներկայիս սրտի ռիթմավարի զգալի սահմանափակումներից մեկն այն է, որ դրանք պետք է փոխարինվեն ցանկացած ժամանակ, երբ դրանք տեղադրվեն առաջին անգամ 5-ից 12 տարվա ընթացքում, քանի որ մարտկոցի կյանքը սահմանափակ է: Իմպլանտացիան կարող է կատարվել միայն ինվազիվ վիրահատության միջոցով՝ օգտագործելով տեղային անզգայացում, որն ինքնին դժվար է, քանի որ հիվանդի կրծքավանդակի խոռոչը պետք է բացվի: Վիրահատությունը ոչ միայն թանկ է, այլև մեծացնում է հիվանդի մոտ բարդությունների, վարակների կամ նույնիսկ արյունահոսության վտանգը: Նախագծվել է մեկ այլ տեսակի փոքրիկ սրտի ռիթմավար, որը կարող է տեղադրվել կաթետերի միջոցով՝ խուսափելով վիրահատությունից, սակայն այն դեռ փորձարկման է ենթարկվում:

Հետազոտողները կենտրոնացել են շինարարության վրա սրտի ռիթմավարներ որը կարող է որպես այլընտրանք օգտագործել բնական էներգիան մարդու սեփական սրտի բաբախյունից՝ մարտկոցի փոխարեն: Տեսականորեն, նման սրտի ռիթմավարը փոխարինման կարիք չի ունենա, երբ այն տեղադրվի հիվանդի ներսում: Պլուտոնիումով աշխատող ռիթմավարները արտադրվել են տասնամյակներ առաջ: Նոր սրտի ռիթմավարների փորձարարական նախագծումը մինչ այժմ բախվել է մի քանի սահմանափակումների, օրինակ՝ կոշտ դիզայնի կառուցվածքը, որը սահմանափակում է դրա հզորությունը և մանրանկարչության հետ կապված բարդությունները:

Նորարար առանց մարտկոցի ռիթմավար՝ յուրահատուկ դիզայնով

Նոր ուսումնասիրության մեջ, որը հրապարակվել է XNUMX թ ACS Nano- ն Գիտության և տեխնոլոգիաների ազգային առանցքային լաբորատորիայի գիտնականները, Չինաստան, Շանհայ, ձեռնամուխ եղան փոքրիկ վեպի նախագծմանը սրտանոթ սարք, որը կարող է սնուցվել սեփական սրտի զարկերի էներգիայից, և նրանք հաջողությամբ փորձարկել են այս սարքը խոզերի վրա: Նոր սարքը կարելի է խցկել սրտի տակ, այլ ոչ թե օձիքի ոսկորի մոտ, ինչպես սովորական սրտի ռիթմավարների դեպքում: Սրտի ռիթմավարը հիմնված է մարդու սրտի և սարքի միջև իդեալական սիմբիոտիկ հարաբերությունների վրա:

Այս նոր սրտի ռիթմավարի դիզայնը սկզբնավորվել է՝ նախ պատրաստելով փոքրիկ ճկուն պլաստիկ շրջանակ: Այս շրջանակը կապված էր պիեզոէլեկտրական շերտերի հետ, որոնք թեքվելուց հետո էներգիա են արտադրում: Այս մասը, որը կոչվում է էներգիայի «բերքահավաք», տեղադրվել է չիպի վրա: Սարքը տեղադրվել է խոզերի մեջ, և նկատվել է, որ կենդանիների սեփական սրտի բաբախյունը կարող է փոխել (ճկվել) շրջանակի ձևը՝ այդպիսով արտադրելով բավականաչափ էներգիա (էներգիա), որը համարժեք է մարտկոցով աշխատող էներգիային։ սրտանոթ. Սարքի ճկուն պլաստիկ շրջանակը թույլ է տալիս նրան ավելի շատ էներգիա վերցնել սրտից՝ համեմատած ավանդական սրտի ռիթմավարների հետ, որոնք կոշտ պատյաններ ունեն:

Քանի որ մարդիկ ունեն ֆիզիոլոգիա, որը շատ նման է խոզերին, սա սրտանոթ կարող է լավ աշխատել նաև մարդկանց վրա: Հետազոտողները մատնանշում են որոշ տեխնիկական խնդիրներ, որոնք պետք է լուծվեն, օրինակ՝ սարքը բաղկացած է երեք առանձին տեխնոլոգիաներից՝ էներգիա հավաքող, սրտանոթ չիպ և լարեր, որոնք պետք է ինտեգրվեն մեկ սարքի մեջ: Հետագա փորձարկումները կենդանիների, այնուհետև մարդկանց վրա կարող են հաստատել սարքի երկարաժամկետ կայունությունը: Նման սարքը հաջողության դեպքում կպահանջի ինվազիվ վիրահատություն միայն մեկ անգամ՝ նվազեցնելով հիվանդի մոտ բարդությունների ռիսկը: Այս նոր սարքի հիմնական սահմանափակումներից մեկը կարող է լինել այն, որ բժիշկները կարող են չկարողանալ հեռակա կարգով վերահսկել հիվանդներին, ինչպես մարտկոցով աշխատող սրտի ռիթմավարների դեպքում:

***

{Դուք կարող եք կարդալ հետազոտական ​​հոդվածի բնօրինակը` սեղմելով ներքևում նշված DOI հղումը` մեջբերված աղբյուրների ցանկում:}

Աղբյուրը (ներ)

Նինգ Լ և այլք: 2019. Սրտի իսկական սրտի ռիթմավարի անմիջական սնուցում սրտի զարկերի բնական էներգիայով: ACS Nano- ն. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567