Studimi tregon për herë të parë një stimulues inovativ të zemrës me vetë-fuqizim, i testuar me sukses te derrat
Vizioni i zemër ruan një ritëm përmes të brendshëm të tij stimulues kardiak i quajtur nyja sinoatriale (nyja SA), e quajtur edhe nyja sinusale e vendosur në dhomën e sipërme të djathtë. Ky stimulues i brendshëm kardiak lëshon ngarkesë elektrike 60-100 herë në minutë dhe kjo energji kryen kontraktime në muskujt e zemrës, të cilat lejojnë zemrën tonë të pompojë gjakun në të gjithë trupin tonë. Ndërsa plakemi ose marrim një sëmundje, kjo e brendshme stimulues kardiak nuk është në gjendje të mbajë zemrën të rrahë siç duhet. Rrahjet e parregullta të zemrës shkaktohen gjithashtu nga një gjendje e quajtur aritmi e cila ngadalëson ritmin normal të zemrës. Për të zëvendësuar këtë humbje, një zemër tradicionale stimulues kardiak – një pajisje elektronike që funksionon me bateri – mund të implantohet në mënyrë kirurgjikale brenda një pacienti për të rregulluar rrahjet e zemrës dhe për të mbajtur zemrën të rrahë në mënyrë të qëndrueshme.
Një stimulues i zemrës tradicionale
Pajisja përbëhet nga një gjenerator pulsi me bateri, i cili implantohet nën lëkurë pranë kockës së jakës. Gjithashtu ka tela të izoluar të cilët e lidhin pajisjen me zemrën. Qarku elektronik gjeneron sinjale elektrike të cilat dërgohen në zemër nëpërmjet elektrodave. Pacemaker është një pajisje që shpëton jetën; sidoqoftë, një kufizim i rëndësishëm i stimuluesit aktual të stimulit kardiak është se ata duhet të zëvendësohen në çdo kohë ndërmjet 5 deri në 12 vjet nga fillimi kur vendosen për shkak të jetëgjatësisë së kufizuar të baterisë. Implantimi mund të bëhet vetëm nëpërmjet një operacioni invaziv duke përdorur anestezi lokale, e cila në vetvete është sfiduese pasi kaviteti i kraharorit të pacientit duhet të hapet. Kirurgjia jo vetëm që është e shtrenjtë, por gjithashtu rrit rrezikun e ndërlikimeve, infeksioneve apo edhe gjakderdhjes tek pacienti. Është projektuar një lloj tjetër stimuluesi kardiak i vogël, i cili mund të implantohet nëpërmjet një kateteri duke shmangur operacionin, por ai është ende në testim.
Studiuesit janë fokusuar në ndërtimin stimuluesit kardiak të cilat në mënyrë alternative mund të përdorin energjinë natyrore nga rrahjet e zemrës së një personi në vend të baterisë. Teorikisht, një stimulues kardiak i tillë nuk do të kishte nevojë të zëvendësohej pasi të vendoset brenda një pacienti. Pacemakers me energji plutoniumi janë prodhuar shumë dekada më parë. Dizajni eksperimental i stimuluesve të rinj kardiak është përballur me disa kufizime deri më tani - si struktura e ngurtë e dizajnit që kufizon fuqinë e tij dhe ndërlikimet me miniaturizimin.
Një stimulues inovativ pa bateri me një dizajn unik
Në një studim të ri të botuar në ACS Nano Hulumtuesit nga Laboratori Kombëtar i Çelës për Shkencën dhe Teknologjinë, Shangai, Kinë u nisën për të hartuar një roman të vogël stimulues kardiak pajisje e cila mund të ushqehet nga energjia e rrahjeve të zemrës dhe ata e testuan me sukses këtë pajisje te derrat. Pajisja e re mund të futet nën zemër dhe jo pranë kockës së jakës, si me stimuluesit e ritmit konvencional. Pacemaker bazohet në një marrëdhënie ideale simbiotike midis zemrës dhe pajisjes.
Dizajni i këtij stimuluesi kardiak të ri u nis duke bërë fillimisht një kornizë të vogël plastike fleksibël. Kjo kornizë ishte e lidhur me shtresa piezoelektrike të cilat pas përkuljes gjenerojnë energji. Kjo pjesë, e quajtur 'korrëse' e energjisë, u vendos në një çip. Pajisja u implantua te derrat dhe u vu re se rrahjet e zemrës së kafshëve mund të ndryshonin (përkulnin) formën e kornizës, duke gjeneruar kështu energji (fuqi) të mjaftueshme ekuivalente me një bateri me energji elektrike. stimulues kardiak. Korniza fleksibël plastike e pajisjes e lejon atë të marrë më shumë energji nga zemra në krahasim me stimuluesit e ritmit tradicional që kanë kasë të vështirë.
Meqenëse njerëzit kanë një fiziologji shumë të ngjashme me derrat, kjo stimulues kardiak mund të funksionojë mirë edhe te njerëzit. Studiuesit vënë në dukje disa çështje teknike që do të duhet të adresohen, për shembull, pajisja përbëhet nga tre teknologji të veçanta - korrës i energjisë, stimulues kardiak çip dhe tela - të cilat duhet të integrohen në një pajisje. Testimet e mëtejshme te kafshët dhe më pas te njerëzit mund të konfirmojnë qëndrueshmërinë afatgjatë të pajisjes. Një pajisje e tillë nëse është e suksesshme do të kërkojë kirurgji invazive vetëm një herë duke ulur rrezikun e komplikimeve të pacientit. Një kufizim i madh i kësaj pajisjeje të re mund të jetë se mjekët mund të mos jenë në gjendje të monitorojnë nga distanca pacientët, si në rastin e stimuluesve kardiak me bateri.
***
{Mund të lexoni punimin origjinal kërkimor duke klikuar lidhjen DOI të dhënë më poshtë në listën e burimeve të cituara}
Burimi (s)
Ning L et al. 2019. Fuqia direkte e një stimuluesi kardiak të vërtetë me energji natyrore të një rrahje zemre. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567
