Studimi tregon për herë të parë një stimulues inovativ të zemrës me vetë-fuqizim, i testuar me sukses te derrat
Vizioni i zemër maintains a pace through its internal stimulues kardiak called sinoatrial node (SA node), also called sinus node located in the upper right chamber. This internal pacemaker releases electrical charge 60-100 times in a minute and this energy carries out contractions in heart muscles which allow our heart to pump blood throughout our body. As we age or get an illness, this internal stimulues kardiak is unable to keep the heart beating properly. Irregular heartbeat is also caused by a condition called arrythmia which slows down one’s heart’s normal rate. To substitute for this loss, a traditional heart stimulues kardiak – a battery-operated electronic device – can be surgically implanted inside a patient to regularize heartbeat and keep the heart beating steadily.
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 researchers from National Key Laboratory for Science and Technology, Shanghai, China set out to design a novel small stimulues kardiak device which can be powered from energy of one’s own heartbeat and they successfully tested this device in pigs. The new device can be tucked under the heart rather than near the collar bone as with conventional pacemakers. The pacemaker is based on an ideal symbiotic relationship between one’s heart and the device.
The design of this new pacemaker was initiated by first making a small flexible plastic frame. This frame was bonded with piezoelectric layers which upon being bent generate energy. This part, called energy ‘harvester’ was placed on a chip. The device was implanted in pigs and it was observed that the animals’ own heartbeat could alter (bend) the shape of the frame thereby generating enough energy (power) equivalent to a battery-powered stimulues kardiak. The device’s flexible plastic frame allows it to capture more energy from the heart compared to traditional pacemakers which have hard cases.
Since humans have a physiology very similar to pigs, this stimulues kardiak could work well in humans too. Researchers point out some technical issues which will need to be addressed, example the device comprises of three separate technologies –energy harvester, stimulues kardiak chip and wires – which need to be integrated into one device. Further testing in animals and then in humans can confirm the device’s long-term stability. Such a device if successful will require invasive surgery only once reducing patient’s risk of complications. One major limitation of this new device could be that doctors may not be able to remotely monitor patients as in the case of battery-operated pacemakers.
***
{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
