To przełomowy, rozpuszczalny rozrusznik serca

Rozpuszczalny rozrusznik serca – przyszłość kardiochirurgii nadeszła

W ubiegłym roku naukowcy z Uniwersytetu Northwestern zaprezentowali pierwszy w historii rozpuszczalny rozrusznik serca. Teraz urządzenie zostało ulepszone i zyskało nowe funkcje.

Rozrusznik jest teraz połączony siecią elastycznych, nadających się do noszenia czujników i jednostek sterujących umieszczonych wokół górnej części ciała. Komunikują się one ze sobą, aby stale monitorować różne funkcje fizjologiczne organizmu, m.in. temperaturę ciała, saturację, napięcie mięśniowe czy aktywność elektryczną serca. Zebrane dane są przetwarzane przez specjalny algorytm, który ma natychmiastowo wykrywać nieprawidłową pracę serca. W przypadku wykrycia jakichkolwiek zaburzeń, zostaje podjęta decyzja o konieczności skorygowania rytmu. Wszystkie informacje są natychmiastowo przesyłane do smartfona lub tabletu, dzięki czemu lekarze mogą zdalnie monitorować kondycję pacjentów.

Implant opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Northwestern został szczegółowo opisany w czasopiśmie Science.

Rozpuszczalny rozrusznik – jak to w ogóle możliwe?

Nowy rozpuszczalny rozrusznik serca i sieć czujników mogą być stosowany u pacjentów, którzy potrzebują tymczasowej stymulacji po operacji serca lub oczekują na stały rozrusznik serca. Implant bezprzewodowo pobiera energię z węzła sieci – małego urządzenia bezprzewodowego, które delikatnie przylega do klatki piersiowej pacjenta. Technologia ta eliminuje konieczność stosowania zewnętrznego sprzętu, w tym przewodów (lub elektrod).

Czytaj też: Pierwszy pacjent na świecie otrzymał rewolucyjny implant wzroku. Oto nadzieja dla niewidomych

Aby system mógł komunikować się z pacjentem, konieczne było zastosowanie małego, nadającego się do noszenia urządzenia reagującego na dotyk, które można nosić w dowolnym miejscu na ciele. Gdy czujniki wykryją problem (np. niski poziom naładowania baterii, nieprawidłowe umieszczenie urządzenia lub nieprawidłowe działanie stymulatora), urządzenie haptyczne wibruje w określonych wzorach, które ostrzegają użytkownika i informują go o problemie.

Po raz pierwszy udało nam się połączyć miękką, nadającą się do noszenia elektronikę z przejściowymi platformami elektronicznymi. Takie podejście może zmienić sposób, w jaki pacjenci otrzymują opiekę, zapewniając multimodalną kontrolę w zamkniętej pętli nad podstawowymi procesami fizjologicznymi – poprzez bezprzewodową sieć czujników i stymulatorów działających w sposób inspirowany złożonymi, biologicznymi pętlami sprzężenia zwrotnego, które kontrolują zachowania w organizmach żywych.prof. John Rogers z Uniwersytetu Northwestern

Istniejące rozruszniki serca nie są wystarczająco inteligentne i nie zawsze dobrze reagują na potrzeby pacjentów. Wkrótce może się to zmienić. Nowo stworzony rozrusznik serca jest nie tylko bioresorbowalny, ale także sterowany za pomocą miękkiego, nadającego się do noszenia plastra, który pozwala mu reagować na zwykłe czynności życiowe bez konieczności stosowania wszczepialnych czujników.

W przypadku tymczasowej stymulacji serca system uwalnia pacjentów od aparatury monitorującej i stymulującej, która utrzymuje ich w warunkach szpitalnych. Zamiast tego pacjenci mogliby wracać do zdrowia w zaciszu własnego domu, zachowując spokój ducha, jaki daje im zdalne monitorowanie przez lekarzy. Pozwoliłoby to również obniżyć koszty opieki zdrowotnej i zwolnić łóżka szpitalne dla innych pacjentów.prof. John Rogers

Zespół prof. Rogersa od prawie dwóch dekad pracuje nad bezprzewodowymi urządzeniami do noszenia oraz bioresorbowalnymi technologiami elektronicznymi. Teraz inżynierowie połączyli swój bioresorbowalny, bezołowiowy rozrusznik serca z czterema różnymi urządzeniami współpracującymi ze skórą. Urządzenia montowane na skórze są miękkie, elastyczne i można je delikatnie odkleić po użyciu, co eliminuje konieczność interwencji chirurgicznej. Po pewnym czasie rozrusznik w naturalny sposób rozpuszcza się w organizmie.

Od czasu zaprezentowania rozrusznika w ubiegłym roku, system przeszedł wiele modyfikacji. Prawdopodobnie najważniejsza to możliwość stymulacji serca na żądanie, w zależności od tego, kiedy pacjent jej potrzebuje. Moduł kardiologiczny montowany na klatce piersiowej, zsynchronizowany z rozrusznikiem, rejestruje w czasie rzeczywistym elektrokardiogram w celu monitorowania aktywności serca. W badaniu naukowcy porównali tę bezprzewodową technologię ze złotym standardem elektrokardiogramu i stwierdzili, że jest ona równie dokładna i precyzyjna jak systemy klasy klinicznej.

Twórcy uważają, że ich ten byłby najbardziej korzystny dla najbardziej wrażliwych pacjentów. Każdego roku około 40 000 dzieci rodzi się z otworem w ścianie oddzielającej komory serca. Około 10 000 z tych wad stanowi zagrożenie dla życia i wymaga natychmiastowej operacji. Po operacji wszystkie dzieci otrzymują tymczasowy rozrusznik serca.

Dobra wiadomość jest taka, że jest to stan przejściowy. Po około 5-7 dniach serce odzyskuje zdolność do samodzielnej stymulacji i nie wymaga już rozrusznika. Z biegiem lat procedura usuwania stymulatora uległa znacznej poprawie, więc odsetek powikłań jest niewielki. Moglibyśmy jednak uwolnić te dzieci od przewodów łączących je z zewnętrznym generatorem i uchronić je przed koniecznością przeprowadzenia drugiego zabiegu.prof. Igor R. Efimov, jeden z twórców rozrusznika