يمكن لجهاز تنظيم ضربات القلب الذي يعمل بالضوء أن يقدم علاجًا موجهًا وغير مؤلم

كشف باحثون في الولايات المتحدة عن غرسة تعمل بالطاقة اللاسلكية يمكنها اكتشاف ضربات القلب غير المنتظمة وتصحيحها دون ألم. بقيادة فيليب جوتروف في جامعة أريزونا ، اعتمد الفريق تصميمهم على شبكة مرنة تحيط بالقلب وتراقبها. تُستخدم الإشارات الضوئية التي يتم إنشاؤها بواسطة جهاز كمبيوتر على متن الطائرة لاستهداف خلايا العضلات في القلب بشكل أكثر دقة من أجهزة تنظيم ضربات القلب الحالية. يمكن أن يؤدي هذا النهج إلى أجهزة مريحة أكثر بكثير للملايين الذين يعانون من أمراض القلب.

عدم انتظام ضربات القلب هو عدم انتظام ضربات القلب ، ويمكن أن يكون سببه مجموعة واسعة من الأمراض. بالنسبة للعديد من الأشخاص ، يمكن علاج عدم انتظام ضربات القلب عن طريق زرع منظم ضربات القلب / مزيل الرجفان الذي يعمل بالبطارية ، والذي يراقب نبضات القلب عن طريق اكتشاف الإشارات الكهربائية التي ينتجها. عند ظهور علامات عدم انتظام ضربات القلب ، يقوم الجهاز بتمرير صدمة كهربائية بين زوج من الخيوط المتصلة مباشرة بالقلب. هذا يحفز خلايا عضلات القلب ، مما يؤدي إلى استعادة نبضات القلب المنتظمة.

لقد أنقذت أجهزة تنظيم ضربات القلب ملايين الأرواح على مستوى العالم ولكنها أجهزة شديدة التوغل. الأجهزة ليست ضخمة وغير مرنة فحسب ؛ كما أن الصدمات التي يطلقونها تحفز مستقبلات الألم في القلب.

الجزيئات الحيوية الحساسة للضوء

لتحسين هذا التصميم ، استكشف فريق Gutruf نهجًا يعتمد على التحفيز البصري الوراثي. يتضمن ذلك تحفيز الجزيئات الحيوية الحساسة للضوء الموجودة في أنواع معينة من الخلايا: في هذه الحالة ، خلايا عضلية تسمى خلايا عضلة القلب. هذه الخلايا مسؤولة عن تحفيز الانقباض المنتظم للقلب ، وهي تحتوي بشكل حاسم على بروتين معين حساس للضوء غير موجود في مستقبلات الألم.

مدعومًا لاسلكيًا بهوائي خارجي ، يتميز تصميم الفريق بشبكة رفيعة ومرنة تحيط بالقلب. تراقب الشبكة الإشارات الكهربائية للأعضاء ، والتي يتم تحليلها بواسطة كمبيوتر داخلي يستخدم خوارزميات متخصصة.

إذا اكتشف الكمبيوتر عدم انتظام ضربات القلب ، يوجه الشبكة لإرسال إشارات ضوئية تتسبب في تقلص خلايا عضلة القلب الحساسة للضوء في أنماط منتظمة. نظرًا لأن هذا الضوء لا يتداخل مع الإشارات الكهربائية التي تكتشفها الشبكة ، يمكن للجهاز الاستمرار في مراقبة القلب ، حتى أثناء توصيل الإشارات الضوئية المنقذة للحياة.

النهج المستهدف

ووفقًا للباحثين ، فإن تصميمهم يوفر العديد من المزايا مقارنة بأجهزة تنظيم ضربات القلب التقليدية. يلغي نظام الطاقة اللاسلكي الخاص بها الحاجة إلى استبدال البطاريات المزروعة ، والتي يتم إجراؤها حاليًا كل خمس إلى سبع سنوات. علاوة على ذلك ، يمكن برمجة الخوارزميات لاستهداف أنواع معينة من عدم انتظام ضربات القلب - يتطلب الكثير منها علاجات أكثر تعقيدًا مما يمكن أن تقدمه أجهزة تنظيم ضربات القلب الحالية.

يمكن أن يتسبب الرجفان الأذيني ، على سبيل المثال ، في أن تبدأ الحجرات العلوية والسفلية للقلب في الضرب بشكل غير متزامن. إذا أمكن تدريب خوارزمية على التعرف على هذا ، يمكن للكمبيوتر أن يصمم الإشارات الضوئية التي ترسلها الشبكة ، مما يجعل العلاج أكثر فعالية وراحة.

بعد اختبار أجهزتهم على قلوب الفئران ، أصبح جوتروف وزملاؤه واثقين الآن من أن نهجهم قد يؤدي قريبًا إلى جيل جديد من أجهزة تنظيم ضربات القلب الأكثر ذكاءً والأقل تدخلاً. إذا تم تحقيق ذلك ، فقد يؤدي ذلك في النهاية إلى تحسين نوعية حياة ملايين الأشخاص الذين يعانون حاليًا من عدم انتظام ضربات القلب.

تم وصف البحث في علم السلف.