Gli scienziati hanno fabbricato e testato con successo un dispositivo cardiaco di tipo patch ultrasottile in grado di monitorare il battito cardiaco e applicare stimoli se necessario.
Attualmente, queste funzioni sono svolte da dispositivi ingombranti e invadenti come i pacemaker. Sebbene queste siano state macchine miracolose per molti decenni, l'intervento chirurgico necessario per impiantare i pacemaker è complicato e può essere rischioso. Il nuovo dispositivo, invece, ha un adesivo unico che gli permette di attaccarsi direttamente a un organo bagnato come il cuore.
I ricercatori, da Università Yonsei in Corea, credono che la piattaforma che hanno sviluppato possa un giorno sostituire i pacemaker e quindi evitare inutili rischi chirurgici. Il team ha finora testato il dispositivo solo su un modello di coniglio vivo e un cuore artificiale, ma i risultati positivi suggeriscono che si tratta di una nuova tecnologia promettente che richiede ulteriori indagini.
Può sostituire un pacemaker?
Un problema cardiaco chiave che i ricercatori hanno affrontato con la loro ricerca è l'aritmia cardiaca o un battito cardiaco irregolare. Il cuore può battere troppo velocemente, troppo lentamente o in modo irregolare. Indipendentemente da ciò, la causa dell'aritmia cardiaca è la funzione impropria degli impulsi elettrici che dovrebbero coordinare i battiti cardiaci. A volte le aritmie cardiache sono impercettibili o semplicemente un fastidio minore, ma in determinate situazioni possono essere pericolose per la vita. Se il problema diventa abbastanza grave, l'impianto chirurgico di un pacemaker potrebbe essere l'unica opzione rimasta.
La ricerca condotta qui può offrire ai pazienti un'opzione meno invasiva, che darebbe a più persone la possibilità di monitorare e arrestare le aritmie cardiache. Il nuovo dispositivo è una minuscola piattaforma costituita da un array a matrice attiva di transistor sensibili alla pressione in grado di rilevare i battiti cardiaci, insieme a elettrodi a bassa impedenza per stimolare il cuore e arrestare le aritmie. Nei test sui conigli, il dispositivo è stato in grado di rilevare le aritmie cardiache e applicare un trattamento elettrico adeguato per correggere i ritmi cardiaci anomali.
Uno degli aspetti più promettenti di questa nuova piattaforma è quanto sia sottile. Il foglio dei sensori ha uno spessore totale di 38 μm. Per riferimento, un pacemaker standard è circa il dimensioni di una scatola di fiammiferi e i capelli umani sono generalmente tra Spessore da 17 a 181 μm. Chiaramente, la piattaforma esaminata qui è di molti ordini di grandezza più piccola delle nostre attuali migliori soluzioni per il monitoraggio e la stimolazione cardiaca.
Oltre alle minuscole dimensioni del dispositivo, i ricercatori hanno anche sviluppato un metodo insolito per attaccarlo al cuore stesso. Attualmente, i pacemaker hanno un generatore che si collega a un filo che attraversa un vaso sanguigno nel cuore. La nuova piattaforma funziona più come un pezzo di nastro adesivo attaccato all'epicardio del cuore.
Il motivo per cui questa è una rivelazione così incredibile è lo stesso motivo che può causare frustrazione quando si cerca di fissare qualcosa su una superficie bagnata. Proprio come mettere un pezzo di nastro adesivo su un contenitore per alimenti con condensa, far aderire un dispositivo cardiaco tipo cerotto a un cuore per un lungo periodo di tempo è stata una sfida. Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno guardato alla natura. In particolare, hanno trovato un adesivo idrogel a base di alginato che imita le proprietà adesive delle cozze negli ambienti sottomarini. Questo adesivo non solo aderisce all'epicardio umido, ma non viene riassorbito dal corpo ed è biocompatibile e non tossico per l'uomo.
Qual è il prossimo passo?
Naturalmente, c'è ancora del lavoro da fare se questi tipi di dispositivi sostituiranno mai i pacemaker su larga scala. Per iniziare, i ricercatori si sono limitati a esibirsi in vivo test sui conigli e su un cuore artificiale. Sarà necessario ulteriore lavoro prima di poter iniziare a fidarsi di questa tecnologia con vite umane.
Il pacemaker temporaneo regola il ritmo cardiaco e poi scompare completamente
Inoltre, i ricercatori ritengono che l'aritmia cardiaca sia solo l'inizio. Si aspettano che questo metodo si espanda verso lo studio e il monitoraggio di altre malattie cardiache, come l'infarto miocardico, la cardiomiopatia ipertrofica, l'ipertrofia concentrica e la cardiomiopatia dilatativa.
Il team descrive il dispositivo cardiaco in Anticipi Scienza.
