不規則な心拍を検出し、痛みを伴わずに修正できるワイヤレス駆動のインプラントが、米国の研究者によって発表されました。 によって導かれて フィリップ・グトルフ アリゾナ大学のチームは、心臓を取り囲み監視する柔軟なメッシュに基づいて設計を行いました。 搭載されたコンピューターによって生成された光信号は、既存のペースメーカーよりも正確に心臓の筋肉細胞を標的にするために使用されます。 このアプローチは、心臓病に苦しむ何百万人もの人々にとってはるかに快適なデバイスにつながる可能性があります.
不整脈は心臓の異常な鼓動であり、さまざまな病気によって引き起こされる可能性があります。 多くの人にとって、不整脈は、バッテリー駆動のペースメーカー/除細動器を埋め込むことで治療できます。ペースメーカー/除細動器は、心拍が生成する電気信号を検出することで心拍を監視します。 不整脈の兆候が現れると、デバイスは心臓に直接接続された一対のリード線の間に電気ショックを与えます。 これにより、心臓の筋肉細胞が刺激され、規則的な心拍の回復につながります。
ペースメーカーは世界中で何百万人もの命を救ってきましたが、侵襲性の高いデバイスです。 デバイスがかさばって柔軟性がないだけではありません。 それらが提供するショックは、心臓の痛み受容体も刺激します。
光感受性生体分子
この設計を改善するために、Gutruf のチームは光遺伝学的刺激に基づくアプローチを検討しました。 これには、特定の種類の細胞に見られる光に敏感な生体分子を刺激することが含まれます。この場合、心筋細胞と呼ばれる筋肉細胞です。 これらの細胞は、心臓の定期的な収縮を引き起こす役割を担っており、重要なことに、痛みの受容体には見られない特定の光感受性タンパク質を含んでいます。
チームのデザインは、外部アンテナによってワイヤレスで駆動され、心臓を包み込む薄くて柔軟なメッシュが特徴です。 メッシュは臓器の電気信号を監視し、専用のアルゴリズムを使用する搭載コンピューターによって分析されます。
コンピューターが不整脈を検出すると、光に敏感な心筋細胞を規則的なパターンで収縮させる光信号を送信するようにメッシュに指示します。 この光はメッシュによって検出された電気信号に干渉しないため、生命を救う光信号が配信されている間でも、デバイスは心臓を監視し続けることができます。
ターゲットを絞ったアプローチ
研究者によると、その設計には従来のペースメーカーに比べていくつかの利点があります。 そのワイヤレス パワー システムにより、現在 XNUMX ～ XNUMX 年ごとに行われている埋め込み型バッテリーの交換が不要になります。 さらに、特定のタイプの不整脈を対象とするようにアルゴリズムをプログラムすることもできます。その多くは、既存のペースメーカーが提供できるよりも複雑な治療を必要とします。
一時的なペースメーカーは心臓のリズムを調節し、その後完全に消失します
たとえば、心房細動は、心臓の上部と下部の心室の拍動が同期しなくなる可能性があります。 これを認識するようにアルゴリズムを訓練できれば、コンピューターはメッシュから送信される光信号を調整して、治療をより効果的かつ快適なものにすることができます。
マウスの心臓でデバイスをテストした後、Gutruf と同僚は、彼らのアプローチがすぐに、よりスマートで侵襲性の低い新世代のペースメーカーにつながる可能性があると確信しています。 これが達成されれば、現在不整脈に苦しんでいる何百万人もの人々の生活の質が最終的に改善される可能性があります。
研究はで説明されています 科学の進歩.
