ペースメーカーを人間の髪の毛の幅のデバイスに置き換える

プラトン再発行

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心臓パッチ: デバイスの回路図。感圧トランジスタのアレイとカプセル化層を備えた生体適合性ペーシング電極で構成されています。デバイスは、ハイドロゲル粘着パッチを使用して心外膜に取り付けられます。 (提供: JC Hwang ら Sci。アドバンテージ 10.1126/sciadv.abq08/CC BY-NC)

科学者は、心拍を監視し、必要に応じて刺激を加えることができる超薄型パッチ型心臓デバイスを製造し、テストに成功しました。

現在、これらの機能は、ペースメーカーなどの大型で侵入型のデバイスによって実行されています。これらは何十年もの間、奇跡の機械でしたが、ペースメーカーを植え込むために必要な手術は複雑で、リスクが伴う可能性があります。一方、新しいデバイスは、心臓などの濡れた臓器に直接貼り付けることができる独自の接着剤を備えています。

研究者たちは、延世大学校韓国では、彼らが開発したプラットフォームがいつかペースメーカーに取って代わり、不必要な外科的リスクを回避できると信じています。チームはこれまでのところ、生きたウサギのモデルと人工心臓でデバイスをテストしただけですが、成功した結果は、これがさらなる調査に耐える有望な新しい技術であることを示唆しています.

これはペースメーカーに取って代わることができますか?

研究者が研究で対処した重要な心臓の問題は、心臓の不整脈、または不規則な心拍です。心臓の鼓動は速すぎたり、遅すぎたり、不規則になったりすることがあります。とにかく、不整脈の原因は、心拍を調整するはずの電気インパルスの不適切な機能です。心臓の不整脈は、気付かないか、または単なる不快感である場合もありますが、特定の状況では、生命を脅かす可能性があります。問題が深刻になると、ペースメーカーの外科的移植が唯一の選択肢になるかもしれません。

ここで行われた研究は、より侵襲性の低い選択肢を患者に提供する可能性があり、これにより、より多くの人々が心不整脈を監視して停止する選択肢を得ることができます. 新しいデバイスは、心拍を検出できる感圧トランジスタのアクティブマトリックスアレイと、心臓を刺激して不整脈を止める低インピーダンス電極で構成される小さなプラットフォームです。ウサギでのテストでは、デバイスは心臓の不整脈を検出し、適切な電気治療を適用して異常な心臓のリズムを修正することができました。

この新しいプラットフォームの有望な側面の 38 つは、その薄さです。センサーのシートの総厚は XNUMX μm です。参考までに、標準的なペースメーカーは約マッチ箱の大きさ人間の髪の毛は一般的に厚さ17～181μm. 明らかに、ここで調査したプラットフォームは、心臓の監視と刺激に対する現在の最良のソリューションよりも桁違いに小さいものです。

デバイスのサイズが小さいことに加えて、研究者はそれを心臓自体に取り付けるための珍しい方法も開発しました。現在、ペースメーカーには、心臓の血管を通るワイヤーに取り付ける発電機があります。新しいプラットフォームは、心臓の心外膜に貼られたテープのように機能します。

これが信じられないほどの発見である理由は、濡れた表面に何かをテープで貼り付けようとするときにフラストレーションを引き起こす可能性があるのと同じ理由です. 結露した食品容器にラベルテープを貼り付けるのと同じように、パッチタイプの心臓デバイスを長期間心臓に貼り付けるのは困難でした。この問題を解決するために、研究者たちは自然に目を向けました。具体的には、水中環境でムール貝の接着特性を模倣するアルギン酸ベースのヒドロゲル接着剤を発見しました。この接着剤は湿った心外膜にくっつくだけでなく、体に再吸収されず、生体適合性があり、人体に無害です。