불규칙한 심장 박동을 감지하고 고통 없이 교정할 수 있는 무선 전원 임플란트가 미국의 연구원들에 의해 공개되었습니다. 주도 필립 구트루프 애리조나 대학교에서 팀은 심장을 둘러싸고 모니터링하는 유연한 메쉬를 기반으로 설계했습니다. 온보드 컴퓨터에서 생성된 광 신호를 사용하여 기존 심박 조율기보다 더 정확하게 심장의 근육 세포를 타겟팅합니다. 이 접근법은 심장병으로 고통받는 수백만 명의 사람들에게 훨씬 더 편안한 장치로 이어질 수 있습니다.
부정맥은 심장이 비정상적으로 뛰는 것으로 다양한 질병에 의해 유발될 수 있습니다. 많은 사람들에게 부정맥은 생성되는 전기 신호를 감지하여 심장 박동을 모니터링하는 배터리 구동 심박 조율기/제세동기를 이식하여 치료할 수 있습니다. 부정맥의 징후가 나타나면 장치는 심장에 직접 연결된 한 쌍의 리드 사이에 전기 충격을 전달합니다. 이것은 심장의 근육 세포를 자극하여 규칙적인 심장 박동의 회복으로 이어집니다.
심박 조율기는 전 세계적으로 수백만 명의 생명을 구했지만 매우 침습적인 장치입니다. 장치가 부피가 크고 유연하지 않을 뿐만 아니라; 그들이 전달하는 충격은 또한 심장의 통증 수용체를 자극합니다.
빛에 민감한 생체 분자
이 디자인을 개선하기 위해 Gutruf 팀은 광유전적 자극에 기반한 접근법을 탐구했습니다. 여기에는 특정 유형의 세포에서 발견되는 빛에 민감한 생체 분자를 자극하는 것이 포함됩니다. 이 경우에는 심근 세포라는 근육 세포가 있습니다. 이 세포는 심장의 규칙적인 수축을 유발하는 역할을 하며 결정적으로 통증 수용체에서 발견되지 않는 특정 빛에 민감한 단백질을 포함합니다.
외부 안테나에 의해 무선으로 전력이 공급되는 이 팀의 디자인은 심장을 감싸는 얇고 유연한 메쉬가 특징입니다. 메쉬는 특수 알고리즘을 사용하는 온보드 컴퓨터에서 분석되는 장기의 전기 신호를 모니터링합니다.
컴퓨터가 부정맥을 감지하면 빛에 민감한 심근 세포가 규칙적인 패턴으로 수축하도록 하는 광학 신호를 보내도록 메시에 지시합니다. 이 빛은 메쉬에서 감지한 전기 신호를 방해하지 않기 때문에 생명을 구하는 광학 신호가 전달되는 동안에도 장치는 심장을 계속 모니터링할 수 있습니다.
표적 접근
연구원들에 따르면 그들의 디자인은 기존 심박 조율기에 비해 몇 가지 이점을 제공합니다. 무선 전력 시스템은 현재 XNUMX~XNUMX년마다 교체해야 하는 이식형 배터리를 교체할 필요가 없습니다. 또한 알고리즘은 특정 유형의 부정맥을 대상으로 프로그래밍할 수 있습니다. 그 중 다수는 기존 심박 조율기가 제공할 수 있는 것보다 더 복잡한 치료가 필요합니다.
임시 심박조율기는 심장 박동을 조절한 다음 완전히 사라집니다.
예를 들어, 심방 세동은 심장의 상부 및 하부 챔버가 동기화되지 않은 박동을 시작할 수 있습니다. 이를 인식하도록 알고리즘을 훈련할 수 있다면 컴퓨터는 메시에서 보내는 광학 신호를 맞춤화하여 치료를 훨씬 더 효과적이고 편안하게 만들 수 있습니다.
Gutruf와 동료들은 생쥐의 심장에서 장치를 테스트한 후 이제 그들의 접근 방식이 곧 더 스마트하고 덜 침습적인 심장 박동기의 새로운 세대로 이어질 수 있다고 확신합니다. 이것이 달성된다면 궁극적으로 현재 심장 부정맥으로 고통받는 수백만 명의 삶의 질을 향상시킬 수 있습니다.
연구는 다음에 설명되어 있습니다. 과학의 발전.
