Oamenii de știință au fabricat și testat cu succes un dispozitiv cardiac ultrasubțire de tip plasture care poate monitoriza bătăile inimii și poate aplica stimulări după cum este necesar.
În prezent, aceste funcții sunt îndeplinite de dispozitive voluminoase și intruzive, cum ar fi stimulatoarele cardiace. Deși acestea au fost aparate miraculoase timp de multe decenii, operația necesară pentru implantarea stimulatoarelor cardiace este complicată și poate fi riscantă. Noul dispozitiv, pe de altă parte, are un adeziv unic care îi permite să se lipească direct de un organ umed, cum ar fi inima.
Cercetătorii, din Universitatea Yonsei în Coreea, cred că platforma pe care au dezvoltat-o ar putea într-o zi să înlocuiască stimulatoarele cardiace și, prin urmare, să evite riscurile chirurgicale inutile. Echipa a testat până acum dispozitivul doar pe un model de iepure viu și pe o inimă artificială, dar rezultatele de succes sugerează că aceasta este o nouă tehnologie promițătoare care necesită investigații suplimentare.
Acesta poate înlocui un stimulator cardiac?
O problemă cheie a inimii pe care cercetătorii au abordat-o prin cercetările lor este aritmia cardiacă sau bătăile neregulate ale inimii. Inima poate bate prea repede, prea încet sau neregulat. Oricum, cauza aritmiei cardiace este funcția necorespunzătoare a impulsurilor electrice care se presupune că coordonează bătăile inimii. Uneori, aritmiile cardiace sunt de neobservat sau pur și simplu o supărare minoră, dar în anumite situații pot pune viața în pericol. Dacă problema devine suficient de gravă, implantarea chirurgicală a unui stimulator cardiac poate fi singura opțiune rămasă.
Cercetarea efectuată aici poate oferi pacienților o opțiune mai puțin invazivă, ceea ce ar oferi mai multor persoane opțiunea de a monitoriza și opri aritmiile cardiace. Noul dispozitiv este o platformă mică, constând dintr-o matrice activă de tranzistori sensibili la presiune care pot detecta bătăile inimii, împreună cu electrozi de impedanță scăzută pentru a stimula inima și a opri aritmiile. În testele pe iepuri, dispozitivul a fost capabil să detecteze aritmiile cardiace și să aplice un tratament electric adecvat pentru a corecta ritmurile cardiace anormale.
Unul dintre cele mai promițătoare aspecte ale acestei noi platforme este cât de subțire este. Foaia de senzori are o grosime totală de 38 μm. Pentru referință, un stimulator cardiac standard este despre dimensiunea unei cutii de chibrituri iar părul uman se află în general între 17 până la 181 μm grosime. În mod clar, platforma investigată aici este cu multe ordine de mărime mai mică decât cele mai bune soluții ale noastre actuale pentru monitorizarea și stimularea inimii.
Pe lângă dimensiunea mică a dispozitivului, cercetătorii au dezvoltat și o metodă neobișnuită de atașare la inimă. În prezent, stimulatoarele cardiace au un generator care se atașează la un fir care trece printr-un vas de sânge din inimă. Noua platformă funcționează mai degrabă ca o bucată de bandă adezivă lipită pe epicardul inimii.
Motivul pentru care aceasta este o revelație atât de incredibilă este același motiv care poate provoca frustrare atunci când încercați să lipiți ceva pe o suprafață umedă. La fel ca așezarea unei bucăți de bandă de etichetare pe un recipient pentru alimente cu condensare, aderarea unui dispozitiv cardiac de tip plasture pe o inimă pentru o perioadă lungă de timp a fost o provocare. Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii s-au uitat la natură. Mai exact, au găsit un adeziv hidrogel pe bază de alginat care imită proprietățile adezive ale midii în mediile subacvatice. Acest adeziv nu numai că se lipește de epicardul umed, dar, de asemenea, nu va fi resorbit de organism și este biocompatibil și netoxic pentru oameni.
Ce urmeaza?
Desigur, mai este de făcut, dacă aceste tipuri de dispozitive vor înlocui vreodată stimulatoarele cardiace la o scară semnificativă. Pentru început, cercetătorii au făcut doar performanță in vivo testare pe iepuri și pe o inimă artificială. Vor fi necesare lucrări suplimentare înainte de a putea începe să avem încredere în această tehnologie cu vieți umane.
Stimularea cardiacă temporară reglează ritmul cardiac, apoi dispare complet
În plus, cercetătorii cred că aritmia cardiacă este doar începutul. Ei se așteaptă ca această metodă să se extindă spre studierea și monitorizarea altor boli de inimă, cum ar fi infarctul miocardic, cardiomiopatia hipertrofică, hipertrofia concentrică și cardiomiopatia dilatată.
Echipa descrie dispozitivul cardiac în Avansuri de știință.
