Düzensiz kalp atışlarını algılayabilen ve acısız bir şekilde düzeltebilen, kablosuz olarak çalışan bir implant, ABD'deki araştırmacılar tarafından tanıtıldı. Liderliğinde Philipp Gutruf Arizona Üniversitesi'nde ekip, tasarımlarını kalbi çevreleyen ve izleyen esnek bir ağa dayandırdı. Yerleşik bir bilgisayar tarafından üretilen optik sinyaller, kalpteki kas hücrelerini mevcut kalp pillerinden daha hassas bir şekilde hedeflemek için kullanılır. Bu yaklaşım, kalp hastalığından muzdarip milyonlarca insan için çok daha konforlu cihazlara yol açabilir.
Aritmi, kalbin anormal atmasıdır ve çok çeşitli hastalıklardan kaynaklanabilir. Birçok insan için aritmi, ürettikleri elektrik sinyallerini algılayarak kalp atışını izleyen, pille çalışan bir kalp pili/defibrilatör takılarak tedavi edilebilir. Aritmi belirtileri ortaya çıktığında, cihaz doğrudan kalbe bağlı bir çift kablo arasından bir elektrik şoku geçirir. Bu, kalpteki kas hücrelerini uyararak düzenli bir kalp atışının restorasyonuna yol açar.
Kalp pilleri dünya çapında milyonlarca hayatı kurtardı, ancak oldukça invaziv cihazlardır. Cihazlar yalnızca hantal ve esnek değildir; Verdikleri şoklar ayrıca kalpteki ağrı alıcılarını da uyarır.
Işığa duyarlı biyomoleküller
Gutruf'un ekibi, bu tasarımı geliştirmek için optogenetik stimülasyona dayalı bir yaklaşım keşfetti. Bu, belirli hücre türlerinde bulunan ışığa duyarlı biyomoleküllerin uyarılmasını içerir: bu durumda, kardiyomiyositler adı verilen kas hücreleri. Bu hücreler, kalbin düzenli kasılmasını tetiklemekle sorumludur ve en önemlisi, ağrı reseptörlerinde bulunmayan ışığa duyarlı spesifik bir protein içerir.
Harici bir antenle kablosuz olarak güçlendirilen ekibin tasarımı, kalbi saran ince, esnek bir ağa sahiptir. Ağ, özel algoritmalar kullanan yerleşik bir bilgisayar tarafından analiz edilen organın elektrik sinyallerini izler.
Bilgisayar aritmi algılarsa, ağı ışığa duyarlı kardiyomiyositlerin düzenli kalıplarda kasılmasına neden olan optik sinyaller göndermesi için yönlendirir. Bu ışık ağ tarafından algılanan elektrik sinyallerini engellemediğinden, hayat kurtaran optik sinyaller iletilirken bile cihaz kalbi izlemeye devam edebilir.
Hedeflenen yaklaşım
Araştırmacılara göre, tasarımları geleneksel kalp pillerine göre çeşitli avantajlar sunuyor. Kablosuz güç sistemi, şu anda her beş ila yedi yılda bir yapılan implante pilleri değiştirme ihtiyacını ortadan kaldırıyor. Ayrıca algoritmalar, birçoğu mevcut kalp pillerinin sunabileceğinden daha karmaşık tedaviler gerektiren belirli aritmi türlerini hedef alacak şekilde programlanabilir.
Geçici kalp pili kalp ritmini düzenler ve sonra tamamen kaybolur
Örneğin atriyal fibrilasyon, kalbin üst ve alt odacıklarının uyumsuz atmaya başlamasına neden olabilir. Bunu tanımak için bir algoritma eğitilebilirse, bilgisayar ağ tarafından gönderilen optik sinyalleri uyarlayarak tedaviyi çok daha etkili ve rahat hale getirebilir.
Cihazlarını farelerin kalpleri üzerinde test eden Gutruf ve meslektaşları, yaklaşımlarının yakında yeni nesil daha akıllı, daha az invaziv kalp pillerine yol açabileceğinden artık eminler. Başarılırsa, bu sonuç olarak şu anda kalp ritim bozukluklarından muzdarip milyonlarca insanın yaşam kalitesini artırabilir.
Araştırma şu şekilde açıklanmaktadır: Bilim Gelişmeler.
