- Приблизително 5% от хората по света имат необичаен сърдечен ритъм и почти трима души на всеки 1000 имат поставен пейсмейкър.
- Ново изследване доведе до разработването на ново устройство с вграден компютър, което може да осигури усещане в реално време и сърдечна стимулация при мишки.
- Устройството използва светлина, за да се насочи само към мускулните клетки на сърцето, което според изследователите може да намали болката.
- Новото устройство може да бъде моделирано, за да пасне на отделното сърце, като се вземе предвид как се деформира при биене.
Човешкото сърце бие 100 000 пъти на ден, изпомпвайки кръв из тялото. Той бие нормален ритъм, който се променя в отговор на активността на тялото.
Всеки сърдечен ритъм започва с електрически импулс – необичайните електрически сигнали водят до необичаен сърдечен ритъм, наречен аритмия. До приблизителна оценка
Предсърдното мъждене (AFib) — при което сърцето бие бързо и неравномерно — е най-често срещаният тип аритмия, засягаща
Други видове включват суправентрикуларна тахикардия (SVT),
Аритмията може да се лекува с лекарства, но в по-сериозни случаи се използват устройства като пейсмейкъри за контрол на сърдечната честота.
Пейсмейкърите са малки устройства, имплантирани под ключицата с кабели, свързващи се със сърцето, устройството разпознава, когато сърдечният ритъм е пропуснат или неравномерен, и изпраща импулс при поискване към сърцето, за да го регулира.
Според а
Ново изследване от сътрудничество между Университета на Аризона и Северозападния университет доведе до разработването на безжичен пейсмейкър без батерии, способен да предскаже сърдечни събития и да предостави по-фини стимули на специфични клетки.
Проучването се появява в Научен напредък.
Новото мрежесто устройство е дигитално произведено, с четири тънкослойни листа, които се увиват около сърцето. Те „са ултратънки и геометрията им е проектирана така, че да позволи на меката механика да намали въздействието върху органа“, каза съавторът на изследването д-р Филип Гутруф, асистент и сътрудник от факултета Крейг М. Бердж в Университета на Аризона Медицински новини днес.
Уникалният дизайн на устройството осигурява многостранна стимулация на клетките на сърдечния мускул, а използването на оптогенетика осигурява целева електрическа стимулация на клетките на сърдечния мускул.
Оптогенетиката е техника, базирана на въвеждането на гени за светлочувствителни протеини в специфични клетки, модифицираните клетки експресират светлочувствителни йонни канали, което им позволява да бъдат контролирани от светлина.
Съавторът на изследването д-р Игор Ефимов, председател на катедрата по биомедицинско инженерство на Джордж Вашингтон и директор на лабораторията по сърдечно-съдово инженерство, финансирана от Националния институт по здравеопазване (NIH), обясни:
„Оптогенетиката е техника, която се основава на взаимодействието на светлината със светлочувствителен канал, наречен опсин. По дизайн опсините се експресират с помощта на трансгенна технология в специфични клетки, в миоцити – клетки на сърдечния мускул.
Насочването към конкретни клетки според учените може да бъде по-ефективно, предлагайки безболезнена алтернатива на настоящите електрически лечения.
„Важно е обаче да се отбележи, че пейсмейкърът не активира рецепторите за болка в сърцето и пациентите с пейсмейкъри обикновено не усещат никакви симптоми“, обясни д-р Шефал Доши, сърдечен електрофизиолог и директор на сърдечната електрофизиология и пейсмейкър в Providence Saint John’s Здравен център в Санта Моника, Калифорния.
Говорейки на MNTд-р Доши каза, че „най-голямото въздействие, което има проучването, е потенциално позволяването на дефибрилация или шок на сърцето за тези пациенти, които имат слаби сърца, да се извършва по по-малко болезнен начин“, обяснявайки, че „когато пациентите имат дефибрилация на сърдечния мускул те често изпитват дискомфорт, защото електрическият ток засяга и други мускули в тялото.
В настоящото проучване изследователите имплантираха безжичното пейсмейкърно устройство без батерии в мишки за 3 седмици, за да оценят неговите сензорни, стимулационни и изчислителни възможности. Веднъж имплантирано, устройството е в състояние да наблюдава сърдечната честота на мишките, сравнимо с външни ЕКГ записи.
Д-р Доши, който не е участвал в проучването, каза, че „[t]неговата статия и клинична работа са много интересни с това, че устройството потенциално може да работи без батерии.
„По отношение на живота на батерията, обаче, настоящите пейсмиращи и дефибрилиращи устройства обикновено издържат 10 години или повече и потенциалът на технологията без батерии може да бъде полезен за пациентите, но за разлика от това ново устройство, описано в статията, настоящите устройства и потенциални клиенти са лесни за имплантиране и не изискват голяма телена мрежа в сърцето“, посочи той.
Говорейки на MNT, д-р Гутруф описа как устройството може да бъде оформено така, че да пасне на сърцето, ограничавайки всякакви щети. Групата използва „проследяване на функции с активирана невронна мрежа, за да вземе предвид не само формата на сърцето, но и механиката от удар до удар. Начинът, по който това работи, е като заснемете видеоклип –
„Това предоставя информация за топологията, която използваме, за да проектираме механиката на устройството, за да пасне динамично на сърцето“, добави той.
В интервю с MNTкоментира д-р Ефимов дали пробивът има потенциал за лечение при хора:
„Да, това е идеята — да преведем тази нова технология на хората. Но първо ще трябва да разработим ново стъпково устройство за модел на аритмия при големи животни, свине или овце, които имат много по-голямо сходство с човешката сърдечно-съдова физиология, отколкото гризачите.
Той продължи да казва, че „предишните тестове показаха добри доказателства за безопасност и липса на увреждане по време на хронични импланти при гризачи“, като каза, че следващата стъпка за тази работа е „да се разработи мащабно устройство за голям животински модел и да се демонстрира неговото безопасност, ефикасност и дълголетие.”
За да се развие тази технология, изследователите „[трябвадаполучатфинансиранезадаразработятследващатастъпкавтазитехнология–устройствосчовешкиразмеркоетодаготествавголямживотинскимоделнасърдечнааритмияисърдечнанедостатъчност“коментирад-рЕфимов[needtogetfundedtodevelopthenextstepinthistechnology—ahuman-sizeddevicetotestitinalargeanimalmodelofcardiacarrhythmiaandheartfailure”commentedDrEfimov
Д-р Гутруф се съгласи, че „финансирането чрез национални агенции като NIH е от решаващо значение за стимулиране на наличността на технологии“.
Прочетете цялата статия тук