Rizsszem nagyságú pacemakert alkottak meg, amely elsősorban csecsemők kezelésére szolgál. Ez az innovatív eszköz forradalmasíthatja a kisgyermekek szívbetegségeinek kezelését, lehetővé téve számukra a biztonságosabb és hatékonyabb gyógyulást.

Egy rizsszemnél is kisebb, önmagától is feloldódó pacemakert fejlesztettek ki a Northwestern Egyetem kutatói.

A Northwestern Egyetem tudósai egy innovatív, rendkívül apró pacemakert alkottak meg, amelynek célja, hogy gyökeresen megváltoztassa a szívbetegségek kezelését. Különösen a legkisebb és legkiszolgáltatottabb pácienseik, a csecsemők számára nyújthat új reményt ezzel a forradalmi megoldással.

Az újonnan kifejlesztett, apróbb mint egy rizsszem eszköz forradalmi lépést jelent az orvosi miniatürizálás világában. Csak 1,8 milliméter széles, 3,5 milliméter hosszú és mindössze 1 milliméter vastag méretének köszönhetően ez a különleges eszköz fecskendőn keresztül, invazív beavatkozás nélkül juttatható be a szervezetbe.

„A világ legkisebb pacemakerének kifejlesztésével büszkélkedhetünk” – nyilatkozik John A. Rogers, a Northwestern Egyetem tudósa és az eszköz fejlesztésének vezetője. „A gyermekszívsebészetben óriási igény mutatkozik ideiglenes pacemakerekre, és ebben a szegmensben a méret csökkentése rendkívül lényeges.”

Az apró pacemakert elsősorban azoknál az újszülötteknél alkalmazzák, akik veleszületett szívbetegséggel küzdenek. A statisztikák szerint a gyermekek körülbelül 1%-a jön a világra valamilyen szívproblémával, és ez független attól, hogy gazdag vagy szegény országban születnek.

Igor Efimov, a Northwestern Egyetem kardiológusa és a tanulmány társvezetője így magyarázza el a fejlesztésüket: "A fő motivációnk a gyermekek voltak. A jó hír az, hogy a csecsemőknek a műtét után csak ideiglenes stimulációra van szükségük. Körülbelül hét nap múlva a legtöbb beteg szíve öngyógyító lesz. De ez a hét nap abszolút kritikus."

A rendszer egy kifinomult mechanizmuson keresztül működik, amely a rendkívüli miniatürizációt ötvözi egy ötletes fényaktiváló rendszerrel. Az apró pacemakert a szívbe ültetik, majd szinkronban működtetik egy külső, hordozható eszközzel, amelyet a beteg mellkasára helyeznek.

Ez a külső eszköz folyamatosan figyeli a szívritmust, és amikor szabálytalanságot észlel, automatikusan infravörös fényimpulzusokat bocsát ki. Ez a fény, amely képes áthatolni a beteg bőrén, szegycsontján és izmain, aktiválja a belső pacemakert, amely a szívritmus szabályozásához szükséges elektromos impulzusokat generálja.

A technológia kihasználja az emberi test természetes képességét az infravörös fény irányítására, így egy nem invazív kapcsolatot teremt a külső eszköz és a belső pacemaker között. "Az infravörös fény rendkívül jól képes áthatolni a testen" - mondja Dr. Efimov. "Ha például egy zseblámpát a tenyerünkhöz közelítünk, akkor a másik oldalon világosan láthatjuk, ahogy a fény átszűrődik. Ez megerősíti, hogy testünk rendkívül hatékony fényvezető."

Az eszköz talán egyik legforradalmibb aspektusa, hogy úgy tervezték: természetes módon feloldódjon a szervezetben, amikor már nincs rá szükség. Minden összetevő biokompatibilis, így fokozatosan lebomlik a szervezet által termelt nedvekben, ezzel teljesen kiküszöbölve a későbbi műtéti eltávolítás szükségességét.

Ez a jellemző forradalmasítja a jelenlegi ideiglenes pacemakerek körüli komoly kihívásokat, amelyek eltávolítása számos bonyodalmat vonhat maga után, mint például a fertőzés, a kilökődés, a szöveti károsodás, a vérzés és a vérrögképződés. Ezek a problémák akár életveszélyes következményekkel is járhatnak.

Rogers hangsúlyozta, hogy a méret csökkentésével radikálisan egyszerűsítjük a beültetési folyamatokat, ami nemcsak a páciens traumáját mérsékli, hanem a kockázatok is lényegesen csökkennek. Ráadásul az eszköz feloldható tulajdonságának köszönhetően elkerülhetjük a másodlagos sebészeti beavatkozások szükségességét.

A rendkívül kis méret elérése érdekében a kutatóknak teljesen újra kellett alkotniuk az eszköz áramforrását. A pacemakert egy galvánelem táplálja, egy egyszerű, de hatékony akkumulátortípus, amely a testnedveink kémiai energiáját alakítja át elektromos energiává. Az ötletes konstrukció két különböző fémet használ elektródaként, hogy elektromos impulzusokat generáljon és küldjön a szívbe.

Bár apró mérete miatt könnyen észrevétlen maradhat, ez a pacemaker ugyanakkora elektromos impulzusokat képes generálni, mint egy hagyományos, nagyobb méretű társai. Ez a jelenség jól mutatja, hogy a kicsi nem feltétlenül jelent gyengébbet; az apróság nem gátolja a hatékonyságot. Az extrém miniatürizálás révén lehetőség nyílik arra is, hogy több ilyen eszközt helyezzenek el a szív különböző pontjain. Ezeket az eszközöket függetlenül lehet irányítani, különböző színű fényjelek segítségével, ami lehetővé teszi a sokkal kifinomultabb szinkronizációt, mint amit a megszokott pacemakerek kínálnak.

Ez az úttörő technológia a bioelektronikus gyógyászat számára a szív területén messze túlmutató lehetőségek széles skáláját nyitja meg, beleértve az idegek és csontok gyógyulásának segítését, az összetett sebek kezelését és a krónikus fájdalom specifikus, irányított elektromos ingerekkel történő blokkolását.

A Nature című neves tudományos folyóiratban publikált tanulmány különféle nagyságú és kisállat-modellek, valamint elhunyt szervdonoroktól származó emberi szívek vizsgálatain keresztül igazolja az eszköz hatékonyságát, ami kedvező jel a klinikai alkalmazások jövője szempontjából. Ez az újítás igazi kvantumugrást jelent a szívbetegségek kezelésében, különösen a legkisebb és legsebezhetőbb páciensek számára.