Инженери от Масачузетския технологичен институт (MIT) са разработили неинвазивен пейсмейкър, който стимулира сърцето с помощта на ултразвук, съобщиха от MIT. Дизайнът би могъл един ден да осигури алтернатива на традиционните сърдечни импланти без хирургическа намеса.
Новото устройство е проектирано като малък стикер, който може да се носи на гърдите. Миниатюрни преобразуватели на стикера изпращат ултразвукови импулси през гръдния кош, за да стимулират сърцето. Ултразвуковите вълни задействат отварянето на определени йонни канали в сърдечните клетки – ефект, който изследователите са усилили чрез генно инженерство. Когато каналите се отворят, те пропускат калций, който сигнализира на сърдечната клетка да се свие и да бие.
В експерименти в лабораторията изследователите прилагат ултразвукови вълни върху човешки сърдечни клетки и установяват, че импулсите ефективно поддържат здравословните контракции на клетките. Те също така тестват ултразвуковия стикер върху плъхове и установяват, че устройството бързо, безопасно и неинвазивно коригира аритмии и възстановява нормалните, редовни сърдечни контракции.
Екипът е изработил прототип, който включва ултразвуков стикер (с размерите на пощенска марка) и малко устройство с джобен размер, съдържащо свързани батерии и електроника. Същата група вече е демонстрирала дизайн на стикер, който използва ултразвук за изобразяване на дълбоко разположени органи и тъкани. Сега учените планират да комбинират двата подхода в един ултразвуков стикер, за да наблюдават едновременно и регулират сърдечната дейност.
„Вярваме, че един ден ще можем да имаме стикери върху тялото, които биха могли да правят дългосрочни изображения дълбоко в тялото, а също и да стимулират за терапевтични ефекти, по неинвазивен начин със затворен контур“, казва Сюанхе Джао – професор по машинно инженерство и гражданско и екологично инженерство в Масачузетския технологичен институт.
Резултатите от проучването са публикувани в списание Nature Biomedical Engineering.
Днес около 3 милиона възрастни в САЩ живеят с пейсмейкъри. Малките устройства, захранвани с батерии, се имплантират хирургически в гръдния кош на човек и действат, като доставят електрически импулси за регулиране на сърдечната честота. Имплантируемите пейсмейкъри са добре установено и като цяло безопасно медицинско лечение, което въпреки това е свързано с рискове.
„Пейсмейкърите са едни от най-важните и широко използвани човешки импланти и са спасили милиони животи. Но те са инвазивни и осъществяват директен контакт с биещото сърце. Мечтата от много години е неинвазивна сърдечна стимулация с ултразвук.“ посочва съавторът на статията Генкси Лу.
Ултразвукът обхваща набор от акустични вълни, които безопасно проникват в тялото. Ултразвуковите вълни се отразяват и резонират от структурите по характерни начини, които позволяват на техниците да различават и изобразяват органи и тъкани в тялото. Ултразвукът може също да бъде насочен и фокусиран, за да стимулира определени терапевтични ефекти, например в мозъка, където учените изследват използването на ултразвук за лечение на болестта на Паркинсон, Алцхаймер и други мозъчни заболявания.
Коментари