Ученые из Северо-Западного университета в США разработали самый миниатюрный в мире кардиостимулятор — устройство меньше рисового зерна, которое вводится в организм с помощью инъекции и управляется светом. По словам разработчиков, это революционное решение в первую очередь предназначено для новорождённых с врожденными пороками сердца, которым требуется временная стимуляция сердечного ритма в первые дни жизни. Устройство полностью биоразлагаемо: после завершения своей функции оно растворяется в тканях организма, не оставляя следов и не требуя хирургического удаления.
Создан для помощи детям с врожденными пороками сердца
Кардиостимуляторы необходимы миллионам людей по всему миру — они поддерживают нормальный сердечный ритм с помощью электрических импульсов. Однако существующие модели, особенно временные, требуют инвазивной установки и сопряжены с риском осложнений. Новый стимулятор подключается к внешнему мягкому пластырю, который приклеивается к груди пациента и управляет устройством дистанционно с помощью света. Подробности устройства и механизма его работы опубликованы в журнале Nature.
Разработка особенно актуальна для детей, родившихся с врожденными патологиями сердца. По статистике, около одного процента новорождённых нуждаются в временной стимуляции ритма после хирургического вмешательства. Новый кардиостимулятор может оставаться в организме около недели, а затем бесследно растворяется. При этом технология может быть полезна и взрослым — например, в послеоперационный период для поддержки сердца.
После удаления кардиостимулятора можно избежать внутреннего кровотечения
Традиционные временные кардиостимуляторы требуют хирургического вмешательства: к сердечной мышце пришиваются электроды, которые соединяются проводами с внешним блоком питания. Когда стимуляция больше не требуется, медики удаляют устройство, что может привести к повреждению тканей. Известно, что Нил Армстронг, первый человек на Луне, скончался в 2012 году от внутреннего кровотечения, которое возникло после удаления временного кардиостимулятора.
Новая разработка исключает необходимость хирургического удаления. Биоразлагаемый кардиостимулятор после выполнения своей функции саморассасывается в организме, минимизируя риск осложнений.
Как он реагирует на нерегулярное сердцебиение
Инновационное устройство работает в тандеме с мягким сенсорным пластырем, который отслеживает сердечный ритм. В случае обнаружения аритмии пластырь активирует световой сигнал, направляемый на кардиостимулятор, и сообщает, какое именно сердцебиение необходимо скорректировать. В ответ миниатюрный прибор включает гальванический элемент, преобразующий химическую энергию из жидкостей организма в электрические импульсы, которые стимулируют сердечную мышцу.
Эффективность устройства уже подтверждена в лабораторных испытаниях на грызунах, свиньях, собаках и даже на изолированной сердечной ткани человека. Все тесты показали стабильную работу устройства и отсутствие негативных побочных эффектов.
Первые испытания на людях — через несколько лет
По словам Джона Роджерса, профессора биомедицинской инженерии и ведущего автора исследования, команда рассчитывает начать клинические испытания на людях в течение двух-трех лет. Для ускорения коммерциализации проекта создан стартап, задача которого — превратить экспериментальное устройство в массово доступный медицинский продукт.
«Мы считаем, что эта технология откроет путь к новым стратегическим решениям для улучшения здоровья и качества жизни людей во всём мире», — подчеркнул профессор Роджерс.