Американские исследователи разработали беспроводной временный кардиостимулятор, сделанный из биоразлагаемых материалов, который безвредно растворяется в организме, когда он больше не нужен. Это может устранить необходимость в послеоперационном удалении.
Ранее разработав кардиостимулятор с автономным питанием, который использует сердцебиение в качестве энергии, команда заинтересовалась переходной электроникой, позволяющей кардиологическим пациентам избегать более рискованных хирургических процедур.
«Иногда пациенты нуждаются в кардиостимуляторах только временно, возможно, после операции на открытом сердце, сердечного приступа или передозировки наркотиков», - говорит Риши Арора, кардиолог из Северо-Западного университета, США, и соавтор статьи с описанием исследования, опубликованной в журнале Nature Biotechnology.
Иллюстрация временного кардиостимулятора, установленного на ткани миокарда. Фото: Northwestern University/George Washington University
«После того, как сердце пациента стабилизируется, мы можем снять кардиостимулятор. Текущий стандарт лечения включает введение проводов (проволоки), которые остаются на месте от трех до семи дней. Они могут быть потенциально инфицированы или отторгнуты».
Арора и его коллеги решили эту проблему, создав биоразлагаемое устройство длиной и шириной около 15 миллиметров и толщиной 0,25 миллиметра из различных материалов, включая магний с вольфрамовым покрытием, кремниевые наномембраны и воск из растений семейства Молочайные. Все компоненты являются «биорезорбируемыми» (саморассасывающимися) - они могут растворяться и безвредно обрабатываться организмом.
Устройство питается от антенны, расположенной за пределами тела, с использованием протоколов связи ближнего поля (та же технология NFC, что и для бесконтактных платежей), что устраняет необходимость в батареях или проводах и упрощает имплантацию.
«Схема имплантируется прямо на поверхность сердца, и мы можем активировать ее удаленно», - говорит Арора.
«В течение нескольких недель этот новый тип кардиостимулятора «растворяется» или разрушается сам по себе, что позволяет избежать необходимости физического снятия электродов кардиостимулятора. Это потенциально большая победа для послеоперационных пациентов».
Дизайн кардиостимулятора. Фото: Choi et al., 2021, Nature Biotechnology
Толщина и длина устройства могут быть изменены, чтобы обеспечить его срок службы в течение различных периодов времени, в зависимости от требований пациента.
Исследователи успешно протестировали устройство на мышах, кроликах, крысах и собаках, а также на тканях сердца человека.
«Платформа переходной электроники открывает совершенно новую главу в медицине и биомедицинских исследованиях», - говорит Игорь Ефимов, исследователь из Университета Джорджа Вашингтона, США, и соавтор статьи.
«Биорезорбируемые материалы, лежащие в основе этой технологии, позволяют создавать целый ряд диагностических и терапевтических переходных устройств для мониторинга прогрессирования заболеваний и методов лечения, предоставления электрических, фармакологических, клеточных методов лечения, репрограммирования генов и многого другого».
Источник: Cosmos Magazine
