კვლევამ აჩვენა, რომ პირველად ინოვაციური თვითმმართველობითი გულის კარდიოსტიმულატორი წარმატებით იქნა ტესტირება ღორებზე
ჩვენი გული ინარჩუნებს ტემპს მისი შინაგანი გზით კარდიოსტიმულატორი ეწოდება სინოატრიულ კვანძს (SA კვანძი), რომელსაც ასევე უწოდებენ სინუსურ კვანძს, რომელიც მდებარეობს ზედა მარჯვენა პალატაში. ეს შიდა კარდიოსტიმულატორი ათავისუფლებს ელექტრულ მუხტს წუთში 60-100-ჯერ და ეს ენერგია ახორციელებს გულის კუნთების შეკუმშვას, რაც საშუალებას აძლევს ჩვენს გულს სისხლი გადატუმბოს მთელ სხეულში. ასაკთან ერთად ან ავადმყოფობას ვიღებთ, ეს შინაგანი ხდება კარდიოსტიმულატორი ვერ ახერხებს გულის რიტმის შენარჩუნებას. არარეგულარული გულისცემა ასევე გამოწვეულია მდგომარეობით, რომელსაც ეწოდება არითმია, რომელიც ანელებს გულის ნორმალურ სიხშირეს. ამ დანაკარგის ჩანაცვლება ტრადიციული გულით კარდიოსტიმულატორი – ბატარეით მომუშავე ელექტრონული მოწყობილობა – შეიძლება ქირურგიულად ჩაინერგოს პაციენტში, რათა მოწესრიგდეს გულისცემა და შეინარჩუნოს გულის ცემა სტაბილურად.
ტრადიციული გულის კარდიოსტიმულატორი
მოწყობილობა შედგება ბატარეით მომუშავე პულსის გენერატორისგან, რომელიც იმპლანტირებულია კანის ქვეშ საყელოს ძვლის მახლობლად. მას ასევე აქვს იზოლირებული სადენები, რომლებიც აკავშირებს მოწყობილობას გულთან. ელექტრონული წრე წარმოქმნის ელექტრულ სიგნალებს, რომლებიც ელექტროდების მეშვეობით მიეწოდება გულს. კარდიოსტიმულატორი სიცოცხლის გადამრჩენი მოწყობილობაა; თუმცა, მიმდინარე კარდიოსტიმულატორის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი შეზღუდვა არის ის, რომ ისინი უნდა შეიცვალოს ნებისმიერ დროს 5-დან 12 წლამდე, როდესაც ისინი დამონტაჟებულია, ბატარეის შეზღუდული სიცოცხლის გამო. იმპლანტაცია შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ ინვაზიური ქირურგიით ადგილობრივი ანესთეზიის გამოყენებით, რაც თავისთავად რთულია, რადგან საჭიროა პაციენტის გულმკერდის ღრუს გახსნა. ოპერაცია არა მხოლოდ ძვირია, არამედ ზრდის პაციენტის გართულებების, ინფექციების ან თუნდაც სისხლდენის რისკს. შემუშავებულია კიდევ ერთი ტიპის პაწაწინა კარდიოსტიმულატორი, რომლის იმპლანტაცია შესაძლებელია კათეტერის მეშვეობით ოპერაციის თავიდან აცილების მიზნით, მაგრამ ის ჯერ კიდევ გადის ტესტირებას.
მკვლევარებმა ყურადღება გაამახვილეს მშენებლობაზე გულის კარდიოსტიმულატორები რომელსაც შეუძლია ალტერნატიულად გამოიყენოს ბუნებრივი ენერგია ადამიანის საკუთარი გულისცემა ბატარეის ნაცვლად. თეორიულად, ასეთი კარდიოსტიმულატორის შეცვლა არ იქნება საჭირო, როდესაც ის პაციენტში იქნება ჩადგმული. პლუტონიუმზე მომუშავე კარდიოსტიმულატორები იწარმოებოდა მრავალი ათეული წლის წინ. ახალი კარდიოსტიმულატორების ექსპერიმენტულ დიზაინს აქამდე რამდენიმე შეზღუდვა შეექმნა – როგორიცაა ხისტი დიზაინის სტრუქტურა, რომელიც ზღუდავს მის სიმძლავრეს და მინიატურიზაციის გართულებებს.
ინოვაციური უცვლელი კარდიოსტიმულატორი უნიკალური დიზაინით
ახალ გამოკვლევაში, რომელიც გამოქვეყნდა ACS ნანო მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების ეროვნული საკვანძო ლაბორატორიის მკვლევარებმა, შანხაი, ჩინეთი დაიწყეს რომანის შექმნა კარდიოსტიმულატორი მოწყობილობა, რომელიც შეიძლება იკვებებოდეს საკუთარი გულისცემის ენერგიით და მათ წარმატებით გამოსცადეს ეს მოწყობილობა ღორებში. ახალი მოწყობილობის მოთავსება შესაძლებელია გულის ქვეშ და არა საყელოსთან ახლოს, როგორც ჩვეულებრივი კარდიოსტიმულატორებით. კარდიოსტიმულატორი ეფუძნება იდეალურ სიმბიოზურ ურთიერთობას გულსა და მოწყობილობას შორის.
ამ ახალი კარდიოსტიმულატორის დიზაინი დაიწყო პატარა მოქნილი პლასტმასის ჩარჩოს დამზადებით. ეს ჩარჩო იყო შეკრული პიეზოელექტრული ფენებით, რომლებიც მოხრილის შემდეგ გამოიმუშავებენ ენერგიას. ეს ნაწილი, რომელსაც ეძახიან ენერგიის „მოსაკრეფს“ მოთავსებული იყო ჩიპზე. მოწყობილობა ჩაუნერგეს ღორებს და დაფიქსირდა, რომ ცხოველის გულისცემას შეეძლო შეეცვალა (მოეხვია) ჩარჩოს ფორმა, რითაც გამოიმუშავებდა საკმარის ენერგიას (ენერგიას), რომელიც ექვივალენტურია ბატარეით. კარდიოსტიმულატორი. მოწყობილობის მოქნილი პლასტმასის ჩარჩო საშუალებას აძლევს მას გულიდან მეტი ენერგია ამოიღოს, ვიდრე ტრადიციული კარდიოსტიმულატორები, რომლებსაც აქვთ მძიმე კედები.
ვინაიდან ადამიანებს ფიზიოლოგია ძალიან ჰგავს ღორებს, ეს კარდიოსტიმულატორი შეიძლება კარგად იმუშაოს ადამიანებშიც. მკვლევარები აღნიშნავენ ზოგიერთ ტექნიკურ საკითხს, რომელიც საჭიროებს გადაჭრას, მაგალითად, მოწყობილობა შედგება სამი ცალკეული ტექნოლოგიისგან - ენერგოკრეფერი, კარდიოსტიმულატორი ჩიპი და მავთულები - რომლებიც უნდა იყოს ინტეგრირებული ერთ მოწყობილობაში. ცხოველებზე და შემდეგ ადამიანებზე შემდგომმა ტესტირებამ შეიძლება დაადასტუროს მოწყობილობის გრძელვადიანი სტაბილურობა. ასეთი მოწყობილობა წარმატების შემთხვევაში საჭიროებს ინვაზიურ ოპერაციას მხოლოდ ერთხელ, რაც ამცირებს პაციენტის გართულებების რისკს. ამ ახალი მოწყობილობის ერთ-ერთი მთავარი შეზღუდვა შეიძლება იყოს ის, რომ ექიმებს შესაძლოა არ შეეძლოთ პაციენტების დისტანციურად მონიტორინგი, როგორც ეს არის ბატარეით მომუშავე კარდიოსტიმულატორების შემთხვევაში.
***
{შეგიძლიათ წაიკითხოთ ორიგინალური კვლევითი ნაშრომი ციტირებულ წყარო(ებ)ის სიაში ქვემოთ მოცემულ DOI ბმულზე დაწკაპუნებით}
წყარო (ებ) ი
ნინგ ლ და სხვ. 2019 წელი. გულის ნამდვილი კარდიოსტიმულატორის პირდაპირი ამუშავება გულისცემის ბუნებრივი ენერგიით. ACS ნანო. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567
