A szívritmus-szabályozás jövője
A chicagói Northwestern Egyetem mérnökei egy olyan kicsi, biológiailag lebomló pacemakert fejlesztettek ki, amelyet tűvel lehet beadni az újszülöttek szívizmába.
Az ideiglenes használatra tervezett, még kísérleti stádiumban lévő – rizsszemnél kisebb méretű- készülék tervezése nagymértékben támaszkodik a félvezetőipar technikáira, amelynek elsődleges irányelve az egyre több tranzisztor egyre kisebb csomagba való zsugorítása.
Az új készülék vezeték nélkül kapcsolódik egy kis, a mellkason viselhető tapaszhoz. Amikor a tapasz szabálytalan szívverést érzékel, a bőrön áthatoló infravörös fényimpulzusokon keresztül jelet továbbít. A fény a kívánt ritmusnak megfelelő ütemben villan fel és le, ezáltal korrigálva a szívritmust.
„A pacemaker elektródái nemcsak a szív elektromos interfészeként szolgálnak, hanem - a természetben előforduló biofolyadékokon keresztül - egy galváncellát is létrehoznak, amely akkumulátorként működik az eszköz energiaellátásához” - mondta John Rogers (Northwestern University) a pacemaker fejlesztésének vezetője.
A pacemaker a parányi méretén kívül a felszívódó varratokhoz jól bevált polimerek és bioanyagok felhasználásával készült. A készülékben lévő fémek - magnézium és molibdén - szintén biorezorbeálhatóak, sőt valójában az egészséges táplálkozás alapvető elemei. A fototranzisztor félvezető anyaga ultravékony szilícium, ami szintén szükséges a szervezet számára.
A bioabszorbeálhatóság lehetővé teszi a többszöri beültetést a beteg ellátásának minden fázisában, és azt, hogy a hardver maradvány minimális legyen, ami csökkenti a fertőzések és egyéb szövődmények kockázatát.
A Northwestern University Nature-ben megjelent tanulmánya hangsúlyozzza, hogy e kisméretű, életmentő szerkezet létrehozását a gyermekszívműtétek segítése motiválta. Az Egyesült Államokban évente körülbelül 40 000 csecsemő születik szívhibával. Az emiatt megműtött kicsik egy részének hetekig ideiglenes pacemakerre van szükségük.
Az ideiglenes pacemakerek a szívműtéten átesett felnőtteknél is indokoltak lehetnek - akár azért, hogy a felépülés alatt a szív ritmusban maradjon, akár azért, hogy áthidalják a tartós eszköz beültetéséig tartó időszakot.
Az új eszközben a fizikai vezetékek hiánya kiküszöböli a hagyományos ideiglenes pacemakerek egyik hátrányát, amelyek vezetékei áthatolnak a bőrön. Ezek az eszközök a fertőzés, a szakadt vagy sérült szövetek és a vérzés kockázatával járnak - a miniatürizált implantátum tesztjei során a fejlesztők szerint eddig egyik sem fordult elő.
Az állatmodell-kísérleteken és szervdonoroktól származó szíveken alapuló sikeres értékelések ellenére Rogers becslése szerint körülbelül 5 év alatt fejeződik be az eszköz emberi alkalmazásra történő jóváhagyása.
Forrás:
Millimetre-scale bioresorbable optoelectronic systems for electrotherapy https://www.nature.com/articles/s41586-025-08726-4.
