Исследователи из Северо-Западного университета и Университета Джорджа Вашингтона (GW) разработали первый в мире транзитный кардиостимулятор — беспроводное, безбатарейное, полностью имплантируемое устройство для кардиостимуляции, которое исчезает, когда в нем больше нет необходимости.
Тонкое, гибкое и легкое устройство можно использовать у пациентов, которым требуется временная кардиостимуляция после операции на сердце или в ожидании постоянного кардиостимулятора. Все компоненты кардиостимулятора биосовместимы и естественным образом впитываются в биологические жидкости организма в течение пяти-семи недель без хирургического вмешательства.
Устройство получает энергию от внешней удаленной антенны по беспроводной сети с использованием протоколов связи ближнего поля — той же технологии, которая используется в смартфонах для электронных платежей и в RFID-метках. Это устраняет необходимость в громоздких батареях и жестком оборудовании, включая провода (или выводы). Свинец может не только занести инфекцию, но и окутать рубцовую ткань, что приведет к дальнейшему повреждению при удалении.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Biotechnology. В документе демонстрируется эффективность устройства на серии крупных и мелких моделей животных.
В настоящее время, чтобы установить временную кардиостимуляцию после операции на открытом сердце, хирурги должны пришивать временные электроды кардиостимулятора к сердечной мышце во время операции. У них есть выводы, которые выходят из передней части груди пациента и подключаются к внешнему кардиостимулятору, который подает ток для управления сердечным ритмом.
Когда временный кардиостимулятор больше не нужен, врачи снимают электроды кардиостимулятора. Хотя это случается редко, но к потенциальным осложнениям имплантированных временных кардиостимуляторов относятся инфекция, смещение, разрыв или повреждение тканей, кровотечение и образование тромбов.
С транзитным кардиостимулятором Northwestern и GW хирурги и пациенты могут избежать этой потенциально рискованной процедуры. Полностью имплантируемое устройство легкое и тонкое — толщина 250 микрон и вес менее половины грамма. Мягкий и гибкий, он заключает в себе электроды, которые мягко ламинируются на поверхности сердца и доставляют электрический импульс.
Это второй пример биорезорбируемой электронной медицины из лаборатории Роджерса, которая изучает переходную электронику более десяти лет. В 2018 году Роджерс и его коллеги продемонстрировали первое в мире биорезорбируемое электронное устройство — биоразлагаемый имплант, который ускоряет регенерацию нервов. Биорассасывающиеся устройства команды совершенно безвредны — они похожи на рассасывающиеся швы. После полного разложения устройства полностью исчезают в результате естественных биологических процессов организма.
В зависимости от пациента временный кардиостимулятор может потребоваться от пары дней до нескольких недель. Изменяя состав и толщину материалов в устройстве, команда может контролировать точное количество дней, в течение которых оно остается работоспособным до растворения.