Истражувачите од Универзитетот во Чикаго развија ултратенок пејсмејкер кој може да се вгради со минимално инвазивна хирургија и користи светлина како извор на енергија. Таков уред може да помогне за намалувањето на компликациите од операцијата на срцето.
Пејсмејкерите се мали уреди кои користат електрични импулси за решавање на неправилностите во отчукувањата на срцето. Процените се дека само во САД има над три милиони корисници на пејсмејкери. Вообичаено, батеријата за пејсмејкер трае седум години, по што пациентот треба да помине низ друга процедура за да ја замени.
За поврзување на пејсмејкерот со надворешна батерија, потребни се кабли кои се протегаат од срцето до надвор од телото, што не е само причина за непријатност, туку и ризик за здравјето. Затоа истражувачите работеа на подобри алтернативи за пејсмејкери, а тимот од Универзитетот во Чикаго смисли пејсмејкер што работи на светлина.
Инспириран од соларни ќелии
Истражувачкиот тим предводен од Божи Тијан, професор на Катедрата за хемија при универзитетот, има голем интерес за соларните ќелии или фотоволтаичната технологија и како таа може да се пренамени за да го стимулира телото. Лабораторијата работи со фотоволтаици бидејќи тие немаат подвижни делови или жици кои можат да се расипат и да предизвикаат штета на чувствителните ткива на телото, како што е човечкото срце.
Сепак, пејсмејкерот не може да го користи истиот систем на соларни ќелии. Наместо да се обиде да собере што е можно повеќе енергија, уредот треба да свети на локализирана локација за да го активира. Овој принцип се користи во терапијата за ресинхронизација на срцето, каде што различните делови на срцето се враќаат во синхронизација со доставување точно темпирани електрични полнежи. Ова е конвенционално постигнато со помош на електрични жици, но сега тимот сака да го направи тоа со помош на светлина.
Дизајн на пејсмејкерот со светлина
Истражувачите користеле два силиконски слоја од тип П кои создаваат електричен полнеж кога светлината сјае. Горниот слој на овој силикон има повеќе дупки, кои помагаат да се подобрат електричните перформанси на ќелијата и да се концентрира електричното полнење. Двата слоја станале флексибилна мембрана која е дебела еден микрометар (100 пати помала од човечко влакно) и тежи една педесеттина од грам, во однос на конвенционалните пејсмејкери со тежина од најмалку пет грама.
Таков мал пејсмејкер може да се инсталира со помош на мала цевка и оптичко влакно. Оваа минимално инвазивна операција е рутинска процедура што хирурзите ја вршат денес. Кога е потребно, оптичкото влакно може да свети во прецизни обрасци, претворајќи се во електрични полнежи за регулирање на срцето.
Сегашниот дизајн на пејсмејкерот е наменет за привремена употреба. Со текот на времето уредот се раствора во соединение наречено силициумска киселина, која е нетоксична и се отстранува од телото. За подолги апликации, истражувачите можат да конструираат уреди кои ќе траат подолго во телото.
- Ние сме на врвот на достигнување нова граница, каде што биоелектрониката може беспрекорно да се интегрира со природните функции на телото - истакнал Нарутоши Хибино, професор по хирургија на Чикашкиот медицински универзитет, кој бил вклучен во истражувањето.
Уредот е тестиран само на свињи. Сепак, освен неговата примена како пејсмејкер, може да се употреби и за невромодулација, каде што може да се користи за лекување на, на пример, Паркинсоновата болест.
Извор: Interestinengineering
Фото: Freepik