Най-малкият пейсмейкър е колкото зрънце ориз и се разгражда напълно

Най-малкият пейсмейкър в света представлява устройство с големина колкото зрънце ориз. То се поставя на пациент чрез минимално инвазивна техника и може да се разгради напълно в организма, след като изпълни функцията си.

Днес ще разгледаме защо тази иновация е толкова важна и как подобрява досегашния стандарт при поставяне на пейсмейкъри.

Това е рубриката „Здравен бюлетин“ на forlife.bg, в която всеки понеделник ви запознаваме с най-новите и интересни изследвания от света на медицината, науката и здравословното хранене.

Рискове и възстановяване след поставяне на пейсмейкър на сърцето?

 

 

Конвенционалното временно електрокардиостимулиране изисква епикардно или трансвенозно поставяне на електроди за стимулация, което налага извършването на инвазивна отворена сърдечна операция или ендоваскуларна хирургична интервенция (минимално инвазивен метод за лечение на кръвоносните съдове, при който интервенцията се извършва вътре в съда, без да се налага отворена операция). При първите може да се стигне до трудни следоперативни възстановителни процеси, продължителна хоспитализация и видими хирургични белези.

Ендоваскуларните операции крият трудности при възрастни пациенти с противопоказания за трансвенозни пейсмейкъри и при педиатрични пациенти с малки телесни размери и бързи модели на растеж. Други усложнения след поставяне на пейсмейкър включват рискове от инфекции на електродите и техните перкутанни точки за достъп (минимални точки за достъп през кожата), от разкъсвания и перфорации на миокарда поради отстраняване или подмяна на тези електроди и от измествания на външни захранвания и системи за управление. Тези обстоятелства създават неотложна нужда от алтернативни технологии и хирургични процедури.

 

Революционният пейсмейкър – колкото оризово зърно

 

 

Последните проучвания върху биоразградими устройства и върху стратегии, ориентирани към материалите, разглеждат определени предизвикателства, но със значителни ограничения, дължащи се на техните физически размери, хирургически изисквания, натоварване на пациента и оперативни механизми. За разлика от конвенционалните механизми за стимулиране, които изискват стимулиращи електроди и отделни захранвания, тази технология използва директно батерийни електроди като стимулиращи електроди.

Революционният пейсмейкър има изключително малък размер – 1,8 мм × 3,5 мм × 1 мм, колкото оризово зрънце.

Той е повече от 2,5 пъти по-малък от всяко друго създадено преди това устройство, и повече от 23 пъти по-малък от всяка биоразградима алтернатива. Теглото на миниатюрния пейсмейкър е само 13,8 мг. Това минимизира натоварването на устройството и рисковете за пациента. Новият пейсмейкър е толкова малък, че се събира на върха на спринцовката. Той се имаплантира в сърцето чрез инжекция през кожата през минимален разрез, който по-малък от 3 милиметра.

Предишният най-малък пейсмейкър в света бе изобретен през 2021-ва и се захранваше с помощта на вградена антена, която ограничаваше възможностите за допълнително смаляване. Междувременно новото устройство има електроди, които при излагане на телесни течности генерират електрически ток. Този дизайн елиминира необходимостта от външен източник на захранване, проводници, излизащи от тялото, и антена.

Новото устройство е биоразградимо, разтваря се и се абсорбира от тялото след приключване на функцията му, което означава, че не се изисква хирургично отстраняване. Новият пейсмейкър също така не пречи на магнитно-резонансната томография и компютърната томография, което е от полза за пациенти, които се нуждаят от рутинно медицинско изображение.

Изследователите са сдвоили новия пейсмейкър с малка, мека, гъвкава, носима лепенка, която се поставя върху гърдите на пациента. Когато тази лепенка открие неравномерен сърдечен ритъм, тя автоматично излъчва импулси от близка инфрачервена светлина. Те светят през кожата, гръдната кост и мускулите на пациента, за да контролират безжично пейсмейкъра, като мигат с честота, съответстваща на желаната сърдечна честота.

Резултатът позволява приложение дори при новородени и позволява имплантиране с помощта на минимално инвазивни хирургични техники. Около един процент от децата се раждат с вродени сърдечни дефекти. След операции на тези дефекти децата обикновено се нуждаят от временни устройства. Затова минималният размер и биоразградимостта прави този пейсмейкър революционен.

 

Първият пейсмейкър и развитието на технологията

 

 

Пейсмейкърът е изобретен от д-р Пол Зол около 1952 година. В началото технологията е включвала външно за тялото устройство с размерите на малко радио или кутия за обувки, тежащо няколко килограма. То е функционирало чрез електронна стимулация с електроди върху гърдите на пациента – подобно на дефибрилатор, но с различна функция.

Технологията е била доста неудобна и се е използвала само в спешни случаи.

Първият имплантиран пейсмейкър е поставен в Швеция през 1958 година. Хирургът Оке Сенинг и инженерът Рун Елмквист поставят пейсмейкър на пациент Анре Ларсон. Устройството е било с размерите на хокейна шайба – около 10 см в диаметър и 5 см дебелина с тегло от около 250 грама. Батерията му е издържала между няколко часа и няколко дни. В крайна сметка с напредването на технологията въпросният пациент е претърпял над 20 смени на устройството.

Масовите устройства в момента са в пъти по-малки и по-леки – с размери около 4-5 см и тегло от около 20-30 г., а батерията им издържа между 10 и 15 години.

 

Ефективност и мултифункционалност на новото миниатюрно устройство

 

 

По време на експериментите учените от Северозападния университет в Чикаго, САЩ доказват ефективността на новите пейсмейкъри при малки и големи животни като мишки, плъхове, кучета и прасета, както и при човешки сърца от донори на органи. Въпреки размера си те осигуряват същата стимулация, колкото устройство с пълен размер.

Пейсмейкърите са толкова малки, че изследователите биха могли безопасно да разположат множество устройства в сърцето. Тази конфигурация би могла да позволи по-сложна стимулация на множество области на нашето сърце, за да се възстанови редовният сърдечен ритъм. Учените добавят, че биха могли да включат новите пейсмейкъри и в други медицински устройства, като например смяна на сърдечни клапи, за да помогнат на кардиолозите да се справят с усложнения, които могат да възникнат по време на възстановяването на пациента.

Изследователите отбелязват, че тези малки биоразградими импланти могат да имат редица приложения извън сърцето. Например те казват, че устройствата биха могли да намерят приложение като електрически стимулатори, използвани за регенерация на нерви и кости, терапия на рани и управление на болката.

 

Заключение

 

 

Възможностите за минимално инвазивни техники за имплантиране на миниатюрния пейсмейкър представляват ключови характеристики с особена стойност за всички педиатрични пациенти и за много възрастни, за които конвенционалните кабелни технологии не са подходящи.

Биоразградимата оптоелектронна система с милиметров мащаб представлява уникален клас технология за пейсмейкър, способна на широки приложения като инжекционни, безжични източници на електростимулация.

Базовата технология може лесно да се адаптира за широк спектър от допълнителни приложения в електротерапията. Областите от особен интерес са електрическата стимулация за регенерация на нервите и костите, терапията на рани, стимулацията на скелетните мускули и управлението на болката.

До следващия понеделник с поредния брой на „Здравен бюлетин“ от forlife.bg.

 

Често задавани въпроси