Studie toon vir die eerste keer dat 'n innoverende selfaangedrewe hartpasaangeër suksesvol in varke getoets is
ons hart handhaaf 'n pas deur sy interne pasaangeër genoem sinoatriale node (SA node), ook genoem sinus node geleë in die boonste regterkantste kamer. Hierdie interne pasaangeër stel elektriese lading 60-100 keer in 'n minuut vry en hierdie energie voer sametrekkings in hartspiere uit wat ons hart toelaat om bloed deur ons liggaam te pomp. Soos ons ouer word of 'n siekte kry, is hierdie interne pasaangeër is nie in staat om die hart behoorlik te laat klop nie. Onreëlmatige hartklop word ook veroorsaak deur 'n toestand genaamd aritmie wat 'n mens se hart se normale tempo vertraag. Om hierdie verlies te vervang, 'n tradisionele hart pasaangeër – ’n battery-aangedrewe elektroniese toestel – kan chirurgies in ’n pasiënt ingeplant word om hartklop te reguleer en die hart bestendig te laat klop.
'n Tradisionele hartpasaangeër
Die toestel bestaan uit 'n battery-aangedrewe pulsgenerator wat onder die vel naby die sleutelbeen ingeplant word. Dit het ook geïsoleerde drade wat die toestel met die hart verbind. Die elektroniese stroombaan genereer elektriese seine wat via elektrodes aan die hart gelewer word. Die pasaangeër is 'n lewensreddende toestel; een beduidende beperking van huidige pasaangeërs is egter dat hulle te eniger tyd tussen 5 en 12 jaar van die eerste keer vervang moet word as gevolg van die battery se beperkte lewensduur. Die inplanting kan slegs deur middel van 'n indringende chirurgie met behulp van plaaslike verdowing gedoen word, wat self uitdagend is aangesien 'n pasiënt se borsholte oopgemaak moet word. Chirurgie is nie net duur nie, maar dit verhoog ook die pasiënt se risiko van komplikasies, infeksies of selfs bloeding. 'n Ander soort piepklein pasaangeër is ontwerp wat via 'n kateter ingeplant kan word om chirurgie te vermy, maar dit word nog getoets.
Navorsers het gefokus op bou hartpasaangeërs wat alternatiewelik natuurlike energie van 'n persoon se eie hartklop kan gebruik in plaas van battery. Teoreties sou so 'n pasaangeër nie vervang hoef te word sodra dit binne 'n pasiënt ingeplant is nie. Plutonium-aangedrewe pasaangeërs is baie dekades vroeër vervaardig. Eksperimentele ontwerp van nuwe pasaangeërs het tot dusver verskeie beperkings ondervind – soos rigiede ontwerpstruktuur wat sy krag en komplikasies met miniaturisering beperk.
'n Innoverende batterylose pasaangeër met 'n unieke ontwerp
In 'n nuwe studie gepubliseer in ACS Nano navorsers van Nasionale Sleutellaboratorium vir Wetenskap en Tegnologie, Sjanghai, China het 'n klein roman ontwerp pasaangeër toestel wat aangedryf kan word uit energie van 'n mens se eie hartklop en hulle het hierdie toestel suksesvol in varke getoets. Die nuwe toestel kan onder die hart ingedruk word eerder as naby die sleutelbeen soos met konvensionele pasaangeërs. Die pasaangeër is gebaseer op 'n ideale simbiotiese verhouding tussen 'n mens se hart en die toestel.
Die ontwerp van hierdie nuwe pasaangeër is begin deur eers 'n klein buigsame plastiekraam te maak. Hierdie raam is gebind met piëso-elektriese lae wat wanneer dit gebuig is, energie opwek. Hierdie deel, wat energie 'stroper' genoem word, is op 'n skyfie geplaas. Die toestel is in varke ingeplant en daar is waargeneem dat die diere se eie hartklop die vorm van die raam kan verander (buig) en sodoende genoeg energie (krag) opwek wat gelykstaande is aan 'n battery-aangedrewe pasaangeër. Die toestel se buigsame plastiekraamwerk stel dit in staat om meer energie uit die hart op te vang in vergelyking met tradisionele pasaangeërs wat harde omhulsels het.
Aangesien mense 'n fisiologie het wat baie soortgelyk is aan varke, is dit pasaangeër kan ook goed in mense werk. Navorsers wys op 'n paar tegniese kwessies wat aangespreek sal moet word, byvoorbeeld die toestel bestaan uit drie afsonderlike tegnologieë - energie-stroper, pasaangeër skyfie en drade – wat in een toestel geïntegreer moet word. Verdere toetsing in diere en dan in mense kan die toestel se langtermynstabiliteit bevestig. So 'n toestel sal, indien suksesvol, indringende chirurgie slegs een keer vereis, wat die pasiënt se risiko van komplikasies verminder. Een groot beperking van hierdie nuwe toestel kan wees dat dokters moontlik nie pasiënte op afstand kan monitor soos in die geval van battery-aangedrewe pasaangeërs nie.
***
Bronne)
Ning L et al. 2019. Direkte aandryf van 'n regte hartpasaangeër deur natuurlike energie van 'n hartklop. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567
***
