อุปกรณ์ที่บาง ยืดหยุ่น และน้ำหนักเบาสามารถใช้กับผู้ป่วยที่ต้องการการเว้นจังหวะชั่วคราวหลังการผ่าตัดหัวใจหรือขณะรอเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบถาวร ส่วนประกอบทั้งหมดของเครื่องกระตุ้นหัวใจสามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพและดูดซึมเข้าสู่ของเหลวชีวภาพของร่างกายตามธรรมชาติตลอดระยะเวลา 5-7 สัปดาห์ โดยไม่ต้องผ่าตัด

อุปกรณ์ดังกล่าวรวบรวมพลังงานแบบไร้สายจากเสาอากาศระยะไกลภายนอกโดยใช้โปรโตคอลการสื่อสารระยะใกล้ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเดียวกับที่ใช้ในสมาร์ทโฟนสำหรับการชำระเงินทางอิเล็กทรอนิกส์และในแท็ก RFID ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่และฮาร์ดแวร์ที่ทนทาน รวมทั้งสายไฟ (หรือตะกั่ว) ไม่เพียงแต่นำไปสู่การติดเชื้อเท่านั้น แต่ยังอาจกลายเป็นเนื้อเยื่อแผลเป็นซึ่งสร้างความเสียหายเพิ่มเติมเมื่อนำออก

การศึกษาจะเผยแพร่ในวันที่ 28 มิถุนายนในวารสารNature Biotechnology บทความนี้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ในกลุ่มสัตว์ขนาดใหญ่และขนาดเล็ก

จอห์น เอ. โรเจอร์สแห่งนอร์ธเวสเทิร์นซึ่งเป็นผู้นำการพัฒนาอุปกรณ์กล่าวว่า "ฮาร์ดแวร์ที่วางอยู่ในหรือใกล้หัวใจทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการติดเชื้อและภาวะแทรกซ้อนอื่นๆ "เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบไร้สายและแบบชั่วคราวของเราเอาชนะข้อเสียที่สำคัญของอุปกรณ์ชั่วคราวแบบเดิมโดยขจัดความจำเป็นในการทะลุผ่านผิวหนังสำหรับขั้นตอนการสกัดด้วยการผ่าตัด ซึ่งจะทำให้มีศักยภาพในการลดค่าใช้จ่ายและผลลัพธ์ที่ดีขึ้นในการดูแลผู้ป่วย อุปกรณ์ประเภทที่ผิดปกตินี้สามารถแสดงถึงอนาคต เทคโนโลยีการเว้นจังหวะชั่วคราว”

"บางครั้งผู้ป่วยต้องการเครื่องกระตุ้นหัวใจชั่วคราวเท่านั้น บางทีอาจหลังการผ่าตัดหัวใจแบบเปิด หัวใจวาย หรือการใช้ยาเกินขนาด" ดร.ริชิ อาโรรา แพทย์โรคหัวใจแห่ง Northwestern Medicine ผู้ร่วมวิจัยกล่าว “หลังจากที่หัวใจของผู้ป่วยมั่นคงแล้ว เราสามารถถอดเครื่องกระตุ้นหัวใจออกได้ มาตรฐานการดูแลในปัจจุบันเกี่ยวข้องกับการสอดลวดเข้าไป ซึ่งคงอยู่กับที่เป็นเวลาสามถึงเจ็ดวัน สิ่งเหล่านี้มีโอกาสติดเชื้อหรือหลุดออกมาได้”

Igor Efimov จาก GW ซึ่งร่วมเป็นผู้นำการศึกษาร่วมกับ Rogers และ Arora กล่าวว่า "แพลตฟอร์มอิเล็กทรอนิกส์ชั่วคราวนี้เปิดบทใหม่ทั้งหมดในด้านการแพทย์และการวิจัยทางชีวการแพทย์ "วัสดุที่ดูดซับได้ทางชีวภาพซึ่งเป็นรากฐานของเทคโนโลยีนี้ทำให้สามารถสร้างอุปกรณ์ชั่วคราวสำหรับการวินิจฉัยและการรักษาเพื่อติดตามความก้าวหน้าของโรคและการรักษา นำเสนอด้วยไฟฟ้า เภสัชวิทยา เซลล์บำบัด การเขียนโปรแกรมยีนใหม่ และอื่นๆ"

Rogers เป็น Louis Simpson และ Kimberly Querrey ศาสตราจารย์ด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ วิศวกรรมชีวการแพทย์และศัลยกรรมประสาทใน McCormick School of Engineering และ Feinberg School of Medicine และผู้อำนวยการ Querrey Simpson Institute for Bioelectronics Arora เป็นศาสตราจารย์ด้านการแพทย์ที่ Feinberg และผู้อำนวยการศูนย์วิจัยภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ Efimov เป็นศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ของ Alisann และ Terry Collins ที่ GW

ปลดลีดที่เข้มงวด เสี่ยงภัย

ในปัจจุบัน ในการตั้งค่าการเว้นจังหวะชั่วคราวหลังการผ่าตัดหัวใจแบบเปิด ศัลยแพทย์จะต้องเย็บขั้วไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นหัวใจชั่วคราวที่กล้ามเนื้อหัวใจระหว่างการผ่าตัด เหล่านี้มีสายที่ออกจากด้านหน้าของหน้าอกของผู้ป่วย เชื่อมต่อกับกล่องเว้นจังหวะภายนอกที่ส่งกระแสเพื่อควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจ

เมื่อไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบชั่วคราวอีกต่อไป แพทย์จะถอดขั้วไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นหัวใจออก แม้ว่าอาการผิดปกติที่อาจเกิดขึ้นได้จากการฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจชั่วคราว ได้แก่ การติดเชื้อ การเคลื่อนตัวออก เนื้อเยื่อฉีกขาดหรือเสียหาย การตกเลือด และลิ่มเลือด

ด้วยเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบชั่วคราวของ Northwestern และ GW ศัลยแพทย์และผู้ป่วยสามารถหลีกเลี่ยงขั้นตอนที่อาจมีความเสี่ยงนี้ได้ อุปกรณ์ฝังอย่างสมบูรณ์มีน้ำหนักเบาและบาง โดยมีความหนา 250 ไมครอนและน้ำหนักน้อยกว่าครึ่งกรัม นุ่มและยืดหยุ่น โดยห่อหุ้มอิเล็กโทรดที่เคลือบบนพื้นผิวของหัวใจอย่างนุ่มนวลเพื่อส่งชีพจรไฟฟ้า

"แทนที่จะใช้สายไฟที่ติดเชื้อและหลุดออกมา เราสามารถฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจที่เข้ากันได้ทางชีวภาพแบบไร้สารตะกั่ว" Arora กล่าว "วงจรถูกฝังโดยตรงบนพื้นผิวของหัวใจ และเราสามารถเปิดใช้งานได้จากระยะไกล ในช่วงหลายสัปดาห์ เครื่องกระตุ้นหัวใจชนิดใหม่นี้จะ "ละลาย" หรือเสื่อมคุณภาพไปเอง ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องถอดเครื่องกระตุ้นหัวใจออกทางกายภาพ อิเล็กโทรด นี่อาจเป็นชัยชนะที่สำคัญสำหรับผู้ป่วยหลังผ่าตัด

"ด้วยการปรับเปลี่ยนเพิ่มเติม ในที่สุดอาจเป็นไปได้ที่จะฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจที่ดูดซึมได้ทางชีวภาพดังกล่าวผ่านทางหลอดเลือดดำที่ขาหรือแขน" เขากล่าวเสริม "ในกรณีนี้ อาจเป็นไปได้ที่จะจัดให้มีการเว้นจังหวะชั่วคราวแก่ผู้ป่วยที่มีอาการหัวใจวายหรือผู้ป่วยที่เข้ารับการผ่าตัดโดยใช้สายสวน เช่น การเปลี่ยนลิ้นหัวใจเอออร์ตาผ่านสายสวน"

ให้ความสำคัญกับความสะดวกสบายของผู้ป่วย

แพทย์ศัลยแพทย์ทางตะวันตกเฉียงเหนือ Dr. Duc Thinh Pham ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยนี้ จินตนาการว่าเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบชั่วคราวจะทำให้ผู้ป่วยของเขาสบายใจขึ้นอย่างไม่ต้องสงสัย เมื่อใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบปัจจุบัน ผู้ป่วยมักรู้สึกไม่สบายเป็นเวลาหลายวันหลังจากใส่สายวัด จากนั้นพวกเขาต้อง จำกัด การเคลื่อนไหวและกิจกรรมเพื่อป้องกันไม่ให้ผู้นำหลุดออกไป

“เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบชั่วคราวนี้ยอดเยี่ยม” Pham ผู้ทำการผ่าตัดหัวใจมากกว่า 2,000 ครั้งตลอดอาชีพการงานของเขากล่าว "นอกเหนือจากการแก้ไขปัญหาเบื้องต้นของผู้ป่วยหลังผ่าตัดหัวใจเป็นครั้งคราวซึ่งจำเป็นต้องเว้นจังหวะชั่วคราวเนื่องจากการอุดตันหรือภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ อุปกรณ์ดังกล่าวยังช่วยแก้ปัญหารองของความสะดวกสบายของผู้ป่วย ความสามารถในการเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ และการฟื้นฟู หากประสบความสำเร็จ อุปกรณ์นี้จะปรับปรุง a หลักสูตรหลังการผ่าตัดของผู้ป่วย”

การกระทำที่หายไป

นี่เป็นตัวอย่างที่สองของยาอิเล็กทรอนิกส์ที่ดูดซับได้ทางชีวภาพจากห้องทดลองของ Rogers ซึ่งศึกษาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชั่วคราวมานานกว่าทศวรรษ ในปี 2018 โรเจอร์สและเพื่อนร่วมงานได้สาธิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ดูดซับน้ำได้เครื่องแรกของโลก ซึ่งเป็นอุปกรณ์ฝังที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งเร่งการงอกใหม่ของเส้นประสาท อุปกรณ์ดูดซับทางชีวภาพของทีมไม่มีอันตรายโดยสิ้นเชิง คล้ายกับเย็บแผลที่ดูดซับได้ หลังจากการย่อยสลายอย่างสมบูรณ์ อุปกรณ์ต่างๆ จะหายไปโดยสมบูรณ์ผ่านกระบวนการทางชีววิทยาตามธรรมชาติของร่างกาย

Dr. Bradley Knight, Chester C. และ Deborah M. Cooley ศาสตราจารย์พิเศษด้านโรคหัวใจที่ Feinberg และผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าวว่า "เห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องมีเครื่องกระตุ้นหัวใจชั่วคราวที่ดีกว่า" "เมื่อฉันได้เรียนรู้เกี่ยวกับเครื่องกระตุ้นเส้นประสาทที่ดูดซึมได้ทางชีวภาพครั้งแรก ฉันได้ติดต่อศาสตราจารย์โรเจอร์สเพื่อสำรวจความเป็นไปได้ในการใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจ เขาได้เริ่มทำงานกับดร. เอฟิมอฟแล้วเพื่อพัฒนาเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบดูดซับชีวภาพรุ่นเล็กเพื่อเป็นหลักฐาน แนวคิด จากนั้น เราทำงานร่วมกับทั้งสองทีมเพื่อพัฒนาเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบ bioresorbable ไร้สารตะกั่ว ซึ่งอาจมีประสิทธิภาพในระดับมนุษย์ เป็นตัวอย่างที่ดีของสิ่งที่เราสามารถสร้างขึ้นที่ Northwestern โดยการเชื่อมโยงความเชี่ยวชาญในด้านวิศวกรรมและการแพทย์ "

อาจต้องใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจชั่วคราวที่ใดก็ได้ตั้งแต่สองสามวันจนถึงหลายสัปดาห์ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผู้ป่วย ด้วยการเปลี่ยนองค์ประกอบและความหนาของวัสดุในอุปกรณ์ ทีมของ Rogers สามารถควบคุมจำนวนวันที่ยังคงทำงานได้อย่างถูกต้องก่อนที่จะละลาย

"เราสร้างอุปกรณ์เหล่านี้จากวัสดุที่ปลอดภัย ดูดซับได้ทางชีวภาพประเภทต่างๆ และในสถาปัตยกรรมที่ปรับให้เหมาะสม เพื่อให้การทำงานมีเสถียรภาพตลอดระยะเวลาซึ่งค่อนข้างนานกว่าความจำเป็นทางคลินิก" นายโรเจอร์สกล่าว "เราสามารถปรับแต่งอุปกรณ์ให้เหมาะสมกับช่วงอายุขัยที่หลากหลาย โดยทั่วไปแล้ว เทคโนโลยีชั่วคราวอาจให้การรักษาหรือการรักษาในสภาวะทางการแพทย์ที่หลากหลายได้ ในแง่หนึ่ง ถือเป็นรูปแบบทางวิศวกรรมของยา"บาคาร่า สมัครบาคาร่า