Valolla käskyttävä sydämentahdistin

Sydämentahdistimet säätelevät kroonisista sydänsairauksista, kuten eteisvärinästä ja muista rytmihäiriöistä kärsivien ihmisten sydämenlyöntejä.

Tahdistimen implantointi on kuitenkin kirurginen toimenpide ja laitteiden tarjoama hengen pelastava uudelleen tahdistus voi olla erittäin tuskallista.

Arizonan yliopiston johtama tutkijaryhmä on suunnitellut langattoman tiedon- ja tehonsiirron varassa toimivan sydämentahdistimen, joka voidaan implantoida vähemmän invasiivisella toimilla kuin tällä hetkellä on mahdollista ja aiheuttaisi potilaille vähemmän kipua uudelleen tahdistuksessa.

Tällä hetkellä saatavilla olevat tahdistimet toimivat liittämällä yksi tai kaksi kontaktipistettä sydämeen. Jos anturit havaitsevat vaarallisen epäsäännöllisyyden, ne täräyttävät sähköiskun sydämen läpi resetoidakseen sykkeen.

"Kaikki sydämessä olevat solut saavat samalla iskun, mukaan lukien kipureseptorit ja se tekee tahdistuksesta tai defibrillaatiosta tuskallista", apulaisprofessori Philipp Gutruf kertoo. "Isku vaikuttaa sydänlihakseen kokonaisuutena."

Gutrufin tiimin kehittämä laite antaisi tahdistukselle mahdollisuuden operoida paljon kohdistetuimmilla signaaleilla käyttämällä verkkomaista rakennetta, joka kattaa koko sydämen ja toimii valolla ja optogenetiikalla.

Optogenetiikka muuttaa solut, yleensä neuronit, olemaan herkkiä valolle ja käyttää sitten valoa vaikuttamaan näiden solujen käyttäytymisen. Näin operaatiot kohdistuvat vain sydän sykkeen tuottaviin lihassoluihin. Tämä tarkkuus ei ainoastaan vähennä sydäntahdistinpotilaiden kipua ohittamalla sydämen kipureseptorit, vaan antaa sydämentahdistimen myös reagoida erilaisiin epäsäännöllisyyksiin tarkoituksenmukaisemmin. Esimerkiksi eteisvärinän aikana sydämen ylä- ja alakammio lyövät asynkronisesti ja sydämentahdistimen tehtävänä on saada ne takaisin synkroniin.

Uusi rakenne koostuu neljästä ohuesta joustavasta kalvosta tehdystä terälehtimäisestä rakenteesta, jotka sisältävät valonlähteitä ja luentaelektrodin. Terälehdet, jotka on erityisesti suunniteltu mukautumaan tapaan, jolla sydän muuttaa muotoaan lyönnissä ja taittumaan ympäröimään sydämen.

Uudessa laiterakenteessa on myös tietotekniikkaa, johon voi syöttää erilaisia algoritmeja, joiden avulla voi tahdittaa edistyneemmällä tavalla.

Uutta laiteratkaisua on onnistuneesti demonstroitu eläinmalleissa ja käytetty lähinnä tutkimuskäytössä mutta tutkijat odottavat työnsä jatkamista, mikä voisi parantaa miljoonien ihmisten elämänlaatua.

Aiheesta aiemmin:

Grafeenikamera kuvaa sydämen sähköistä toimintaa

Anturien 3D-tulostus suoraan sydämeen