Rannsókn sýnir í fyrsta skipti nýstárlegan sjálfknúnan hjartagangráð sem var prófaður með góðum árangri í svínum
okkar Hjarta heldur hraða í gegnum innri þess gangráð kallaður sinoatrial node (SA node), einnig kallaður sinus node staðsettur í efra hægra hólfinu. Þessi innri gangráður losar rafhleðslu 60-100 sinnum á mínútu og þessi orka framkallar samdrætti í hjartavöðvum sem gera hjarta okkar kleift að dæla blóði um líkamann. Eins og við eldum eða fáum veikindi, þetta innri gangráð er ófær um að halda hjartsláttinum almennilega. Óreglulegur hjartsláttur stafar einnig af ástandi sem kallast hjartsláttartruflanir sem hægir á eðlilegum hjartslætti. Til að koma í stað þessa taps, hefðbundið hjarta gangráð – rafeindaknúið rafeindatæki – hægt að græða skurðaðgerð inn í sjúkling til að jafna hjartslátt og halda hjartsláttinum stöðugum.
Hefðbundinn gangráður
Tækið samanstendur af rafhlöðuknúnum púlsgjafa sem er græddur undir húðina nálægt kragabeininu. Það er einnig með einangruðum vírum sem tengja tækið við hjartað. Rafeindarásin framleiðir rafboð sem berast til hjartans í gegnum rafskaut. Gangráðurinn er björgunartæki; Hins vegar er ein marktæk takmörkun núverandi gangráða að það þarf að skipta um þá hvenær sem er á milli 5 og 12 ára þegar þeir eru settir í vegna takmarkaðs líftíma rafhlöðunnar. Ígræðsluna er aðeins hægt að gera með ífarandi skurðaðgerð með staðdeyfingu sem sjálft er krefjandi þar sem opna þarf brjósthol sjúklings. Skurðaðgerð er ekki aðeins dýr heldur eykur hún einnig hættu sjúklinga á fylgikvilla, sýkingum eða jafnvel blæðingum. Önnur tegund af örsmáum gangráði hefur verið hönnuð sem hægt er að græða í gegnum legg til að forðast skurðaðgerð en hann er enn í prófun.
Vísindamenn hafa einbeitt sér að byggingu gangráða sem gæti að öðrum kosti notað náttúrulega orku frá eigin hjartslætti í stað rafhlöðu. Fræðilega séð þyrfti ekki að skipta um slíkan gangráð þegar hann hefur verið græddur inn í sjúkling. Plútoníumknúnir gangráðar hafa verið framleiddir mörgum áratugum fyrr. Tilraunahönnun nýrra gangráða hefur staðið frammi fyrir nokkrum takmörkunum hingað til - eins og stíf hönnunarbygging sem takmarkar kraft þess og fylgikvilla við smæðun.
Nýstárlegur rafhlöðulaus gangráður með einstakri hönnun
Í nýrri rannsókn sem birt var í ACS Nano vísindamenn frá National Key Laboratory for Science and Technology, Shanghai, Kína, lögðu upp með að hanna litla skáldsögu gangráð tæki sem hægt er að knýja frá orku frá eigin hjartslætti og þeir reyndu þetta tæki með góðum árangri í svínum. Hægt er að setja nýja tækið undir hjartað frekar en nálægt kragabeini eins og með hefðbundna gangráða. Gangráðurinn byggir á fullkomnu samlífi milli hjarta manns og tækis.
Hönnun þessa nýja gangráðs var hafin með því að búa til lítinn sveigjanlegan plastgrind. Þessi rammi var tengdur með piezoelectric lögum sem þegar það er beygt mynda orku. Þessi hluti, sem kallast orku 'harvester', var settur á flís. Tækið var grætt í svínum og sást að hjartsláttur dýranna sjálfs gæti breytt (beygt) lögun rammans og myndað þannig næga orku (afl) sem jafngildir rafhlöðuknúnum gangráð. Sveigjanlegur plastgrind tækisins gerir því kleift að fanga meiri orku frá hjartanu samanborið við hefðbundna gangráða sem eru með hörð hulstur.
Þar sem menn hafa lífeðlisfræði mjög svipaða svín, þetta gangráð gæti virkað vel í mönnum líka. Vísindamenn benda á nokkur tæknileg vandamál sem þarf að taka á, til dæmis samanstendur tækið af þremur aðskildum tækni - orkuuppskeru, gangráð flís og vír – sem þarf að sameina í eitt tæki. Frekari prófanir á dýrum og síðan á mönnum geta staðfest langtímastöðugleika tækisins. Slík tæki ef vel tekst mun aðeins þurfa ífarandi skurðaðgerð einu sinni sem dregur úr hættu á fylgikvillum sjúklings. Ein helsta takmörkun þessa nýja tækis gæti verið sú að læknar gætu hugsanlega ekki fylgst með sjúklingum fjarstýrt eins og þegar um rafhlöðuknúna gangráða er að ræða.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
Ning L o.fl. 2019. Kveikir beint á alvöru hjartagangráði með náttúrulegri orku hjartsláttar. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567
