Истражувачи на МИТ развија неинвазивна алтернатива на стандардните срцеви импланти без операција: ултразвучна пејсмејкерска лепенка. Интересно е што новиот уред едноставно се нанесува на градите.
Користи фокусирани ултразвучни бранови за да го диктираат ритамот на чукањето на срцето. Технологијата спојува надворешна акустична лепенка со најсовремена научна област позната како соногенетика. Во оваа област генетски модифицираните клетки реагираат директно на звукот.
„Веруваме дека еден ден би можеле да имате налепници на телото што би можеле да прават долгорочно снимање длабоко во телото, а исто така да прават стимулација за терапевтски ефекти, на неинвазивен начин со затворена јамка“, рече Сјуанхе Жао, професор по машински инженеринг и градежен и еколошки инженеринг на МИТ.
Стандардните пејсмејкери претежно користат директни електрични импулси. Спасуваат милиони животи, но бараат инвазивна хирургија и директен контакт со срцевото ткиво.
Научниците знаат дека ултразвукот може безбедно да навлезе во телото и да влијае на ткивото, но претходните обиди да се користи за срцев пејсмејкер беа премногу слаби и недоследни за да бидат одржливи. За да се реши ова, истражувачкиот тим се сврте кон соногенетиката.
Прво, специјализирана генска терапија беше користена за модифицирање на срцевите клетки, воведувајќи прилагодени јонски канали, кои се отвораат кога се погодени од специфични акустични фреквенции. Кога надворешната ултразвучна лепенка ќе испушти пулс, овие модифицирани канали веднаш се отвораат, дозволувајќи наплив на калциум да влезе во клетката. Тој прилив на калциум е точното хемиско зелено светло што ѝ е потребно на срцевата клетка за да се стисне и да чука.
„Овие канали сега можат подобро да го „слушаат“ ултразвукот и можат да се отворат за да го пропуштат калциумот, што е она што директно ја активира клетката и предизвикува таа да чука“, објасни Чен Гонг, првиот автор на трудот.
Инженерите ја спакуваа оваа акустична технологија во уред со големина на поштенска марка. Направена од високо рафиниран хидрогел, лепенката цврсто се држи до човечката кожа, додека дозволува ултразвучните бранови да минуваат низ нив со совршена јасност.
Резултатите во лабораторијата биле моментални. Кога биле тестирани на модифицирани човечки срцеви клетки, клетките веднаш се совпаднале со ритамот на ултразвукот. Во тестовите во живо на стаорци кои доживувале опасни аритмии минијатурната лепенка брзо ги стабилизирала нивните неправилни срцеви отчукувања. Ги вратила бавните, нестабилни срца назад во здраво, живописно темпо.
Како би изгледало ова за вистински човечки пациенти? Тимот предвидува едноставен, двостепен клинички пристап. Пациентот прво би примил еднократна инјекција. Оваа генска терапија – моделирана според постојните третмани одобрени од FDA за нарушувања како што е српеста анемија – трајно би ги подготвила срцевите клетки да слушаат акустични сигнали. Оттаму, пациентот едноставно носи лепенка со големина на печат, која се поврзува со џебен пакет батерии.
„Сметаме дека овој чекор би бил клинички преводлив како форма на генска терапија што би можела да овозможи неинвазивни пејсмејкери“, изјави Гонг.
Доколку биде валидирана за човечка употреба, оваа технологија ќе ја редефинира медицината. Студијата за оваа иновација е објавена во списанието Nature Biomedical Engineering на 2 јуни.
(Interesting Engineering)
(фото: Modern Heart and Vascular)
