Инженерите на Државниот универзитет Пенсилванија создадоа мек електронски имплант, кој се обвиткува околу главна артерија и го намалува крвниот притисок со помош на нежна електрична стимулација, нудејќи можна алтернатива за пациентите кои не реагираат на лекови.
Уредот, наречен CaroFlex, комбинира 3Д печатена растеглива електроника со лепило слично на гел, кое се лепи директно на живото ткиво без конци. Во студиите врз животни системот ги намалил нивоата на крвниот притисок, а воедно избегнал голем дел од иритацијата и оштетувањето на ткивото поврзано со традиционалните импланти.
Истражувачите велат дека технологијата на крајот би можела да поддржи нови третмани за хипертензија отпорна на лекови, состојба која ги остава многу Американци зависни од повеќе лекови со ограничени резултати.
Повеќето имплантирани биоелектроники користат цврсти метали и пластика кои се борат да се движат природно со крвните садови. Артериите постојано се шират и се контрахираат за време на циркулацијата, ставајќи притисок врз цврстите уреди прикачени на нивната површина. Тоа движење може да ја ослабне врската на имплантот со текот на времето и да го оштети блиското ткиво.
Тимот на Државниот универзитет Пенсилванија му пристапи на проблемот поинаку. Наместо тврди материјали, истражувачите го изградиле CaroFlex од спроводливи хидрогели, меки материјали кои тесно ја имитираат флексибилноста на биолошкото ткиво. Имплантот, исто така, користи леплив слој од хидрогел кој му овозможува директно да се врзе за ѕидот на артеријата без хируршки конци.
„Овие уреди обично се држат на место со конци. Овие конци можат да предизвикаат оштетување на ткивата со кои се интегрирани со текот на времето.“ рече Тао Џоу, доцент по инженерска наука и механика на Пен Стејт.
CaroFlex го таргетира барорефлексот на телото, вграден систем кој го регулира крвниот притисок преку нервни сигнали. Имплантот се наоѓа во близина на каротидниот синус, дел од каротидната артерија што содржи нервни завршетоци чувствителни на притисок. Овие рецептори постојано ги следат промените во протокот на крв и испраќаат сигнали до мозокот, кој потоа го прилагодува срцевиот ритам и тензијата на крвните садови. Со испорака на нискофреквентни електрични импулси, имплантот ги стимулира тие рецептори и влијае на тоа како телото реагира на зголемениот крвен притисок.
„За многу пациенти, дури и земањето комбинација од три до пет лекови не го ублажува нивниот висок крвен притисок“, рече Џоу. Тој додаде дека биоелектронските терапии можат да обезбедат друга опција за пациенти чија хипертензија останува неконтролирана и покрај стандардниот третман.
Пред тестирањето на животни, истражувачите ја оцениле издржливоста и електричните перформанси на имплантот во лабораториски експерименти. Хидрогелната структура се растегнала повеќе од двојно од нејзината оригинална големина пред да се скрши. Лепливиот материјал, исто така, одржувашел стабилни перформанси по шест месеци складирање.
Тимот подоцна го имплантирал CaroFlex кај стаорци и ги следел промените на крвниот притисок за време на кратки сесии на стимулација. Четири од петте тестирани електрични поставки го намалиле крвниот притисок за повеќе од 15% во просек.
Истражувачите, исто така, го споредиле уредот со конвенционални електроди базирани на платина. Според тимот, CaroFlex одржувал посигурен контакт со ткивото и испорачувал постабилни електрични перформанси.
Две недели по имплантацијата околното ткиво покажало малку докази за воспаление или активност на имунолошкиот систем.
Истражувачите сега планираат дополнително да го оптимизираат уредот пред да продолжат кон поголеми студии на животни и идно клиничко тестирање кај луѓето. Тие исто така веруваат дека 3Д печатењето може да помогне во забрзувањето на развојот на персонализирани биоелектронски импланти за кардиоваскуларни заболувања и други хронични состојби.
Студијата е објавена во списанието Device.
(Interesting Engineering)
(фото: Instagram)
