توسعه کوچکترین ضربان ساز جهان که با سرنگ تزریق می‌شود

این دستگاه از نور مادون قرمز استفاده می‌کند که به طور عمیق و ایمن به بدن نفوذ می‌کند.

به نقل از آی‌ای، این ضربان‌ساز جدید که برای ضربان‌سازی موقت طراحی شده است برای نوزادانی مفید است که از نقایص مادرزادی قلب رنج می‌برند، زیرا در صورت نیاز به ضربان‌سازهای سنتی، جایگزین کمتر تهاجمی به حساب می‌آید.

این دستگاه کوچکتر از یک دانه برنج است و می‌تواند به یک ابزار پوشیدنی نرم، انعطاف پذیر و بی‌سیم که برای اتصال به سینه بیمار طراحی شده است، متصل شود. این دستگاه ترموستاتیک، ضربان قلب فرد را کنترل می‌کند و هنگامی که ضربان قلب نامنظم تشخیص داده می‌شود، پالس نوری از خود ساطع می‌کند که می‌تواند از پوست عبور کرده و ضربان‌ساز را فعال کند.

جان اِی راجرز (John A. Rogers)، محقق پیشگام در بیوالکترونیک نورث وسترن، که توسعه دستگاه را رهبری می‌کرد، می‌گوید: ما طبق دانش خود کوچکترین ضربان ساز جهان را توسعه داده‌ایم.

ایگور افیموف (Igor Efimov)، سرپرست این مطالعه، افزود: انگیزه اصلی ما کودکان بودند. حدود یک درصد از کودکان با نقایص مادرزادی قلب متولد می‌شوند و خبر خوب این است که این کودکان تنها پس از جراحی به ضربان‌ساز موقت نیاز دارند. اکنون، ما می‌توانیم این ضربان ساز کوچک را روی قلب کودک قرار دهیم و آن را با یک دستگاه نرم، ملایم و پوشیدنی تحریک کنیم و هیچ جراحی اضافی برای برداشتن آن لازم نیست.

یک نوآوری کوچک که با انرژی بدن کار می‌کند

چالش برانگیزترین بخش کاهش اندازه ضربان ساز، منبع تغذیه آن بود. این گروه سیستم آنتن فعال شونده با ارتباط میدان نزدیک را مجددا به شکل یک سیستم فعال شونده با نور طراحی کرد که کارایی دستگاه را به شدت افزایش داد و در عین حال اندازه آن را نیز به شدت کاهش داد.

برای کوچکتر کردن دستگاه، گروه تحقیقاتی مجبور شدند در مورد نحوه تامین انرژی دستگاه تجدید نظر کنند. به جای استفاده از باتری، این ضربان‌ساز اکنون به عنوان یک سلول گالوانیکی کوچک کار می‌کند که با استفاده از دو الکترود فلزی مختلف و سیالات زیستی بدن، پالس‌های الکتریکی تولید می‌کند.

راجرز می‌گوید: زمانی که ضربان‌ساز در بدن کاشته می‌شود، زیست سیال‌های اطراف به‌عنوان الکترولیت رسانا عمل می‌کنند و باتری را تشکیل می‌دهند.

یک سوئیچ بسیار کوچک که با نور فعال می‌شود در طرف مقابل باتری به ما این امکان را می‌دهد که دستگاه را از حالت خاموش به حالت روشن تغییر دهیم.

این دستگاه از نور مادون قرمز استفاده می‌کند که به طور عمیق و ایمن به بدن نفوذ می‌کند. هنگامی که این ابزار پوشیدنی کاهش خطرناک ضربان قلب را تشخیص می‌دهد، به طور خودکار LED را روشن می‌کند تا با ریتم طبیعی قلب چشمک بزند و ضربان‌ساز را بر این اساس فعال می‌کند.

با توجه به اندازه کوچک این ضربان سازها، پزشکان می‌توانند چندین دستگاه را در نقاط مختلف اطراف قلب کاشته و سپس با استفاده از نورهای رنگی مختلف آنها را به طور جداگانه روشن کنند. این ممکن است درمان سایر نارسایی‌های قلبی، از جمله آریتمی را ممکن کند.

این فناوری پیشرفته همچنین کاربردهای دیگری در پزشکی بیوالکترونیک مانند تسریع بهبودی اعصاب و استخوان‌ها، درمان زخم‌ها یا مسدود کردن مسیر درد دارد.

این مطالعه در مجله نیچر منتشر شده است.