Resorbierbarer drahtloser temporärer Schrittmacher, den Ärzte jederzeit überwachen und „nach Gebrauch auflösen“ können

In manchen Film- und Fernseharbeiten kommt eine solche Szene manchmal vor, bei manchen Herzoperationen muss ein temporärer Herzschrittmacher installiert werden, um die Aufrechterhaltung der Herzfunktion zu unterstützen. Aber diese temporären Schrittmacher benötigen oft einen Draht, um mit einem externen Generator verbunden zu werden, der das Herz stimuliert, und bei Bedarf entfernt werden müssen, nachdem sich die Symptome gebessert haben, Verfahren, die zusätzliche Risiken hinzufügen können.

Zu diesem Zweck werden Forscher der Northwestern University und der George Washington University (GW) im Jahr 2021 ein drahtloses implantierbares Gerät entwickeln, das eine vorübergehende Stimulation ermöglichen kann. Es ist nur 250 Mikrometer dick und wiegt weniger als ein halbes Gramm, es ist weich und flexibel, mit eingekapselten Elektroden, die sanft auf die Herzoberfläche laminiert sind, um elektrische Impulse abzugeben.

Dieses leichte Gerät kann für Patienten verwendet werden, die nach einer Herzoperation eine vorübergehende Stimulation benötigen oder auf einen permanenten Schrittmacher warten. Das Gerät verwendet ein Nahfeldkommunikationsprotokoll, um drahtlos Energie von einer externen entfernten Antenne zu gewinnen, ohne dass externe Kabel erforderlich sind.

Darüber hinaus lösen sich alle Komponenten des Herzschrittmachers harmlos im Körper auf, wenn sie nicht verwendet werden, und werden innerhalb von etwa fünf bis sieben Wochen auf natürliche Weise in die biologischen Flüssigkeiten des Körpers aufgenommen, wodurch eine chirurgische Extraktion überflüssig wird.

Jetzt hat ein Forschungsteam der Northwestern University unter der Leitung von John A. Rogers, Igor R. Efimov und Rishi Arora das Gerät verbessert und eine intelligente neue Version entwickelt, die in einen tragbaren Sensor integriert ist. Der neue resorbierbare drahtlose Herzschrittmacher verbindet vier andere Hautschnittstellengeräte zu einem „Körperbereichsnetzwerk“.

Ein batterieloser bioabsorbierbarer Schrittmacher zur vorübergehenden Stimulation des Herzens; ein Herzmodul im Brustkorb versorgt den implantierten Schrittmacher mit Strom, steuert die Stimulationsparameter und erfasst die elektrische Aktivität und die Geräusche des Herzens;

Ein hämodynamisches Modul auf der Stirn misst Pulsoximetrie und Gefäßtonus usw.; ein Atmungsmodul auf der Unterseite des Rachens überwacht Husten und Atemaktivität; Modul für haptisches Feedback.

Bild von: Northwestern University

Sensoren überwachen kontinuierlich verschiedene physiologische Funktionen im Körper, wie Körpertemperatur, Sauerstoffgehalt, Atmung und die elektrische Aktivität des Herzens. Das System verwendet dann Algorithmen, um diese Aktivität zu analysieren, um abnormale Herzrhythmen autonom zu erkennen und zu entscheiden, wann und wie schnell das Herz stimuliert werden soll.

Diese Informationen werden auch an ein Smartphone oder Tablet übertragen, sodass Ärzte den Zustand des Patienten aus der Ferne überwachen können. Das haptische Gerät vibriert in einem bestimmten Muster, um den Träger zu warnen, wenn Sensoren Probleme wie eine falsche Platzierung des Geräts oder einen nicht funktionierenden Herzschrittmacher erkennen.

Während das vorherige Gerät flexibel war, ist das neue Gerät flexibel und belastbar, passt sich besser an wechselnde Herzschläge an und setzt dabei ein entzündungshemmendes Medikament frei, da sich der Schrittmacher langsam und harmlos auflöst.

Darüber hinaus ist das neue Gerät in der Lage, je nach Zustand des Patienten eine bedarfsgesteuerte Stimulation zu liefern, und ein auf der Brust montiertes Herzmodul zeichnet in Echtzeit ein Elektrokardiogramm auf, um die Herzaktivität zu überwachen. In der Studie verglichen die Forscher diese drahtlose Technologie mit dem Goldstandard-Elektrokardiogramm und stellten fest, dass es so genau und präzise ist wie ein klinisches System.

Das bedeutet, dass dieses einfache und in sich geschlossene Schrittmachersystem Krankheiten automatisch erkennen und behandeln kann. Patienten, die eine vorübergehende Stimulation benötigen, müssen nicht durch die Geräte im Krankenhaus eingeschränkt werden und können sich unter der Fernüberwachung von Ärzten erholen, wodurch die medizinischen Kosten gesenkt und Ressourcen für andere Patienten freigesetzt werden.

Die Forscher stellten auch fest, dass dieses Schrittmachersystem für schwache Patienten wie Säuglinge am vorteilhaftesten ist. Zehntausende von Babys werden jedes Jahr mit Herzproblemen geboren, von denen viele lebensbedrohlich sind und eine sofortige Operation erfordern, von denen fast alle temporäre Herzschrittmacher benötigen.

Nach etwa fünf bis sieben Tagen wird der Schrittmacher nicht mehr benötigt, wenn das Herz seine Fähigkeit zur Selbststimulation wiedererlangt. Während die Wahrscheinlichkeit von Komplikationen bei der aktuellen Entfernung des Schrittmachers gering ist, könnten Babys mit diesen resorbierbaren drahtlosen Schrittmachern die Schmerzen einer zweiten Operation ersparen.

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Liebe Faner | Ursprünglicher Link · Kommentare anzeigen · Sina Weibo