Αμερικανοί επιστήμονες δοκίμασαν μια ασύρματη καρδιά

Σύμφωνα με τους συγγραφείς της νέας εφεύρεσης, οι ασθενείς με τεχνητή καρδιά ή βοηθητική αντλία αίματος θα μπορούν να αποκτήσουν μεγαλύτερη ελευθερία κινήσεων από πριν με τη βοήθεια του νέου συστήματος.

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον και το Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Πίτσμπουργκ (UPMC) δοκίμασαν ένα ασύρματο σύστημα τροφοδοσίας σε συνδυασμό με μια εμπορική συσκευή κοιλιακής υποβοήθησης (VAD).

Το έργο, που ονομάζεται Free-range Resonant Electrical Energy Delivery (FREE-D), διευθύνεται από τον Joshua Smith, ο οποίος εντάχθηκε στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον από την Intel, όπου πέρασε αρκετά χρόνια εργαζόμενος σε ένα σύστημα μετάδοσης ισχύος μέσω αέρος.

Μιλάμε για μια τεχνολογία που, ρυθμίζοντας τη συχνότητα συντονισμού και άλλες παραμέτρους των πηνίων λήψης και μετάδοσης, καθιστά δυνατή τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε μεσαίες αποστάσεις (δεκάδες εκατοστά - μέτρα) με υψηλή απόδοση.

Οι καρδιολόγοι έχουν πειραματιστεί στο παρελθόν με επαγωγικά συστήματα τροφοδοσίας για το εμφύτευμα καρδιακής αντλίας, θέλοντας να απαλλαγούν από τα καλώδια που διέρχονται από το δέρμα (μια πύλη για μόλυνση, αυξάνοντας τον κίνδυνο επιπλοκών). Ωστόσο, απλές τεχνολογίες (όπως αυτές που χρησιμοποιούνται στις ασύρματες ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες) απογοήτευσαν τους γιατρούς - το εύρος μετάδοσης ήταν λίγα χιλιοστά και εμφανίστηκε μια παρενέργεια με τη μορφή περιττής θέρμανσης των ιστών.

Η μηχανική καρδιά βρίσκεται στον κύκλο, με ολόκληρη την ασύρματη αλυσίδα μετάδοσης ρεύματος στο βάθος (φωτογραφία Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον).

Το σύστημα του Smith ξεπερνά αυτά τα μειονεκτήματα. Αποτελείται από δύο ζεύγη πηνίων. Το πρώτο (στα δεξιά στην παραπάνω φωτογραφία) συνδέεται με το ηλεκτρικό δίκτυο και μεταδίδει ενέργεια στο δεύτερο πηνίο (στο κέντρο), το οποίο, θεωρητικά, μπορεί να τοποθετηθεί στα ρούχα του ασθενούς.

Αυτό το δεύτερο πηνίο φορτίζει την μπαταρία προσωρινής αποθήκευσης που φοράει το άτομο (απαραίτητη για την επέκταση της αυτονομίας) και παρέχει επίσης ρεύμα σε ένα άλλο, μικρότερο πηνίο μετάδοσης. Αυτό το πηνίο ήδη ασχολείται με τη μετάδοση ενέργειας σε ένα πολύ μικρό (μόνο 4,3 cm σε διάμετρο) πηνίο λήψης (στα αριστερά στη φωτογραφία), που βρίσκεται στο ανθρώπινο σώμα και συνδέεται με την τεχνητή καρδιά, καθώς και με την εσωτερική μπαταρία προσωρινής αποθήκευσης.

Μέχρι στιγμής, η διάταξη έχει δοκιμαστεί σε εργαστηριακό περιβάλλον. Τα πηνία τοποθετήθηκαν σε ένα τραπέζι και η συσκευή VAD που ήταν συνδεδεμένη με αυτά λειτουργούσε σε μια κούπα υγρού. Η ισχύς μεταδιδόταν αξιόπιστα με απόδοση περίπου 80%, σύμφωνα με δελτίο τύπου του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον.

Στο μέλλον, οι συγγραφείς του έργου βλέπουν την ακόλουθη εικόνα. Αρκετά πηνία μετάδοσης θα πρέπει να τοποθετηθούν στο σαλόνι ή στο χώρο εργασίας του ασθενούς - στους τοίχους, στην οροφή, κάτω από το κρεβάτι και στην καρέκλα. Θα πρέπει να παρέχουν σε ένα άτομο με καρδιακό εμφύτευμα σχεδόν συνεχή επαναφόρτιση της μπαταρίας. Για να τα φορτίσει, δεν θα χρειάζεται να συνδεθεί σε πρίζες.

Σε ένα ειδικά εξοπλισμένο δωμάτιο, ένας ασθενής με τεχνητή καρδιά ή συσκευή υποβοήθησης κοιλίας θα μπορούσε να ζει και να εργάζεται πιο ελεύθερα από ό,τι με παλαιότερα συστήματα, στα οποία η λειτουργικότητα του εμφυτεύματος εξαρτάται εξ ολοκλήρου από μια μπαταρία που απαιτεί τακτική σύνδεση στο δίκτυο (εικονογράφηση από τον Pramod Bonde, Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Πίτσμπουργκ).

Ταυτόχρονα, η εσωτερική μπαταρία θα πρέπει να επιτρέπει σε ένα άτομο να βρίσκεται με ασφάλεια εκτός της περιοχής των πηνίων τροφοδοσίας και χωρίς γιλέκο για έως και δύο ώρες. Αυτό θα επιτρέπει στον ασθενή, για παράδειγμα, να κάνει μπάνιο.

Οι επιστήμονες παρουσίασαν τα αποτελέσματα των πρώτων δοκιμών του συστήματος στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Εταιρείας για την Προώθηση των Τεχνητών Εσωτερικών Οργάνων (ASAIO), όπου έλαβαν βραβείο για την πιο πολλά υποσχόμενη έρευνα στον τομέα των τεχνητών καρδιών.

Το επόμενο βήμα για τους δημιουργούς του πρωτοτύπου είναι να δοκιμάσουν την ασύρματη τροφοδοσία μιας τεχνητής καρδιάς που εμφυτεύεται σε ένα πειραματόζωο.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]