Ipinapakita ng pag-aaral sa unang pagkakataon ang isang makabagong self-powered heart pacemaker na matagumpay na nasubok sa mga baboy
Ang aming puso nagpapanatili ng isang bilis sa pamamagitan ng panloob nito peysmeyker tinatawag na sinoatrial node (SA node), tinatawag ding sinus node na matatagpuan sa kanang itaas na silid. Ang panloob na pacemaker na ito ay naglalabas ng singil sa kuryente nang 60-100 beses sa isang minuto at ang enerhiya na ito ay nagdudulot ng mga contraction sa mga kalamnan ng puso na nagpapahintulot sa ating puso na magbomba ng dugo sa ating katawan. Habang tayo ay tumatanda o nagkakasakit, ang panloob na ito peysmeyker ay hindi kayang panatilihing maayos ang tibok ng puso. Ang hindi regular na tibok ng puso ay sanhi din ng isang kondisyon na tinatawag na arrythmia na nagpapabagal sa normal na rate ng puso ng isang tao. Upang palitan ang pagkawalang ito, isang tradisyonal na puso peysmeyker – isang elektronikong aparato na pinapatakbo ng baterya – maaaring itanim sa pamamagitan ng operasyon sa loob ng isang pasyente upang gawing regular ang tibok ng puso at panatilihing tuluy-tuloy ang tibok ng puso.
Isang tradisyonal na heart pacemaker
Binubuo ang device ng isang pulse generator na pinapagana ng baterya na itinatanim sa ilalim ng balat malapit sa collar bone. Mayroon din itong mga insulated wire na kumukonekta sa device sa puso. Ang electronic circuit ay bumubuo ng mga electric signal na inihahatid sa puso sa pamamagitan ng mga electrodes. Ang pacemaker ay isang life-saving device; gayunpaman, ang isang makabuluhang limitasyon ng kasalukuyang pacemaker ay ang mga ito ay kailangang palitan anumang oras sa pagitan ng 5 hanggang 12 taon ng una kapag sila ay nilagyan dahil sa limitadong buhay ng baterya. Ang pagtatanim ay maaari lamang gawin sa pamamagitan ng isang invasive na operasyon gamit ang local anesthesia na mismo ay mahirap dahil kailangang buksan ang lukab ng dibdib ng pasyente. Ang operasyon ay hindi lamang mahal ngunit pinapataas din nito ang panganib ng komplikasyon, impeksyon o kahit na pagdurugo ng pasyente. Ang isa pang uri ng maliit na pacemaker ay idinisenyo na maaaring itanim sa pamamagitan ng isang catheter na umiiwas sa operasyon ngunit ito ay sumasailalim pa rin sa pagsusuri.
Ang mga mananaliksik ay nakatuon sa pagbuo mga pacemaker ng puso na maaaring alternatibong gumamit ng natural na enerhiya mula sa sariling tibok ng puso ng isang tao sa halip na baterya. Sa teoryang, ang naturang pacemaker ay hindi na kailangang palitan kapag ito ay itinanim sa loob ng isang pasyente. Ang mga pacemaker na pinapagana ng plutonium ay ginawa maraming dekada nang mas maaga. Ang pang-eksperimentong disenyo ng mga bagong pacemaker ay nahaharap sa ilang mga limitasyon sa ngayon - tulad ng matibay na istraktura ng disenyo na naglilimita sa kapangyarihan at mga komplikasyon nito sa miniaturization.
Isang makabagong walang bateryang pacemaker na may natatanging disenyo
Sa isang bagong pag-aaral na nai-publish sa ACS Nano Itinakda ng mga mananaliksik mula sa National Key Laboratory para sa Agham at Teknolohiya, Shanghai, China na magdisenyo ng maliit na nobela peysmeyker device na maaaring pinapagana mula sa enerhiya ng sariling tibok ng puso at matagumpay nilang nasubok ang device na ito sa mga baboy. Ang bagong device ay maaaring ilagay sa ilalim ng puso sa halip na malapit sa collar bone tulad ng sa mga nakasanayang pacemaker. Ang pacemaker ay batay sa isang perpektong symbiotic na relasyon sa pagitan ng puso ng isang tao at ng device.
Ang disenyo ng bagong pacemaker na ito ay sinimulan sa pamamagitan ng unang paggawa ng isang maliit na nababaluktot na plastic frame. Ang frame na ito ay pinagbuklod ng mga piezoelectric na layer na kapag baluktot ay bumubuo ng enerhiya. Ang bahaging ito, na tinatawag na energy 'harvester' ay inilagay sa isang chip. Ang aparato ay itinanim sa mga baboy at napagmasdan na ang sariling tibok ng puso ng mga hayop ay maaaring baguhin (baluktot) ang hugis ng frame sa gayon ay makabuo ng sapat na enerhiya (kapangyarihan) na katumbas ng isang pinapagana ng baterya peysmeyker. Ang nababaluktot na plastic frame ng device ay nagbibigay-daan dito na makakuha ng mas maraming enerhiya mula sa puso kumpara sa mga tradisyonal na pacemaker na may mga hard case.
Dahil ang mga tao ay may pisyolohiya na halos kapareho ng mga baboy, ito peysmeyker ay maaaring gumana nang maayos sa mga tao. Itinuro ng mga mananaliksik ang ilang mga teknikal na isyu na kailangang tugunan, halimbawa ang aparato ay binubuo ng tatlong magkahiwalay na teknolohiya -energy harvester, peysmeyker chip at wires – na kailangang isama sa isang device. Maaaring kumpirmahin ng karagdagang pagsusuri sa mga hayop at pagkatapos sa mga tao ang pangmatagalang katatagan ng device. Ang ganitong aparato kung matagumpay ay mangangailangan ng invasive na operasyon nang isang beses lamang na mabawasan ang panganib ng mga komplikasyon ng pasyente. Ang isang pangunahing limitasyon ng bagong device na ito ay maaaring hindi masubaybayan ng mga doktor ang mga pasyente nang malayuan tulad ng sa kaso ng mga pacemaker na pinapatakbo ng baterya.
***
Pinagmulan (s)
Ning L et al. 2019. Direktang Pagpapagana ng Tunay na Cardiac Pacemaker sa pamamagitan ng Natural na Enerhiya ng Tibok ng Puso. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567
***
