Разработан кардиостимулятор в форме цветка для безболезненной дефибрилляции

В обычном кардиостимуляторе один или два электрических провода хирургически закрепляются в сердечной мышце. Всякий раз, когда датчики в этих проводах обнаруживают нерегулярность в сердцебиении, они реагируют, нанося корректирующий электрический удар. К сожалению, этот шок стимулирует не только мышцы, но и болевые рецепторы сердца.

Основываясь на предыдущих исследованиях, команда Университета Аризоны Северо-Западного университета во главе с Филиппом Гутруфом решила разработать менее болезненную альтернативу. Полученный прототип состоит из четырёх гибких, похожих на лепестки, тонкопленочных структур, которые обволакивают сердце снизу, «как цветок, закрывающийся ночью».

Используя оптогенетику, крошечные синие светодиоды в лепестках включаются по мере необходимости для стимуляции модифицированных клеток, называемых кардиомиоцитами – они вызывают сокращения сердечной мышцы. Важно отметить, что поражаются только кардиомиоциты, а болевые рецепторы остаются нестимулированными.

Поскольку оптогенетический кардиостимулятор использует светодиоды для стимуляции клеток, а электроды для мониторинга сердцебиения, он может выполнять обе функции одновременно - традиционные кардиостимуляторы должны переключаться между выполнением одного или другого. Кроме того, ни одна часть нового устройства фактически не помещается в само сердце, поэтому его имплантация значительно менее инвазивна.

Еще одна проблема с традиционными кардиостимуляторами заключается в том, что они питаются от батарей, которые должны быть заменены хирургическим путём, когда они начинают разряжаться. Новая модель питается беспроводным образом с помощью технологии резонансной связи. Пациенты должны оставаться в непосредственной близости от внешнего резонирующего устройства, которое можно было бы носить на теле или встраивать в такие предметы, как матрасы или стулья.

Кардиостимулятор уже был успешно протестирован на мышах, но ещё не опробован на людях. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.