Der Herzschrittmacher nach 20 Tagen biologischer Abbaubarkeit. Nordwesten
Ein Team von mehr als vier Dutzend Forschern hat eine bemerkenswerte neue Form der Medizintechnik erfunden.
Ihr Netzwerk aus drahtlosen Geräten – einschließlich eines Herzschrittmachers, der sich im Körper auflöst – überwacht die Körpertemperatur, Sauerstoffgehalt, Atmung, Muskeltonus, körperliche Aktivität und das Herz. Bei Bedarf kann der Schrittmacher das Herz wieder in den Rhythmus bringen.
„Für die vorübergehende Herzstimulation entbindet das System Patienten von Überwachungs- und Stimulationsgeräten, die sie an eine Krankenhausumgebung gefesselt halten. Stattdessen können sich die Patienten bequem zu Hause erholen und gleichzeitig die Ruhe bewahren, die mit der Fernüberwachung einhergehtvon ihren Ärzten", sagt Materialwissenschaftler John Rogers, einer der Co-Autoren. Er behauptet, das Gerät könne Kosten senken und Krankenhausbetten freimachen.
Die Erfindung ist in a beschrieben Papier veröffentlicht am Freitag im Peer-Review-JournalWissenschaft.
Dehnbarer, klebriger und besser verbunden als frühere Modelle
Eine frühere Version des Herzschrittmachers wurde letzten Sommer vorgestellt. Seitdem haben Rogers und seine Kollegen mehrere Verbesserungen an dem Gerät vorgenommen. Die neue Version dehnt sich leichter, passt sich der ständigen Bewegung eines schlagenden Herzens an. Es haftet auch mit einem biologisch abbaubaren Klebstoff am Organ, der ein entzündungshemmendes Medikament enthält, um zu verhindern, dass der Körper das Gerät mit einer gefährlichen Immunantwort angreift, wenn es zusammenbricht.
Der Herzschrittmacher selbst arbeitet mit mehreren anderen Einheiten zusammen, um den Patienten zu überwachen. Ein außen am Brustkorb angebrachtes Modul nimmt die Daten auf und verwendet ein Algorithmus zur Erkennung von Problemen.
„Das Herzmodul weist den Schrittmacher buchstäblich an, einen Stimulus auf das Herz anzuwenden“, sagt der biomedizinische Ingenieur Igor R. Efimov, ein weiterer Co-Autor. „Wenn die normale Aktivität wiedererlangt ist, hört es auf zu stimulieren. Dies ist wichtig, denn wenn Sie stimulierendas Herz, wenn es unnötig ist, dann riskieren Sie, eine Arrhythmie auszulösen.“
Eine klinische Version muss funktionieren – und sicher sein.
Diese Technologie ist enorm vielversprechend, bringt aber auch viele unbeantwortete Fragen mit sich, so ein biomedizinischer ForscherWolfram-Hubertus Zimmermann . Er sagt, dass die Bestimmung – und Minimierung – der Häufigkeit von Fehlern der Schlüssel ist, um diese Technologie für den Einsatz in einem klinischen Umfeld rentabel zu machen.
"Dies ist keine triviale Aufgabe, da solche Geräte in der Lage sein müssen, sehr genau zu arbeiten
EKG-Aufzeichnungen für eine klare Trennung des Signals vom Rauschen, [was] ein häufiges Problem bei modernen Schrittmachern und Defibrillatoren ist," sagt er . Die verbesserten Materialien und neuen KI-gestützten Algorithmen können möglicherweise helfen.
Zimmermann sagt, dass der Datenschutz ein weiteres Anliegen ist. „Implantierte Sensoren sammeln hochgradig personalisierte Daten, die missbraucht oder sogar manipuliert werden könnten“, sagt er. Es ist von größter Bedeutung, dass medizinische Behörden strenge Datenschutzmaßnahmen einführen, und Patienten sollten im FalleAlbtraumszenario: „ein ungewollter Kontrollverlust“ über das Gerät, sagt er.
Es wird einige Zeit dauern, bis Kardiologen diese Geräte normalen Patienten implantieren. Das neue Gerät hat in Tests mit Ratten und Hunden erfolgreich funktioniert. Es funktionierte auch wie erwartet, als es an einem gespendeten menschlichen Herzen getestet wurde. Aber das System war noch nicht danoch an einem echten Menschen getestet.
Zusammenfassung
Vorübergehende postoperative Herzschrittmacher erfordern Geräte mit perkutanen Elektroden und externen kabelgebundenen Strom- und Steuersystemen. Diese Hardware führt zu Infektionsrisiken, Einschränkungen der Patientenmobilität und Anforderungen für chirurgische Extraktionsverfahren. Bioresorbierbare Herzschrittmacher mindern einige dieser Nachteile, erfordern jedoch eine Paarungmit externen, kabelgebundenen Systemen und sekundären Kontrollmechanismen Wir präsentieren ein transientes Closed-Loop-System, das ein zeitsynchronisiertes, drahtloses Netzwerk von in die Haut integrierten Geräten mit einem fortschrittlichen bioresorbierbaren Schrittmacher kombiniert, um den Herzrhythmus zu kontrollieren, den kardiopulmonalen Status zu verfolgen und multihaptisches Feedback zu gebenund ermöglichen einen transienten Betrieb mit minimaler Belastung des Patienten.Das Ergebnis bietet eine Reihe von autonomen, frequenzadaptiven Herzschrittmacherfähigkeiten, wie in Herzstudien an Ratten, Hunden und Menschen demonstriert wurde.Diese Arbeit schafft einen technischen Rahmen für die Verwendung von temporärer Elektrotherapie mit geschlossenem Regelkreisdrahtlos verbundenes, körperintegriertes Bioeelektronische Geräte.