Ново устройство дава на сърцето електромеханична прегръдка

Google+ Pinterest LinkedIn Tumblr +
Credit: Edward Leung, flickr (CC BY 2.0)

Credit: Edward Leung, flickr (CC BY 2.0)

Изследователски екип, ръководен от учени от Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) и Националния университет на Сеул, е разработил ново електрическо устройство, което може да обвие сърцето и да му доставя електрически импулси, подобрявайки сърдечната функция при експериментални модели на инфаркт – водеща причина за инвалидизирането и смъртността сред населението.

Проучването е публикувано в края на месец юни, тази година, в списание Science Translational Medicine и представя потенциален нов метод за подобряване на сърдечната функция и лечение на опасните аритмии, като компенсира увредения сърдечен мускул и позволява на живата част от него да работи по-ефективно.

Специално предложение:
 

При нормални условия, сърцето изпомпва кръв през тялото чрез поредица от координирани съкращения, които се поддържат от внимателно синхронизирана електропроводна система. При сърдечен удар – когато отслабеният сърдечен мускул увреди изпомпващия механизъм на сърцето – тази електропроводна система може също да бъде увредена.

„Някои пациенти с инфаркт се подлагат на ресинхронизираща терапия, при която три малки електрода се имплантират чрез пейсмейкър, за да поддържат координираното съкращение на сърцето” – обяснява авторът доктор Hye Jin Hwang, изследовател към Division of Cardiovascular Medicine към Института по сърдечно-съдови заболявания на BIDMC. „Но пейсмейкърите доставят електрическа стимулация само до специфични участъци от сърцето и не осигуряват пълно покритие на целия орган, както прави естествената електропроводна система на здравото сърце.”

„Знаехме, че един интегриран подход, който директно потиска вентрикуларната тахиаритмия в допълнение към подобряването на сърдечната функция, би била обещаваща стратегия за лечението на инфаркт, вентрикуларна аритмия и внезапна смърт” – казва съавторът доктор Mark E. Josephson, почетен председател на Отдела по сърдечно-съдова медицина към BIDMC, изтъкнат професор от Харвард и международен лидер в областта на електрофизиологията.

На снимките е демонстрирана разтегливостта на устройството. Credit: Park et al., Science Translational Medicine (2016)

На снимките е демонстрирана разтегливостта на устройството. Credit: Park et al., Science Translational Medicine (2016)

Изградено от нано-нишки, вградени в гумен полимер, който може да пасне на уникалната триизмерна анатомична структура на всяко сърце, новото устройство е проектирано така, че да обгръща сърцето и следователно да доставя електричните импулси до целия вентрикуларен миокард (мускулната тъкан на сърдечните камери) или сърдечен мускул. За разработването на новия материал за устройството, Hwang е работила в сътрудничество с изследователите от Националния университет на Сеул Taeghwan Hyeon, PhD, специалист по нано-материали и Dae-Hyeong Kim, PhD, специалист по разтегливи устройства. „Искахме възможно най-добре да имитираме сърдечната тъкан, която е много еластична, както и да пресъздадем уникалните ѝ функции на силна проводимост” – казва Hwang.

В сътрудничество с мултидисциплинарни изследователски екипи от седем института в САЩ, Китай и Република Корея, Hwang и колегите ѝ разработили новия нано-материал, създали еластичното електрическо устройство, чрез 3D принтиране, провели предварителна оценка на механичните свойства, чрез компютърна симулация и провели функционална оценка на устройството в in vivo модел на инфаркт.

Ляво: устройството обгръща 3D-принтиран модел на сърце на плъх. Дясно: устройството – имплантирано в контролно сърце на плъх. Credit: Park et al., Science Translational Medicine (2016)

Ляво: устройството обгръща 3D-принтиран модел на сърце на плъх. Дясно: устройството – имплантирано в контролно сърце на плъх. Credit: Park et al., Science Translational Medicine (2016)

При изследвания върху плъхове, устройството се интегрирало структурно и електрически с миокарда след инфаркт, като играело ролята на подструктура на сърцето по време на сърдечните движения и подобрявало съкратителната функция на сърцето без да се нарушава отпускането му.

„Големият напредък тук е откритието на начин да се създаде устройство, което по-прецизно имитира нормалната физиология” – обяснява доктор Peter J. Zimetbaum, директор на Отдела по клинична кардиология към BIDMC и професор по медицина от Харвард. „Концепцията за обгръщане на сърцето но е нова, но изпълнението ѝ с такова внимание към по-физиологичен подход прави устройството невероятно. Това не е просто поредното механично поддържащо устройство. Това е нов физиологичен подход и осигурява възможност за сближаване между сложното инженерство и медицината.”

 

Сподели