QUẢNG CÁO

Máy tạo nhịp tim không dùng pin chạy bằng nhịp tim tự nhiên

Nghiên cứu lần đầu tiên cho thấy một máy tạo nhịp tim tự cung cấp năng lượng cải tiến đã được thử nghiệm thành công trên lợn

Của chúng ta tim duy trì nhịp tim thông qua máy điều hòa nhịp tim bên trong gọi là nút xoang (nút SA), còn gọi là nút xoang nằm ở buồng trên bên phải. Máy tạo nhịp tim bên trong này giải phóng điện tích 60-100 lần trong một phút và năng lượng này thực hiện các cơn co thắt trong cơ tim cho phép tim bơm máu đi khắp cơ thể. Khi chúng ta già đi hoặc mắc bệnh, máy tạo nhịp tim bên trong này không thể giữ cho tim đập bình thường. Nhịp tim không đều cũng do một tình trạng gọi là rối loạn nhịp tim làm chậm nhịp tim bình thường của một người. Để thay thế cho sự mất mát này, máy điều hòa nhịp tim truyền thống – một thiết bị điện tử chạy bằng pin – có thể được phẫu thuật cấy ghép vào bên trong bệnh nhân để điều hòa nhịp tim và giữ cho tim đập đều đặn.

Máy tạo nhịp tim truyền thống

Thiết bị bao gồm một máy phát xung chạy bằng pin được cấy dưới da gần xương quai xanh. Nó cũng có dây cách điện kết nối thiết bị với trái tim. Mạch điện tử tạo ra các tín hiệu điện được đưa đến tim thông qua các điện cực. Máy tạo nhịp tim là một thiết bị cứu sống; tuy nhiên, một hạn chế đáng kể của máy tạo nhịp tim hiện tại là chúng cần được thay thế bất kỳ lúc nào trong khoảng từ 5 đến 12 năm đầu tiên khi chúng được lắp vào vì tuổi thọ của pin có hạn. Việc cấy chỉ có thể được thực hiện thông qua một cuộc phẫu thuật xâm lấn sử dụng gây tê cục bộ mà bản thân nó cũng là một thách thức vì cần phải mở khoang ngực của bệnh nhân. Phẫu thuật không chỉ tốn kém mà còn làm tăng nguy cơ biến chứng, nhiễm trùng hoặc thậm chí chảy máu cho bệnh nhân. Một loại máy tạo nhịp tim siêu nhỏ khác đã được thiết kế có thể cấy qua ống thông mà không cần phẫu thuật nhưng nó vẫn đang trong quá trình thử nghiệm.

Các nhà nghiên cứu đã và đang tập trung vào việc xây dựng máy tạo nhịp tim cách khác có thể sử dụng năng lượng tự nhiên từ nhịp tim của một người thay vì pin. Về mặt lý thuyết, một máy tạo nhịp tim như vậy sẽ không cần thay thế một khi nó được cấy vào bên trong bệnh nhân. Máy tạo nhịp tim chạy bằng plutonium đã được sản xuất trước đó nhiều thập kỷ. Thiết kế thử nghiệm của máy tạo nhịp tim mới cho đến nay đã gặp phải một số hạn chế - như cấu trúc thiết kế cứng nhắc hạn chế sức mạnh của nó và các biến chứng khi thu nhỏ.

Máy tạo nhịp tim không dùng pin sáng tạo với thiết kế độc đáo

Trong một nghiên cứu mới được công bố tại ACS Nano Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia về Khoa học và Công nghệ, Thượng Hải, Trung Quốc đã thiết kế một thiết bị tạo nhịp tim nhỏ mới lạ có thể được cung cấp năng lượng từ nhịp tim của chính mình và họ đã thử nghiệm thành công thiết bị này trên lợn. Thiết bị mới có thể được đặt dưới tim thay vì gần xương quai xanh như các máy tạo nhịp tim thông thường. Máy tạo nhịp tim dựa trên mối quan hệ cộng sinh lý tưởng giữa tim của một người và thiết bị.

Thiết kế của máy điều hòa nhịp tim mới này được khởi xướng bằng cách đầu tiên làm một khung nhựa dẻo nhỏ. Khung này được liên kết bằng các lớp áp điện mà khi bị bẻ cong sẽ tạo ra năng lượng. Bộ phận này, được gọi là 'máy thu hoạch' năng lượng được đặt trên một con chip. Thiết bị này đã được cấy vào lợn và người ta quan sát thấy nhịp tim của động vật có thể thay đổi (uốn cong) hình dạng của khung, do đó tạo ra đủ năng lượng (công suất) tương đương với một máy tạo nhịp tim chạy bằng pin. Khung nhựa dẻo của thiết bị cho phép thiết bị thu năng lượng từ tim nhiều hơn so với các máy tạo nhịp tim truyền thống có vỏ cứng.

Vì con người có cơ chế sinh lý rất giống lợn, nên máy tạo nhịp tim này cũng có thể hoạt động tốt ở người. Các nhà nghiên cứu chỉ ra một số vấn đề kỹ thuật cần được giải quyết, ví dụ thiết bị bao gồm ba công nghệ riêng biệt - máy thu năng lượng, chip điều hòa nhịp tim và dây - cần được tích hợp vào một thiết bị. Thử nghiệm thêm trên động vật và sau đó ở người có thể xác nhận tính ổn định lâu dài của thiết bị. Một thiết bị như vậy nếu thành công sẽ chỉ cần phẫu thuật xâm lấn một lần để giảm nguy cơ biến chứng cho bệnh nhân. Một hạn chế lớn của thiết bị mới này là các bác sĩ có thể không thể theo dõi bệnh nhân từ xa như trong trường hợp máy tạo nhịp tim chạy bằng pin.

***

{Bạn có thể đọc tài liệu nghiên cứu gốc bằng cách nhấp vào liên kết DOI đưa ra bên dưới trong danh sách (các) nguồn được trích dẫn}

Nguồn

Ning L và cộng sự. 2019. Cung cấp năng lượng trực tiếp cho máy tạo nhịp tim thực sự bằng năng lượng tự nhiên của nhịp tim. ACS Nanohttps://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567

Nhóm SCIEU
Nhóm SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Khoa học Châu Âu® | SCIEU.com | Những tiến bộ đáng kể của khoa học. Tác động đến loài người. Đầu óc đầy cảm hứng.

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Tinh vân trông giống như một con quái vật

Tinh vân là một vùng hình thành sao, khối lượng lớn của đám mây bụi giữa các vì sao ...

Chỉnh sửa gen để ngăn ngừa bệnh di truyền

Nghiên cứu cho thấy kỹ thuật chỉnh sửa gen để bảo vệ con cháu của một người ...
- Quảng cáo -
94,555Người hâm mộNhư
47,688Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi