Kajian menunjukkan buat kali pertama perentak jantung berkuasa sendiri yang inovatif berjaya diuji pada babi
Kami jantung mengekalkan kadar melalui dalamannya perentak jantung dipanggil nod sinoatrial (nod SA), juga dipanggil nod sinus yang terletak di ruang atas sebelah kanan. Perentak jantung dalaman ini mengeluarkan cas elektrik 60-100 kali dalam satu minit dan tenaga ini melakukan pengecutan pada otot jantung yang membolehkan jantung kita mengepam darah ke seluruh badan kita. Apabila kita berumur atau mendapat penyakit, dalaman ini perentak jantung tidak dapat mengekalkan degupan jantung dengan betul. Degupan jantung yang tidak teratur juga disebabkan oleh keadaan yang dipanggil aritmia yang memperlahankan kadar normal jantung seseorang. Untuk menggantikan kehilangan ini, hati tradisional perentak jantung – peranti elektronik yang dikendalikan oleh bateri – boleh ditanam secara pembedahan di dalam pesakit untuk menormalkan degupan jantung dan memastikan jantung berdegup dengan stabil.
Perentak jantung tradisional
Peranti ini terdiri daripada penjana nadi berkuasa bateri yang ditanam di bawah kulit berhampiran tulang kolar. Ia juga mempunyai wayar bertebat yang menyambungkan peranti ke jantung. Litar elektronik menjana isyarat elektrik yang dihantar ke jantung melalui elektrod. Perentak jantung ialah peranti yang menyelamatkan nyawa; walau bagaimanapun, satu had penting perentak jantung semasa ialah ia perlu diganti pada bila-bila masa antara 5 hingga 12 tahun pertama apabila ia dipasang kerana hayat bateri yang terhad. Implantasi hanya boleh dilakukan melalui pembedahan invasif menggunakan bius tempatan yang ia sendiri mencabar kerana rongga dada pesakit perlu dibuka. Pembedahan bukan sahaja mahal tetapi ia juga meningkatkan risiko komplikasi, jangkitan atau pendarahan. Satu lagi jenis perentak jantung kecil telah direka bentuk yang boleh diimplan melalui kateter mengelakkan pembedahan tetapi masih menjalani ujian.
Penyelidik telah memberi tumpuan kepada pembinaan perentak jantung yang secara alternatif boleh menggunakan tenaga semula jadi daripada degupan jantung seseorang dan bukannya bateri. Secara teorinya, perentak jantung sedemikian tidak perlu diganti sebaik sahaja ia ditanam di dalam pesakit. Perentak jantung berkuasa plutonium telah dihasilkan beberapa dekad lebih awal. Reka bentuk eksperimen perentak jantung baharu telah menghadapi beberapa batasan setakat ini - seperti struktur reka bentuk tegar yang mengehadkan kuasa dan komplikasinya dengan pengecilan.
Perentak jantung tanpa bateri yang inovatif dengan reka bentuk yang unik
Dalam satu kajian baru yang diterbitkan di Malaysia ACS Nano penyelidik dari National Key Laboratory for Science and Technology, Shanghai, China merancang untuk mereka bentuk novel kecil perentak jantung peranti yang boleh dikuasakan daripada tenaga degupan jantung sendiri dan mereka berjaya menguji peranti ini pada babi. Peranti baharu boleh diletakkan di bawah jantung dan bukannya di dekat tulang kolar seperti perentak jantung konvensional. Perentak jantung adalah berdasarkan hubungan simbiotik yang ideal antara jantung seseorang dan peranti.
Reka bentuk perentak jantung baharu ini telah dimulakan dengan membuat bingkai plastik kecil yang fleksibel. Bingkai ini diikat dengan lapisan piezoelektrik yang apabila dibengkokkan menjana tenaga. Bahagian ini, yang dipanggil 'penuai' tenaga diletakkan pada cip. Peranti itu ditanam pada babi dan diperhatikan bahawa degupan jantung haiwan itu sendiri boleh mengubah (membengkokkan) bentuk bingkai dengan itu menjana tenaga (kuasa) yang mencukupi bersamaan dengan kuasa bateri. perentak jantung. Bingkai plastik fleksibel peranti membolehkannya menangkap lebih banyak tenaga daripada jantung berbanding perentak jantung tradisional yang mempunyai sarung keras.
Oleh kerana manusia mempunyai fisiologi yang hampir sama dengan babi, ini perentak jantung boleh berfungsi dengan baik pada manusia juga. Penyelidik menunjukkan beberapa isu teknikal yang perlu ditangani, contohnya peranti terdiri daripada tiga teknologi berasingan –penuai tenaga, perentak jantung cip dan wayar – yang perlu disepadukan ke dalam satu peranti. Ujian lanjut pada haiwan dan kemudian pada manusia boleh mengesahkan kestabilan jangka panjang peranti itu. Peranti sedemikian jika berjaya akan memerlukan pembedahan invasif sekali sahaja mengurangkan risiko komplikasi pesakit. Satu had utama peranti baharu ini ialah doktor mungkin tidak dapat memantau pesakit dari jauh seperti dalam kes perentak jantung yang dikendalikan oleh bateri.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Ning L et al. 2019. Memperkasakan Perentak Jantung Sebenar dengan Tenaga Semulajadi Degupan Jantung. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567
