Le plus petit stimulateur cardiaque du monde est la taille d’un grain de riz
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Noesis News- 0
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Un dissousable stimulateur cardiaque C’est plus petit qu’un grain de riz et Propulsé par la lumière pourrait devenir un outil inestimable pour sauver la vie des nouveau-nés., Le dispositif peut être implanté de manière non invasive via la seringue et peut également être utile pour les patients adultes traitant de certaines malformations cardiaques. La percée médicale est détaillée dans une étude publiée le 2 avril Nature.
À peu près Un pour cent de nourrissons sont nés avec des malformations cardiaques chaque année. La majorité de ces cas ne nécessitent qu’un implant temporaire pendant environ sept jours pour laisser le temps pour que le cœur se répare naturellement. Mais pour les régions à faibles ressources du monde sans accès aux soins médicaux avancés, ce qui devrait être une procédure simple peut souvent se terminer par une tragédie. Pendant ce temps, la norme actuelle pour les stimulateurs de stimulateurs temporaires chez les adultes présente également des difficultés. La plupart des procédures impliquent des chirurgiens coudre des électrodes directement sur le cœur, puis en fixant ces électrodes à une boîte de stimulation externe à l’aide de fils qui quittent la poitrine d’un patient. Les médecins retirent les électrodes une fois qu’ils ne sont plus nécessaires, mais les risques post-opératoires comprennent une infection, des tissus endommagés, un dislodgment et des caillots sanguins. Les fils sont parfois également enfermés dans du tissu cicatriciel, présentant d’autres complications.
« C’est en fait ainsi que Neil Armstrong est décédé. Il avait un stimulateur cardiaque temporaire après une chirurgie de dérivation. Lorsque les fils ont été retirés, il a connu des saignements internes », a expliqué le cardiologue expérimental et co-dirigeant Igor Efimov dans un communiqué.
En 2021, une équipe de l’Université du Nord-Ouest, dont Efimov, a dévoilé un Pacemaker temporaire biodégradable de taille quart sans batteries lourdes, composants rigides ou câblage. L’appareil s’appuie sur des protocoles de communication en champ proche similaires à ceux utilisés dans les étiquettes et smartphones RFID pour compléter les paiements électroniques. Pour que cela fonctionne, cependant, le stimulateur cardiaque devait inclure une antenne intégrée pour relayer les commandes de fréquence radio.
« Notre stimulateur cardiaque d’origine a bien fonctionné. Il était mince, flexible et entièrement résorable. Mais la taille de son antenne récepteur a limité notre capacité à la miniaturiser », a déclaré son co-créateur et pionnier de la bioélectronique John Rogers.
Rogers, Efimov et les collaborateurs ont passé les prochaines années à rechercher des moyens de réduire leur stimulateur cardiaque temporaire dans des proportions encore plus petites. Ils ont finalement réalisé qu’ils pouvaient échanger l’antenne radio contre une conception qui s’appuie plutôt sur la transmission de données basée sur la lumière. Ils ont également remplacé la source d’alimentation de communication en champ proche de l’appareil d’origine par une cellule galvanique – un type de batterie qui convertit l’énergie chimique en énergie électrique. Dans la nouvelle version, le stimulateur cardiaque s’appuie sur deux électrodes métalliques qui génèrent un courant électrique après avoir interagi avec les biofluides environnants. Ce courant est ensuite chargé de stimuler et de réguler le cœur à travers un interrupteur infrarouge activé par la lumière infrarouge installé sur le côté opposé de la batterie.
« La lumière infrarouge pénètre très bien à travers le corps », a déclaré Efimov. « Si vous mettez une lampe de poche contre votre paume, vous verrez la lumière briller de l’autre côté de votre main. Il s’avère que nos corps sont de grands conducteurs de lumière. »
Parce que le cœur humain ne nécessite qu’une petite quantité de stimulation électrique, les chercheurs ont pu réduire leur stimulateur cardiaque de nouvelle génération encore plus petit. Le résultat final est un dispositif d’épaisseur de 1 millimètre mesurant seulement 1,8 mm de large et 3,5 mm de long qui est toujours capable de fournir autant de stimulation électrique qu’un stimulateur cardiaque standard.
« Nous avons développé ce qui est, à notre connaissance, le plus petit stimulateur du monde », a déclaré Rogers.
Étant donné ses matériaux se dissoudre en toute sécurité avec le temps, le stimulateur cardiaque ne nécessite pas non plus de chirurgie invasive de suivi pour l’enlever. Cela réduit considérablement le potentiel de complications postopératoires et de traumatismes.
Mais pourquoi s’arrêter à un seul stimulateur cardiaque miniature? Efimov, Rogers et les collaborateurs estiment que de nouvelles progrès pourraient permettre le déploiement de plusieurs appareils à travers le cœur. Une fois implantés, les concepteurs pourraient les coordonner pour se déplacer indépendamment ou ensemble sur la base de longueurs d’onde lumineuses spécifiques. Cela pourrait conduire à des thérapies de synchronisation plus complexes, y compris celles qui traitent les arythmies.
«Nous pourrions également intégrer nos stimulateurs cardiaques dans d’autres dispositifs médicaux comme les remplacements de valve cardiaque, ce qui peut provoquer un bloc cardiaque», a suggéré EFIMOV.
La taille de l’appareil signifie également qu’elle peut être incorporée dans d’autres outils implantables tels que les remplacements de valve aortique transcathéter, les inhibiteurs de la douleur, ainsi que les techniques de restauration nerveuse et osseuse. Ces possibilités futures, cependant, remontent tous à l’objectif initial de l’équipe.
«Notre motivation majeure était les enfants», a déclaré Efimov. « Maintenant, nous pouvons placer ce minuscule stimulateur cardiaque sur le cœur d’un enfant et le stimuler avec un appareil doux, doux et portable. »
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