Pacemaker temporaneo wireless assorbibile che i medici possono monitorare in qualsiasi momento e “dissolvere dopo l’uso”

In alcune opere cinematografiche e televisive, a volte si verifica una scena del genere, alcuni interventi chirurgici al cuore devono installare un pacemaker temporaneo per aiutare a mantenere il cuore in funzione. Ma quei pacemaker temporanei spesso richiedono un filo per il collegamento a un generatore esterno che stimoli il cuore e, se necessario, per essere rimosso dopo il miglioramento dei sintomi, procedure che possono aggiungere ulteriori rischi.

A tal fine, i ricercatori della Northwestern University e della George Washington University (GW) svilupperanno un dispositivo impiantabile wireless in grado di fornire una stimolazione temporanea nel 2021. Con uno spessore di soli 250 micron e un peso inferiore a mezzo grammo, è morbido e flessibile, con elettrodi incapsulati che sono delicatamente laminati sulla superficie del cuore per fornire impulsi elettrici.

Questo dispositivo leggero può essere utilizzato per i pazienti che necessitano di una stimolazione temporanea dopo un intervento chirurgico al cuore o che sono in attesa di un pacemaker permanente. Il dispositivo utilizza un protocollo di comunicazione in campo vicino per raccogliere energia in modalità wireless da un’antenna remota esterna senza la necessità di cavi esterni.

Inoltre, tutti i componenti del pacemaker si dissolvono in modo innocuo nel corpo dopo che non vengono utilizzati e vengono assorbiti naturalmente nei fluidi biologici del corpo entro circa cinque-sette settimane, eliminando la necessità di un’estrazione chirurgica.

Ora, un team di ricerca della Northwestern University guidato da John A. Rogers, Igor R. Efimov e Rishi Arora ha migliorato il dispositivo, sviluppando una nuova versione intelligente che è integrata in un sensore indossabile. Il nuovo pacemaker wireless assorbibile unisce altri quattro dispositivi con interfaccia cutanea in una “rete dell’area corporea”.

Un pacemaker bioassorbibile senza batteria per stimolare temporaneamente il cuore, un modulo cardiaco situato nel torace alimenta il pacemaker impiantato e controlla i parametri di stimolazione e rileva l’attività elettrica e i suoni del cuore;

Un modulo emodinamico sulla fronte rileva la pulsossimetria e il tono vascolare, ecc.; un modulo respiratorio sul fondo della gola monitora la tosse e l’attività respiratoria; Modulo feedback aptico.

Immagine da: Northwestern University

I sensori monitorano continuamente varie funzioni fisiologiche del corpo, come la temperatura corporea, i livelli di ossigeno, la respirazione e l’attività elettrica del cuore. Il sistema utilizza quindi algoritmi per analizzare questa attività per rilevare autonomamente ritmi cardiaci anormali e decidere quando e quanto velocemente stimolare il cuore.

Queste informazioni vengono trasmesse anche a uno smartphone o tablet, consentendo ai medici di monitorare a distanza le condizioni del paziente. Il dispositivo tattile vibra secondo uno schema specifico per avvisare chi lo indossa quando i sensori rilevano problemi come un posizionamento errato del dispositivo o un pacemaker malfunzionante.

Mentre il dispositivo precedente era flessibile, il nuovo dispositivo è flessibile e resiliente, si adatta meglio al cambiamento del battito cardiaco e rilascia un farmaco antinfiammatorio mentre il pacemaker si dissolve lentamente e in modo innocuo.Previene le reazioni da corpo estraneo.

Inoltre, il nuovo dispositivo è in grado di fornire una stimolazione on-demand in base alle condizioni del paziente e un modulo cardiaco montato sul torace registra un elettrocardiogramma in tempo reale per monitorare l’attività cardiaca. Nello studio, i ricercatori hanno confrontato questa tecnologia wireless con l’elettrocardiogramma gold standard e l’hanno trovata accurata e precisa come un sistema di livello clinico.

Ciò significa che questo sistema di stimolazione semplice e autonomo può rilevare e curare automaticamente le malattie. I pazienti che necessitano di una stimolazione temporanea non devono essere limitati dalle apparecchiature dell’ospedale e possono riprendersi sotto il monitoraggio remoto dei medici, riducendo i costi medici e liberando risorse per altri pazienti.

I ricercatori hanno anche notato che questo sistema di stimolazione è più vantaggioso per i pazienti fragili come i neonati. Decine di migliaia di bambini nascono ogni anno con problemi cardiaci, molti dei quali sono pericolosi per la vita e richiedono un intervento chirurgico immediato, quasi tutti richiedono pacemaker temporanei.

In circa cinque-sette giorni, il pacemaker non è più necessario quando il cuore riacquista la capacità di stimolarsi. Sebbene le possibilità di complicazioni dovute all’attuale processo di rimozione del pacemaker siano basse, avere questi pacemaker wireless riassorbibili potrebbe salvare i bambini dal dolore di un secondo intervento chirurgico.

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