Alimentato in modalità wireless da un’antenna esterna, presenta una rete sottile e flessibile che avvolge il cuore. La rete monitora i segnali elettrici dell’organo, che vengono analizzati da un computer di bordo che utilizza algoritmi specializzati.

 

 

Un impianto alimentato senza fili in grado di rilevare e correggere in modo indolore i battiti cardiaci irregolari è stato sviluppato da ricercatori guidati da Philipp Gutruf dell’Università dell’Arizona.

il team ha basato il proprio design su una rete flessibile che circonda e monitora il cuore. I segnali ottici generati da un computer di bordo vengono utilizzati per colpire le cellule muscolari nel cuore in modo più preciso rispetto ai pacemaker esistenti. Questo approccio potrebbe portare a dispositivi che sono molto più comodi per milioni di persone che soffrono di malattie cardiache.

L’aritmia è il battito anormale del cuore e può essere causato da una vasta gamma di malattie. Per molte persone, l’aritmia può essere trattata impiantando un pacemaker / defibrillatore alimentato a batteria, che monitora il battito cardiaco rilevando i segnali elettrici che producono.

Quando si verificano segni di aritmia, il dispositivo emete una scossa elettrica tra una coppia di elettrocateteri collegati direttamente al cuore. Questo stimola le cellule muscolari nel cuore, portando al ripristino di un battito regolare.

I pacemaker hanno salvato milioni di vite in tutto il mondo, ma sono dispositivi altamente invasivi. Non solo i dispositivi sono ingombranti e poco flessibili, gli shock che forniscono stimolano anche i recettori del dolore nel cuore.

Per migliorare questo aspetto, il team di Gutrif ha esplorato un approccio basato sulla stimolazione optogenetica. Ciò comporta la stimolazione di biomolecole sensibili alla luce presenti in specifici tipi di cellule: in questo caso, cellule muscolari chiamate cardiomiociti.

Queste cellule sono responsabili dell’attivazione della regolare contrazione del cuore e, soprattutto, contengono una specifica proteina sensibile alla luce che non si trova nei recettori del dolore.

Alimentato in modalità wireless da un’antenna esterna, presenta una rete sottile e flessibile che avvolge il cuore. La rete monitora i segnali elettrici dell’organo, che vengono analizzati da un computer di bordo che utilizza algoritmi specializzati.

Se il computer rileva aritmia, dirige la rete per inviare segnali ottici che causano la contrazione regolare dei cardiomiociti sensibili alla luce. Poiché questa luce non interferisce con i segnali elettrici rilevati dalla rete, il dispositivo può continuare a monitorare il cuore, anche se vengono forniti segnali ottici salvavita.

Secondo i ricercatori, il loro design offre diversi vantaggi rispetto ai pacemaker convenzionali. Il suo sistema di alimentazione wireless elimina la necessità di sostituire le batterie impiantate, che attualmente viene eseguita ogni cinque o sette anni.

Inoltre, gli algoritmi possono essere programmati per indirizzare tipi specifici di aritmia, molti dei quali richiedono trattamenti più complessi di quelli che i pacemaker esistenti possono fornire.

La fibrillazione atriale, ad esempio, può causare l’inizio del battito fuori sincrono delle camere superiori e inferiori del cuore. Se un algoritmo potesse essere addestrato a riconoscerlo, il computer potrebbe adattare i segnali ottici inviati, rendendo il trattamento molto più efficace e confortevole.

Dopo aver testato il loro dispositivo sul cuore dei topi, Gutruf e colleghi sono ora fiduciosi che il loro approccio potrebbe presto portare a una nuova generazione di pacemaker più intelligenti e meno invasivi. Questo potrebbe migliorare la qualità della vita di milioni di persone che attualmente soffrono di aritmie cardiache.

Immagine: Philipp Gutruff

 

 



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