fbpx

Биодеградируемый пейсмекер для преходящих нарушений проводимости сердца: перспективы биотехнологии

Временная электрокардиостимуляция достаточно часто применяется после кардиохирургических вмешательств. Потребность во временной стимуляции имеют 10- 20% пациентов после операций на открытом сердце. Для этой цели используются устройства, в которых пейсмекер находится снаружи, а электроды располагаются эпикардиально или вводятся трансвенозно. Подобный тип стимуляции сопряжен с рядом неудобств и потенциальных побочных эффектов: инфицированием, травматизацией сердца при удалении электродов, дислокацией электродов и неэффективностью стимуляции вследствие отсутствия их фиксации.

Принципиально новым подходом к решению этой проблемы может быть разработка биоразлагаемого временного стимулятора, который интраоперационно накладывается на эпикард, обеспечивает стимуляцию в раннем послеоперационном периоде, а в дальнейшем в течение нескольких недель подвергается полной биодеградации. Данное устройство было разработано Институтом Биоэлектроники Simpson Querrey Северо- западного Университета, Чикаго, США. Устройство (см. рисунок) имеет толщину 0,25 мм, массу 0,3 г. В состав устройства входит антенна с двухслойной магниевой индукционной катушкой, покрытой вольфрамом, радиочастотным PIN-диодом на основе наномембраны из монокристаллического кремния и диэлектрической прослойкой из полилактидгликолида. В устройстве отсутствуют элементы питания, источником энергии является электромагнитная индукция (источник магнитного поля располагается вне организма, оптимальное расстояние – 15 дюймов до устройства). Устройство полностью разлагается за 5-7 недель.

Исследования на изолированных сердцах животных, миокарде человека показали, что данное устройство способно генерировать необходимый для возникновения желудочковых сокращений импульс. Исследование in vivo на собаках показало, что устройство хорошо срабатывает как пейсмекер в течение 4 суток после имплантации, на 5-е сутки силы импульса уже недостаточно для развития ответного сокращения желудочков, на 6-е сутки пейсмекерная активность заканчивается, что связано с процессами биодеградации. Исследователи предполагают добавить к устройству гидрогелевую оболочку, которая несколько замедлила бы растворение и продлила бы срок службы до необходимых 1-2 недель. Кроме того, обсуждается вопрос безопасности фрагментации устройства в процессе биоразложения. Все эти аспекты должны быть доработаны до начала клинических исследований на людях.

Biotechno

По материалам:

Choi, Y.S., Yin, R.T., Pfenniger, A. et al. Fully implantable and bioresorbable cardiac pacemakers without leads or batteries. Nat Biotechnol (2021). https://doi.org/10.1038/s41587-021-00948-x

https://www.nature.com/

Текст: Шахматова О.О.