Кардиостимуляторы корректируют нерегулярное сердцебиение, воздействуя электрическим током на сердце, что может доставлять достаточно болезненные ощущения.
В обычном кардиостимуляторе один или два электрических контакта хирургическим путем вводятся в сердечную мышцу. Всякий раз, когда датчики в контактах обнаруживают нерегулярность сердцебиения, они реагируют корректирующим ударом электрического тока. К сожалению, такой электроимпульс воздействует не только на мышцы сердца, но и на болевые рецепторы сердца.
Ученые из США разработали менее болезненную альтернативу. Их кардиостимулятор состоит из основы, из которой «растут» четыре гибких, похожих на лепестки тонкопленочные структуры, обволакивающих сердце как бутон цветка.
Ученые используют метод оптогенетики, при котором синие микросветодиоды внутри лепестков включаются по мере необходимости для стимуляции клеток-кардиомиоцитов, вызывающих сокращения сердечной мышцы. При этом затрагиваются только кардиомиоциты, без воздействия на болевые рецепторы сердца.
Оптогенетический кардиостимулятор использует светодиоды для стимуляции клеток, а электроды в нем применяются для контроля сердцебиения. Таким образом, прибор может выполнять обе функции одновременно. Традиционные же кардиостимуляторы должны переключаться между выполнением одной или другой функции. Кроме того, никакие части нового прибора фактически не помещаются в ткани сердца, поэтому его имплантация значительно менее инвазивна.
Еще одна проблема традиционных кардиостимуляторов заключается в том, что они питаются от батарей, которые приходится заменять хирургическим путем, когда они начинают разряжаться. С оптогенетическим кардиостимулятором это не является проблемой, поскольку он работает по беспроводной сети с использованием технологии резонансной связи. Пациенты должны находиться в непосредственной близости от внешнего резонирующего устройства, которое можно носить на теле или встроить в такие предметы, как матрасы или стулья.
Кардиостимулятор уже был успешно протестирован на животных, но его еще предстоит опробовать на людях.
Источник: Science Advances