Yhdysvaltalaiset tutkijat ovat testanneet langatonta sydäntä

Uuden keksinnön tekijöiden mukaan tekosydämellä tai apuveripumpulla varustetut potilaat voivat uuden järjestelmän avulla saavuttaa aiempaa suuremman liikkumisvapauden.

Washingtonin yliopiston ja Pittsburghin yliopiston lääketieteellisen keskuksen (UPMC) tutkijat testasivat langatonta virtajärjestelmää yhdessä kaupallisen kammioavusteisen laitteen (VAD) kanssa.

Free-range Resonant Electrical Energy Delivery (FREE-D) -nimistä projektia johtaa Joshua Smith, joka tuli Washingtonin yliopistoon Inteliltä, jossa hän työskenteli useita vuosia langattoman sähkönsiirtojärjestelmän parissa.

Puhumme teknologiasta, joka vastaanottavan ja lähettävän kelojen resonanssitaajuutta ja muita parametreja säätämällä mahdollistaa sähköenergian siirtämisen keskipitkillä etäisyyksillä (kymmeniä senttimetrejä - metrejä) suurella hyötysuhteella.

Kardiologit ovat aiemmin kokeilleet induktiivisia virtalähdejärjestelmiä sydänpumppuimplantille haluten päästä eroon ihon läpi kulkevista johdoista (infektioportti, joka lisää komplikaatioiden riskiä). Mutta yksinkertaiset teknologiat (kuten langattomissa sähköhammasharjoissa käytetyt) tuottivat pettymyksen lääkäreille – kantama oli muutamia millimetrejä ja sivuvaikutuksena ilmeni tarpeetonta kudosten lämpenemistä.

Mekaaninen sydän on ympyrän sisällä, ja koko langaton virransiirtoketju on taustalla (kuva: Washingtonin yliopisto).

Smithin järjestelmä korjaa nämä puutteet. Se koostuu kahdesta kelaparista. Ensimmäinen (oikealla yllä olevassa kuvassa) on kytketty sähköverkkoon ja siirtää energiaa toiseen kelaan (keskellä), joka teoriassa voidaan asettaa potilaan vaatteille.

Tämä toinen kela lataa henkilön käyttämää puskuriakkua (välttämätöntä toiminta-ajan pidentämiseksi) ja syöttää virtaa myös toiselle, pienemmälle lähetyskelalle. Tämä kela on jo valmiiksi siirtämässä energiaa hyvin pieneen (halkaisijaltaan vain 4,3 cm) vastaanottokelaan (kuvassa vasemmalla), joka sijaitsee ihmiskehossa ja on yhdistetty keinotekoiseen sydämeen sekä sisäiseen puskuriakkuun.

Tähän mennessä järjestelmää on testattu laboratorio-olosuhteissa. Käämit asetettiin pöydälle ja niihin kytkettyä VAD-laitetta käytettiin nesteellä täytetyssä mukissa. Washingtonin yliopiston lehdistötiedotteen mukaan teho siirtyi luotettavasti noin 80 %:n hyötysuhteella.

Tulevaisuudessa projektin tekijät näkevät seuraavan kuvan. Potilaan olo- tai työhuoneeseen – seiniin, kattoon, sängyn alle ja tuoliin – tulisi asentaa useita lähetyskeloja. Niiden tulisi tarjota sydänimplantin omaavalle henkilölle lähes jatkuva akun lataus. Niiden lataamiseksi hänen ei tarvitse kytkeä niitä pistorasioihin.

Erityisesti varustellussa huoneessa tekosydämellä tai kammioavusteisella laitteella varustettu potilas voisi elää ja työskennellä vapaammin kuin vanhemmissa järjestelmissä, joissa implantin toimivuus on täysin riippuvainen akusta, joka vaatii säännöllisen yhteyden verkkovirtaan (kuva: Pramod Bonde, University of Pittsburgh Medical Center).

Samalla sisäisen akun tulisi mahdollistaa henkilön turvallinen oleminen syöttökelojen alueen ulkopuolella ja ilman suojaliivejä jopa kaksi tuntia. Tämä mahdollistaa esimerkiksi kylvyn.

Tutkijat esittelivät järjestelmän ensimmäisten testien tulokset American Society for the Advancement of Artificial Internal Organs (ASAIO) -järjestön vuosikokouksessa, jossa he saivat palkinnon lupaavimmasta tutkimuksesta keinotekoisten sydämien alalla.

Prototyypin tekijöiden seuraava askel on testata langatonta virtalähdettä koe-eläimeen istutetulle keinotekoiselle sydämelle.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]