Northwestern Üniversitesinden mühendisler, dünyanın en küçük kalp pilini geliştirdi. Pirinç tanesinden bile küçük olan bu cihaz, enjektörle vücuda yerleştiriliyor ve görevi sona erdiğinde kendi kendine çözünerek yok oluyor.
Detaylar haberimizde…
Yenidoğanlarda Kalp Ritmi Bozukluğuna Çözüm
Kalp ritmi bozukluğu yaşayan hastalara umut olacak bu minyatür cihaz, özellikle doğuştan kalp rahatsızlığı bulunan yenidoğanlar için tasarlandı. Yeni nesil bu geçici kalp pili, hastanın göğsüne yerleştirilen kablosuz, esnek ve hafif bir giyilebilir cihazla birlikte çalışıyor. Giyilebilir cihaz, düzensiz kalp atışı algıladığında deri, kas ve göğüs kemiği üzerinden kalp piline ışık sinyalleri gönderiyor ve kalp ritmini düzenliyor.
Cihaz, sadece geçici uyarım gerektiren hastalar için geliştirildi ve kalıcı implantlara ihtiyaç duymayan bu sistem, zamanla vücut sıvılarıyla tamamen çözünerek yok oluyor. Böylece geleneksel kalp pillerinde olduğu gibi ikinci bir cerrahi müdahaleye gerek kalmıyor. Tüm bileşenleri biyouyumlu olan cihazın bu özelliği, enfeksiyon, kanama ve doku hasarı gibi komplikasyonları da ortadan kaldırıyor.
Araştırmanın detayları, Nature dergisinde yayımlandı. Hem küçük hem büyük hayvan modelleriyle ve hayatını kaybetmiş bağışçıların insan kalpleri üzerinde yapılan testlerde cihazın etkinliği kanıtlandı.
Dünyanın En Küçük Kalp Pili
Çalışmayı yürüten isimlerden Northwestern Üniversitesinden biyomühendislik öncüsü Prof. John A. Rogers, cihaz hakkında şu sözleri söyledi:
“Bugüne kadar geliştirilen en küçük kalp pili olduğunu düşünüyoruz. Özellikle çocuk kalp ameliyatlarında geçici uyarım gerektiği durumlarda bu cihaz hayati rol oynayacak. Boyutu ne kadar küçükse, vücuda olan yükü de o kadar az olur.”
Araştırmayı birlikte yürüten deneysel kardiyolog Prof. Igor Efimov ise cihazın en büyük motivasyonunun çocuklar olduğunu vurguladı:
“Her 100 çocuktan biri doğuştan kalp rahatsızlığı ile doğuyor. Bu çocukların çoğu, ameliyat sonrası sadece birkaç gün geçici uyarıma ihtiyaç duyuyor. Bu kritik günlerde kalp pilini yerleştirip sonra herhangi bir müdahale yapmadan vücutta çözünmesini sağlıyoruz.”
Mevcut Sistemlere Alternatif: Dikiş, Kablo, Ameliyat Yok
Geleneksel geçici kalp pillerinde, cerrahlar elektrotları kalp kasına dikiyor ve bu kablolar göğüsten çıkarak harici bir cihaza bağlanıyor. Tedavi sonlandığında bu kablolar elle çekilip çıkarılıyor, ki bu işlem enfeksiyon ve doku zedelenmesine neden olabiliyor. Hatta ünlü astronot Neil Armstrong’un bu işlem sırasında yaşadığı iç kanama nedeniyle hayatını kaybettiği hatırlatılıyor.
Rogers ve Efimov’un daha önce 2021’de tanıttığı ilk çözünür kalp pili de bu ihtiyaca yanıt olarak geliştirilmişti. Ancak yeni geliştirilen versiyon, hem daha küçük boyutlara sahip hem de enerji kaynağını tamamen değiştirerek anten gereksinimini ortadan kaldırıyor.
Takılabilir cihazın (solda), düzensiz bir kalp atışı algıladığında kalp pilini devreye sokmak amacıyla kısa ışık darbeleri yaydığı; bu darbelerin cilt, göğüs kemiği ve kas dokusunu geçerek kalbi uyardığı ve böylece kalp atımının düzenli bir ritimde sürdürülmesini sağladığı bildirilmektedir.
Işıkla Aktifleşen Pil ve Vücut Sıvılarından Enerji
Yeni cihazda, kablosuz enerji aktarımı yerine galvanik hücre (kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir elektro kimyasal hücre türü) prensibiyle çalışan bir pil sistemi kullanılıyor. Cihazın üzerindeki iki farklı metal, vücut sıvılarıyla temas ettiğinde elektrik üretmeye başlıyor. Bu sistem, dışarıdan gönderilen bir kızılötesi ışık yardımıyla aktif hâle geliyor.
Kızılötesi ışığın vücut içinde derinlemesine geçiş yapabilme özelliği sayesinde, dışarıdan yapılan uyarılar kalp piline doğrudan ulaşabiliyor. Bu sayede minimal invaziv bir şekilde maksimum etki sağlanıyor.
Mikro Cihaz, Makro Etki: Yeni Nesil Minyatür Kalp Pilleri ve Teknolojik Gelişmeler
Sadece 1.8 mm genişliğinde, 3.5 mm uzunluğunda ve 1 mm kalınlığındaki bu cihaz, tam boyutlu kalp pilleriyle aynı düzeyde uyarım sağlayabiliyor. Cihazın küçüklüğü sayesinde kalp üzerine birden fazla cihaz yerleştirilebiliyor. Böylece kalbin farklı bölgeleri aynı anda ya da ayrı ayrı uyarılarak daha gelişmiş senkronizasyon sağlanabiliyor. Bu yöntem, özellikle aritmi gibi sorunların çözümünde büyük avantaj sunuyor.
Ayrıca bu teknoloji, sadece kalp piliyle sınırlı kalmayacak. Sinir, kemik ve yara iyileşmesi gibi pek çok farklı tıbbi alanda da kullanılabilecek biyoelektronik ilaçlar için yeni bir kapı aralıyor.
Derleyen: Eda Azap Öztemel
