Konvertovanjem mehaničke energije u električnu energiju, eksperimentalno bežično ili bezolovno kućište pejsmejkera može delimično da napuni svoju bateriju, prema studiji dokaza o principu koja će biti predstavljena na naučnim sesijama Američkog udruženja za srce 2023, održanom 11. novembra. –13, u Filadelfiji.
„Mehanička i električna energija su povezane i mogu se razmenjivati napred i nazad“, rekao je glavni autor studije Babak Nazer, MD, vanredni profesor medicine na Univerzitetu Vašington u Sijetlu. „Baš kao što ultrazvuk pretvara električni napon u pritisak ili zvuk, možemo konstruisati slične materijale na implantabilnim medicinskim uređajima da bismo pretvorili prirodne oscilirajuće pritiske srca ‘nazad’ u napon kako bismo produžili vek baterije.
Prema Američkom udruženju za srce, tradicionalni (transvenski) pejsmejkeri imaju sićušne žice, ili elektrode, koje se povezuju sa srcem na jednom kraju, a na drugom kraju, sa generatorom (koji uključuje bateriju) odmah ispod kože levog ramena. . Elektrode koriste senzore, ili elektrode, da otkriju otkucaje srca pacijenta, a zatim šalju električne impulse u srce da bi obezbedili pejsing, ako je potrebno.
Nasuprot tome, pejsmejkeri bez elektroda su uređaji sve-u-jednom koji su manji od transvenoznog pejsmejkera i nalaze se u potpunosti u desnoj komori srca nakon što se umetnu kroz malu cevčicu koja se provlači do srca preko vene na nozi. Nedostatak pejsmejkera bez elektroda je to što se baterija ne može lako zameniti kao baterija transvenoznog pejsmejkera.
Tipična baterija u tradicionalnim i bežičnim pejsmejkerima traje šest do 15 godina. Pored toga, uklanjanje pejsmejkera bez elektroda je teško jer se nalazi unutar srca, pa će možda biti potrebno ugraditi nove pejsmejkere pored prethodnih koji su izgubili napunjenost baterije. Kod mlađih pacijenata, kojima tokom života može biti potrebno više pejsmejkera, ovaj pristup je nepraktičan.
U ovoj studiji, istraživači su konstruisali tri prototipa uređaja i testirali ih u simulatoru srčanog pritiska kako bi testirali njihov izlazni napon kao odgovor na oscilirajuće pritiske koji simuliraju pritisak desne komore. Slični po veličini kao sadašnji komercijalno dostupni pejsmejkeri bez elektroda, prototipovi uređaja su takođe bili oko jedne trećine veličine AAA baterije.
Nakon postavljanja prototipa uređaja u specijalnu mašinu postavljenu da simulira prirodne pritiske srca brzinom od 60 otkucaja u minuti, istraživači su snimili energiju koju je uređaj generisao kao odgovor na ovaj veštački otkucaj srca. Otkrili su da je najbolji od tri prototipa prikupio približno 10% energije neophodne za ritam „sledećeg takta“, na osnovu prosečnog izlaza pejsmejkera.
„Naš sledeći korak je da optimizujemo materijale i proizvodnju kako bismo poboljšali efikasnost prikupljanja energije, a zatim da pokažemo da to možemo dosledno da radimo u dugoročnim studijama. Kada budemo mogli da poboljšamo našu efikasnost sakupljanja od 10%, nadamo se da ćemo partnerstvo sa jednom od najvećih kompanije za pejsmejkere da ugrade naš dizajn i kućište u postojeći pejsmejker bez elektroda“, rekao je Nazer. „Nadamo se da ćemo dalje produžiti vek baterije i proširiti pristup ovom proizvodu mlađim pacijentima, kojima će, nadamo se, biti potrebno manje implantata tokom svog života.
Prema statističkim podacima o srčanim bolestima i moždanom udaru Američkog udruženja za srce – ažuriranje za 2023. godinu, procenjeno je da je 93.000 procedura pejsmejkera i defibrilatora obavljeno za pacijente u 2018. godini u Sjedinjenim Državama.
„Ova eksperimentalna studija pruža dragocene informacije o prikupljanju energije iz srca za punjenje baterija pejsmejkera. Ovi novi uređaji bi takođe mogli da poboljšaju kvalitet života pacijenata zahtevajući manje procedura jer su manji i traju duže“, rekao je Kenet A. Ellenbogen, dr. FAHA, koautor ACC/AHA/HRS Smernica za 2018. o proceni i upravljanju pacijentima sa bradikardijom i kašnjenjem srčane provodljivosti, i Kimerling profesor kardiologije na Medicinskom fakultetu VCU u Ričmondu, Virdžinija.
Studija je imala nekoliko ograničenja. Kao preliminarna studija eksperimentalnog uređaja, nejasno je da li se nalazi mogu prevesti na pejsmejker koji radi bezbedno i trajno kod ljudi; međutim, Nazerova laboratorija planira dugoročne eksperimente in vivo kao sledeći korak.
Pored toga, studija je posmatrala samo energiju potrebnu za sledeći otkucaj srca. Nije uzeta u obzir energija koja je potrebna pejsmejkeru za praćenje otkucaja srca i prenošenje nalaza nazad pejsmejkeru, koji čini veliki deo pražnjenja baterije. Buduće generacije uređaja će imati za cilj da poboljšaju efikasnost sakupljanja energije od 10%.
