czwartek, 10 września, 2026
Godzinnik.pl Biznes Sterowany światłem rozrusznik pomoże pacjentom z niewydolnością serca. Urządzenie jest ultralekkie i...

Sterowany światłem rozrusznik pomoże pacjentom z niewydolnością serca. Urządzenie jest ultralekkie i biodegradowalne

Data publikacji:

Naukowcy z Chicago opracowali innowacyjny stymulator serca wykorzystujący do działania światło. Urządzenie, które działa podobnie jak ogniwa fotowoltaiczne, może być wszczepiane metodą małoinwazyjną, nie jest też wyposażone w elektrody i żadne ruchome elementy. Co ważne, w momencie gdy stymulacja mięśnia sercowego nie będzie już potrzebna, nie zajdzie konieczność przeprowadzania operacji usunięcia stymulatora. Jest on wykonany z biodegradowalnych materiałów, więc po pewnym czasie po prostu się rozpuści i zamieni w kwas krzemowy.

Jest to rozrusznik tymczasowy. Nie służy on do długotrwałego użytku, lecz stanowi rozwiązanie przejściowe lub tymczasowe. W przypadku wielu problemów zdrowotnych, szczególnie po operacjach, pacjenci faktycznie potrzebują tymczasowych rozruszników serca, które pomogą regulować rytm serca przez krótki czas, na przykład około dwóch miesięcy. Dzięki naszemu biodegradowalnemu rozrusznikowi serca, nie trzeba będzie wykonywać dodatkowej operacji w celu usunięcia wyprowadzonego rozrusznika. Nasze urządzenie ulegnie naturalnej degradacji w organizmie. Takie rozwiązanie będzie więc bezpieczniejsze – informuje w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje prof. Bozhi Tian z Wydziału Chemii Uniwersytetu Chicagowskiego.

Urządzenie – w postaci elastycznej membrany – jest bezprzewodowe i zasilane światłem, a w dodatku ultralekkie i cieńsze niż grubość włosa. Stymulator nie jest wyposażony w żadne ruchome części. Można go wszczepić metodą minimalnie inwazyjną – za pomocą małej rurki. Do stymulacji serca wykorzystuje technologię podobną do tej, którą znamy z ogniw fotowoltaicznych. Zamiast baterii badacze wszczepiają obok maleńki światłowód, aby zapewnić zasilanie. Światłowód świeci według precyzyjnego wzoru, który membrana wychwytuje i zamienia na impulsy elektryczne.

– Używamy światła jako źródła energii i wykorzystujemy półprzewodniki jako przetworniki. Możemy stymulować komórki i tkanki na wielu obszarach, przy bardzo wysokiej rozdzielczości przestrzenno-czasowej. Zasadniczo chodzi o to, że mamy urządzenie półprzewodnikowe, które jest umieszczane w warunkach fizjologicznych. Następnie doprowadzamy źródło światła i możemy wytworzyć określoną moc elektryczną na powierzchni materiału półprzewodnikowego. Uzyskana w ten sposób moc elektryczna może wprowadzić co najmniej przejściowe zmiany w środowisku chemicznym w obrębie półprzewodnika – wyjaśnia naukowiec.

Przejściowe zmiany chemiczne, do jakich dochodzi wskutek działania urządzenia, mogą wywoływać określoną aktywność w komórkach serca – gromadzić i rozprowadzać moc elektryczną po całym sercu. Zastosowanie urządzenia nie musi się jednak ograniczać do stymulacji serca. Może być ono również wykorzystywane m.in. do neuromodulacji, z jaką mamy do czynienia np. przy głębokiej stymulacji mózgu w leczeniu choroby Parkinsona. W tradycyjnym ujęciu zarówno stymulator pracy serca, jak i stymulator mózgu wymagają przeprowadzenia operacji wszczepienia elektrod.

Wadą tradycyjnej metody opartej na elektrodach jest jednak to, że po wszczepieniu nie można łatwo zmienić lokalizacji elektrod, chyba że wykona się kolejny zabieg chirurgiczny. To inwazyjne i może się wiązać z uszkodzeniem tkanek i narządów lub ogólnie z pogorszeniem stanu pacjenta – wskazuje prof. Bozhi Tian. – To korzyść, która wiąże się z właściwościami materiału. W naszym przypadku jest to krzem. Jest on niezwykle stabilny, kiedy zastosujemy go w dysku komputera. Jeśli jednak umieścimy go na powierzchni, w warunkach, w których spodziewamy się dużej ilości płynu biologicznego, może on ulec naturalnej degradacji. Krzem nazywamy materiałem biokompatybilnym, a jednocześnie biodegradowalnym.

Pracę serca można byłoby teoretycznie stymulować również metodą optogenetyczną. Polega ona na używaniu światła jako sygnału wejściowego, a dodatkowo wiąże się z modyfikacją genetyczną komórek i tkanek. Sprawdza się dobrze podczas testów na małych zwierzętach, takich jak szczury. Przełożenie jej na model ludzki wywoływałoby jednak wątpliwości natury nie tylko technicznej, ale przede wszystkim etycznej.

– Nasze podejście polega na braku fotostymulacji genetycznej. Łączy ono w sobie zalety tradycyjnego stymulatora serca, który nie jest genetyczny, i zalety optogenetyki, która wykorzystuje światło. Wykorzystujemy zatem pozytywne aspekty dwóch tradycyjnych metod. Opracowaliśmy nową metodę i mamy nadzieję, że będzie można ją zastosować również w warunkach klinicznych. Korzyść jest więc taka, że zasadniczo możemy użyć światła, aby uzyskać dowolny dostęp lub mieć kontrolę nad stymulowanym pacjentem – wskazuje naukowiec.

Zespół badawczy, który opracował rozwiązanie, planuje intensyfikację prac nad jego komercjalizacją. Zajmie się tym założony przez twórców start-up. Jak podkreśla naukowiec, urządzenie może się pojawić na rynku w ciągu 10 lat.

- Reklama -

Z danych Narodowego Instytutu Kardiologii wynika, że w Polsce rocznie wszczepia się około 30 tys. stymulatorów serca. Niemal pół miliona Polaków żyje z takim urządzeniem, najczęściej rozrusznikiem serca. Mamy jeden z najwyższych w Europie wskaźników takich urządzeń w populacji. 

Źródło: Newseria

NAJNOWSZE INFORMACJE

Ściany pękały od 2009 roku, teraz 44 rodziny są poza domem. Prokuratura wszczęła śledztwo w sprawie bloku na Ursynowie

44 rodziny musiały opuścić blok przy ul. Hirszfelda 2 na Ursynowie, któremu grozi zawalenie. Prokuratura bada, dlaczego mimo ekspertyz i decyzji nadzoru budowlanego przez lata nie wykonano koniecznych napraw.

Uciekał hulajnogą przed radiowozem po Gliwicach. Policjant zagroził 14-latkowi, że o wszystkim powie rodzicom

Radiowóz na sygnałach gonił po Gliwicach 14-latka na hulajnodze elektrycznej rozpędzającej się do 55 km/h. Nastolatka ostatecznie zatrzymano, a o jego losie zdecyduje sąd rodzinny.

Polowali nocą na dziki na wojskowym poligonie. Jeden strzał zabił 21-letniego żołnierza, są wyroki

Myśliwy, który podczas nielegalnego polowania na dziki na poligonie Krzekowo w Szczecinie śmiertelnie postrzelił 21-letniego żołnierza, został skazany na 2 lata i 10 miesięcy więzienia. Jego towarzysz usłyszał wyrok 1 roku i 3 miesięcy.

Dobijał się do izby przyjęć z zawałem serca, drzwi się nie otworzyły. Szpital w Lublinie ukarany, pielęgniarki zwolnione

41-letni pacjent z zawałem serca nie został wpuszczony na izbę przyjęć szpitala w Lublinie, a życie uratowali mu lekarze z placówki oddalonej o 5 km. NFZ nałożył na szpital 30 tys. zł kary, dwie pielęgniarki zwolniono dyscyplinarnie, a sprawę bada prokuratura.

Chciał odlecieć do Gruzji, postawił służbom warunek. Nagła ewakuacja dworca Poznań Główny

23-latek na lotnisku Poznań-Ławica groził, że zdetonuje ładunek w walizce na dworcu Poznań Główny, jeśli nie odleci do Gruzji. Dworzec ewakuowano, a alarm okazał się fałszywy. Mężczyźnie grozi do 8 lat więzienia.

Huk, kurz i przewrócona lokomotywa. Pociąg Intercity wykoleił się po zderzeniu z ciężarówką na Mazowszu

Pociąg IC "Koziołek" z około 115 osobami na pokładzie wykoleił się po zderzeniu z ciężarówką na przejeździe w Sokolnikach Suchych. Zginęła pasażerka, a siedem osób trafiło do szpitali.

Brak miejsca do przechowywania to główny problem mieszkańców Warszawy. IKEA przebudowała pod ich potrzeby sklep w Jankach

Kuchnia jest dla Warszawiaków centrum życia rodzinnego, salon służy przede wszystkim do odpoczynku i przyjmowania gości, a przechowywanie rzeczy to jedno z głównych wyzwań w organizacji mieszkania....

Ucieczka od dolara w stronę fizycznego złota. Banki centralne napędzają globalny popyt

Sierpień przyniósł silne odbicie na rynku złota. W skali miesiąca notowania kruszcu wzrosły o ok. 9,4 proc., choć końcówka miesiąca przyniosła wyraźną korektę, która...

Nauczyciele coraz częściej korzystają z narzędzi AI. Centrum Nauki Kopernik uruchamia dla nich bezpłatny kurs

Z ostatniego badania TALIS, czyli Międzynarodowego Badania Nauczania i Uczenia się, wynika, że w 2024 roku w Polsce niemal połowa nauczycieli klas 5–8 szkół podstawowych korzystała...

Szła na wieczór panieński, nagle poczuła ogromny huk i krew na skroni. Policja weszła do mieszkania 62-latka

39-latka zmierzała na wieczór panieński w gdańskim Przymorzu, gdy pocisk z wiatrówki ranił ją w głowę. Po tygodniu policja zatrzymała 62-latka. W jego mieszkaniu śledczy znaleźli prawdziwy arsenał.

Jaguar rozpadł się na pół, zginął jeden z najbogatszych Norwegów. Prokuratura po roku zamknęła śledztwo

Zabytkowy Jaguar XJS uderzył w drzewo z taką siłą, że rozpadł się na dwie części. Zginął norweski milioner Håkon Olaisen i jego 40-letni polski pasażer. Po ponad roku prokuratura umorzyła śledztwo w sprawie wypadku pod Otwockiem.

Telefony w całej Polsce zawyją w najbliższych dniach. Ruszają testy dronów o zasięgu 1000 km

Siły Zbrojne RP rozpoczynają testy polskich bezzałogowych systemów uzbrojenia zdolnych razić cele oddalone nawet o 1000 km. Przed lotami mieszkańcy otrzymają alerty RCB. Testowane drony polecą bez głowic bojowych.

O TYM SIĘ MÓWI

Ściany pękały od 2009 roku, teraz 44 rodziny są poza domem. Prokuratura wszczęła śledztwo w sprawie bloku na Ursynowie

44 rodziny musiały opuścić blok przy ul. Hirszfelda 2 na Ursynowie, któremu grozi zawalenie. Prokuratura bada, dlaczego mimo ekspertyz i decyzji nadzoru budowlanego przez lata nie wykonano koniecznych napraw.

Uciekał hulajnogą przed radiowozem po Gliwicach. Policjant zagroził 14-latkowi, że o wszystkim powie rodzicom

Radiowóz na sygnałach gonił po Gliwicach 14-latka na hulajnodze elektrycznej rozpędzającej się do 55 km/h. Nastolatka ostatecznie zatrzymano, a o jego losie zdecyduje sąd rodzinny.

Polowali nocą na dziki na wojskowym poligonie. Jeden strzał zabił 21-letniego żołnierza, są wyroki

Myśliwy, który podczas nielegalnego polowania na dziki na poligonie Krzekowo w Szczecinie śmiertelnie postrzelił 21-letniego żołnierza, został skazany na 2 lata i 10 miesięcy więzienia. Jego towarzysz usłyszał wyrok 1 roku i 3 miesięcy.