Ameriški znanstveniki so preizkusili brezžično srce

Po besedah avtorjev novega izuma bodo bolniki z umetnim srcem ali pomožno krvno črpalko s pomočjo novega sistema lahko pridobili večjo svobodo gibanja kot prej.

Raziskovalci z Univerze v Washingtonu in Medicinskega centra Univerze v Pittsburghu (UPMC) so testirali brezžični sistem napajanja v povezavi s komercialno napravo za ventrikularno pomoč (VAD).

Projekt z imenom Free-range Resonant Electrical Energy Delivery (FREE-D) vodi Joshua Smith, ki se je na Univerzo v Washingtonu pridružil iz Intela, kjer je več let delal na sistemu za prenos energije po zraku.

Govorimo o tehnologiji, ki z nastavitvijo resonančne frekvence in drugih parametrov sprejemne in oddajne tuljave omogoča prenos električne energije na srednje razdalje (desetine centimetrov - metrov) z visokim izkoristkom.

Kardiologi so že prej eksperimentirali z induktivnimi sistemi napajanja za vsadek srčne črpalke, da bi se znebili žic, ki bi šle skozi kožo (vhodna vrata za okužbo, kar povečuje tveganje za zaplete). Toda preproste tehnologije (kot tiste, ki se uporabljajo v brezžičnih električnih zobnih ščetkah) so zdravnike razočarale – doseg prenosa je bil nekaj milimetrov in pojavil se je stranski učinek v obliki nepotrebnega segrevanja tkiva.

Mehansko srce je v krogu, v ozadju pa celotna veriga brezžičnega prenosa toka (foto Univerza v Washingtonu).

Smithov sistem premaga te pomanjkljivosti. Sestavljen je iz dveh parov tuljav. Prva (na zgornji sliki desno) je priključena na električno omrežje in prenaša energijo na drugo tuljavo (na sredini), ki jo je teoretično mogoče namestiti na pacientova oblačila.

Ta druga tuljava polni vmesno baterijo, ki jo nosi oseba (potrebna za podaljšanje avtonomije), in dovaja tok tudi drugi, manjši oddajni tuljavi. Ta že oddaja energijo zelo majhni (s premerom le 4,3 cm) sprejemni tuljavi (na sliki levo), ki se nahaja v človeškem telesu in je povezana z umetnim srcem ter notranjo vmesno baterijo.

Do sedaj je bila postavitev preizkušena v laboratorijskem okolju. Tuljave so bile postavljene na mizo, naprava VAD, ki je bila z njimi povezana, pa je delovala v skodelici s tekočino. Moč se je zanesljivo prenašala z izkoristkom približno 80 %, je sporočilo za javnost Univerze v Washingtonu.

Avtorji projekta v prihodnosti vidijo naslednjo sliko. V pacientovi dnevni ali delovni sobi – v stenah, stropu, pod posteljo in v stolu – bi morali namestiti več oddajnih tuljav. Osebi s srčnim vsadkom bi morale zagotavljati skoraj neprekinjeno polnjenje baterije. Za njihovo polnjenje se ne bo treba priklopiti na vtičnice.

V posebej opremljeni sobi bi lahko pacient z umetnim srcem ali ventrikularno napravo živel in delal bolj svobodno kot pri starejših sistemih, pri katerih je delovanje vsadka v celoti odvisno od baterije, ki zahteva redno priključitev na električno omrežje (ilustracija Pramoda Bondeja, Medicinski center Univerze v Pittsburghu).

Hkrati naj bi notranja baterija osebi omogočila varno bivanje zunaj območja napajalnih tuljav in brez telovnika do dve uri. To bo pacientu na primer omogočilo kopanje.

Znanstveniki so rezultate prvih testov sistema predstavili na letni konferenci Ameriškega združenja za napredek umetnih notranjih organov (ASAIO), kjer so prejeli nagrado za najbolj obetavno raziskavo na področju umetnih src.

Naslednji korak avtorjev prototipa je testiranje brezžičnega napajanja za umetno srce, vsajeno v testno žival.

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