Američtí vědci otestovali bezdrátové srdce

Podle autorů nového vynálezu budou pacienti s umělým srdcem nebo pomocnou krevní pumpou moci s pomocí nového systému získat větší volnost pohybu než dříve.

Výzkumníci z Washingtonské univerzity a Lékařského centra Pittsburské univerzity (UPMC) testovali bezdrátový napájecí systém ve spojení s komerčním ventrikulárním asistenčním zařízením (VAD).

Projekt s názvem Free-range Resonant Electrical Energy Delivery (FREE-D) vede Joshua Smith, který nastoupil na Washingtonskou univerzitu ze společnosti Intel, kde několik let pracoval na systému bezdrátového přenosu energie.

Mluvíme o technologii, která úpravou rezonanční frekvence a dalších parametrů přijímací a vysílací cívky umožňuje s vysokou účinností přenášet elektrickou energii na střední vzdálenosti (desítky centimetrů - metrů).

Kardiologové již dříve experimentovali s indukčními systémy napájení implantátu srdeční pumpy, aby se zbavili drátů procházejících kůží (brána pro infekci, zvyšující riziko komplikací). Jednoduché technologie (jako ty používané v bezdrátových elektrických zubních kartáčcích) však lékaře zklamaly – dosah přenosu byl několik milimetrů a objevil se vedlejší účinek v podobě zbytečného zahřívání tkání.

Mechanické srdce je v kruhu, v pozadí je celý řetězec bezdrátového přenosu proudu (foto Washingtonská univerzita).

Smithův systém tyto nedostatky překonává. Skládá se ze dvou párů cívek. První (na fotografii výše vpravo) je připojena k elektrické síti a přenáší energii do druhé cívky (uprostřed), kterou lze teoreticky umístit na pacientovo oblečení.

Tato druhá cívka nabíjí vyrovnávací baterii, kterou má člověk na sobě (nezbytná pro prodloužení autonomie), a také dodává proud do další, menší vysílací cívky. Ta již přenáší energii do velmi malé (o průměru pouze 4,3 cm) přijímací cívky (na fotografii vlevo), která se nachází v lidském těle a je připojena k umělému srdci a také k interní vyrovnávací baterii.

Zařízení bylo dosud testováno v laboratorním prostředí. Cívky byly umístěny na stole a k nim připojený přístroj VAD byl provozován v hrnku s kapalinou. Podle tiskové zprávy Washingtonské univerzity byl výkon spolehlivě přenášen s účinností přibližně 80 %.

Autoři projektu v budoucnu vidí následující obrázek. V pacientově obývacím nebo pracovním pokoji – ve stěnách, stropě, pod postelí a v křesle – by mělo být namontováno několik vysílacích cívek. Ty by měly osobě se srdečním implantátem poskytovat téměř nepřetržité dobíjení baterie. K jejich nabití se nebude muset připojovat k zásuvkám.

Ve speciálně vybavené místnosti mohl pacient s umělým srdcem nebo komorovým podpůrným zařízením žít a pracovat volněji než u starších systémů, u kterých je funkčnost implantátu zcela závislá na baterii, která vyžaduje pravidelné připojení k elektrické síti (ilustrace Pramoda Bondeho z Lékařského centra University of Pittsburgh).

Zároveň by interní baterie měla umožnit osobě bezpečný pobyt mimo oblast napájecích spirál a bez vesty po dobu až dvou hodin. To pacientovi umožní například se vykoupat.

Vědci prezentovali výsledky prvních testů systému na výroční konferenci Americké společnosti pro pokrok umělých vnitřních orgánů (ASAIO), kde získali ocenění za nejslibnější výzkum v oblasti umělého srdce.

Dalším krokem autorů prototypu je otestování bezdrátového napájení umělého srdce implantovaného do testovacího zvířete.

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