Mae astudiaeth yn dangos am y tro cyntaf bod rheolydd calon hunan-bweru arloesol wedi'i brofi'n llwyddiannus mewn moch
Mae ein galon yn cynnal cyflymder trwy ei fewnol rheoliadur a elwir yn nod sinoatrial (nod SA), a elwir hefyd yn nod sinws sydd wedi'i leoli yn y siambr dde uchaf. Mae'r rheolydd calon mewnol hwn yn rhyddhau gwefr drydanol 60-100 gwaith mewn munud ac mae'r egni hwn yn cyflawni cyfangiadau yng nghyhyrau'r galon sy'n caniatáu i'n calon bwmpio gwaed trwy gydol ein corff. Wrth i ni heneiddio neu gael salwch, mae hyn yn fewnol rheoliadur yn methu cadw y galon i guro yn iawn. Mae curiad calon afreolaidd hefyd yn cael ei achosi gan gyflwr o'r enw arrythmia sy'n arafu cyfradd arferol y galon. Yn lle'r golled hon, calon draddodiadol rheoliadur – dyfais electronig a weithredir gan fatri – y gellir ei mewnblannu â llawdriniaeth y tu mewn i glaf i reoleiddio curiad y galon a chadw’r galon i guro’n gyson.
rheolydd calon traddodiadol
Mae'r ddyfais yn cynnwys generadur pwls sy'n cael ei bweru gan fatri sy'n cael ei fewnblannu o dan y croen ger asgwrn y goler. Mae ganddo hefyd wifrau wedi'u hinswleiddio sy'n cysylltu'r ddyfais â'r galon. Mae'r gylched electronig yn cynhyrchu signalau trydan sy'n cael eu danfon i'r galon trwy electrodau. Mae'r rheolydd calon yn ddyfais achub bywyd; fodd bynnag, un cyfyngiad sylweddol ar y rheolydd calon presennol yw bod angen eu newid ar unrhyw adeg rhwng 5 a 12 mlynedd o'r cyntaf pan gânt eu gosod oherwydd bywyd cyfyngedig y batri. Dim ond trwy lawdriniaeth ymledol gan ddefnyddio anesthesia lleol y gellir ei fewnblannu, sydd ei hun yn heriol gan fod angen agor ceudod brest claf. Mae llawdriniaeth nid yn unig yn ddrud ond mae hefyd yn cynyddu risg y claf o gymhlethdodau, heintiau neu hyd yn oed waedu. Mae math arall o rheolydd calon wedi'i ddylunio y gellir ei fewnblannu trwy gathetr i osgoi llawdriniaeth ond mae'n dal i gael ei brofi.
Mae ymchwilwyr wedi bod yn canolbwyntio ar adeiladu rheolyddion calon cardiaidd a allai fel arall ddefnyddio ynni naturiol o guriad calon person ei hun yn lle batri. Yn ddamcaniaethol, ni fyddai angen newid rheolydd calon o'r fath unwaith y caiff ei fewnblannu y tu mewn i glaf. Mae rheolyddion calon sy'n cael eu pweru gan blwtoniwm wedi'u cynhyrchu sawl degawd ynghynt. Mae dyluniad arbrofol rheolyddion calon newydd wedi wynebu sawl cyfyngiad hyd yn hyn - fel strwythur dylunio anhyblyg sy'n cyfyngu ar ei bŵer a'i gymhlethdodau gyda miniaturization.
rheolydd calon arloesol gyda dyluniad unigryw
Mewn astudiaeth newydd a gyhoeddwyd yn ACS Nano aeth ymchwilwyr o'r Labordy Allweddol Cenedlaethol ar gyfer Gwyddoniaeth a Thechnoleg, Shanghai, Tsieina ati i ddylunio nofel fach rheoliadur dyfais y gellir ei bweru o egni curiad calon eich hun ac fe wnaethant brofi'r ddyfais hon yn llwyddiannus mewn moch. Gellir gosod y ddyfais newydd o dan y galon yn hytrach nag yn agos at asgwrn y goler fel gyda rheolyddion calon confensiynol. Mae'r rheolydd calon yn seiliedig ar berthynas symbiotig ddelfrydol rhwng y galon a'r ddyfais.
Dechreuwyd dylunio'r rheolydd calon newydd hwn trwy wneud ffrâm blastig fach hyblyg yn gyntaf. Roedd y ffrâm hon wedi'i bondio â haenau piezoelectrig sydd, wrth gael eu plygu, yn cynhyrchu ynni. Rhoddwyd y rhan hon, a elwir yn 'gynaeafwr' ynni ar sglodyn. Mewnblannwyd y ddyfais mewn moch a sylwyd y gallai curiad calon yr anifeiliaid eu hunain newid (blygu) siâp y ffrâm a thrwy hynny gynhyrchu digon o egni (pŵer) cyfwerth â batri wedi'i bweru. rheoliadur. Mae ffrâm blastig hyblyg y ddyfais yn caniatáu iddo ddal mwy o egni o'r galon o'i gymharu â rheolyddion calon traddodiadol sydd â chasys caled.
Gan fod gan bobl ffisioleg debyg iawn i foch, mae hyn rheoliadur gallai weithio'n dda mewn bodau dynol hefyd. Mae ymchwilwyr yn nodi rhai materion technegol y bydd angen mynd i'r afael â nhw, er enghraifft mae'r ddyfais yn cynnwys tair technoleg ar wahân - cynaeafwr ynni, rheoliadur sglodion a gwifrau – y mae angen eu hintegreiddio i un ddyfais. Gall profion pellach mewn anifeiliaid ac yna mewn bodau dynol gadarnhau sefydlogrwydd hirdymor y ddyfais. Os bydd dyfais o'r fath yn llwyddiannus, dim ond unwaith y bydd angen llawdriniaeth ymledol gan leihau risg y claf o gymhlethdodau. Un o gyfyngiadau mawr y ddyfais newydd hon efallai yw ei bod yn bosibl na fydd meddygon yn gallu monitro cleifion o bell fel yn achos rheolyddion calon a weithredir â batri.
***
Ffynhonnell (au)
Roedd Ning L et al. 2019. Pweru'n Uniongyrchol Gwneuthurwr Cyflymu Cardiaidd Go Iawn gan Ynni Naturiol Curiad Calon. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567
***
