Perangkat Ini Dapat Menyesuaikan Hati Anda—Lalu Melarutkannya


Implan medis pertama yang datang dari terobosan itu adalah lembaran tipis yang secara elektrik menyentak jaringan yang terluka untuk memulai regenerasi saraf, yang diuji tim pada tikus. Rogers kemudian bekerja sama dengan ahli jantung, termasuk Arora, yang melihat peluang untuk melupakan alat pacu jantung sementara tradisional yang digunakan untuk mengobati irama jantung yang lambat. Rogers menyamakan perangkat yang dapat larut ini dengan penyembuh luka internal, sebuah “obat elektronik” di mana semua komponen dapat larut.

Ilustrasi: Universitas Northwestern/Universitas George Washington

Sepintas, perangkat dengan lebar setengah inci dan panjang setengah inci ini mungkin tampak seperti strip plastik tipis. Namun, pada kenyataannya, ini adalah tumpukan permukaan yang dinamis dan elemen yang dipilih dengan cermat. Kontak listrik adalah campuran tungsten dan magnesium. Daya nirkabel dimasukkan ke dalam kontak tersebut melalui antena melingkar datar yang terbuat dari bahan yang sama. Energi datang dari komunikasi jarak dekat, atau antena berkemampuan NFC, yang dapat diletakkan di ranjang rumah sakit atau tempelan yang dapat dikenakan. (Maaf, NFC tap-to-pay ponsel Anda belum cukup efisien untuk mematahkan hati siapa pun.)

Memiliki kontak listrik yang stabil sangat penting untuk perangkat jantung apa pun, karena setiap kontraksi pemompaan darah bergantung pada sel-sel jantung yang menembakkan impuls cepat. Tetapi perangkat juga harus dinamis. Ketika hati yang basah terisi dan dikosongkan, permukaannya yang melengkung menjadi tegang dan tegang. Tantangan membuat sesuatu yang stabil dan fleksibel telah “semacam pertanyaan terbuka untuk bidang ini untuk sementara waktu,” kata Rogers. “Bioelektronika memang bagus, tetapi bagaimana Anda mempertahankan antarmuka yang kuat dari waktu ke waktu?”

Tim memecahkan masalah ini dengan hidrogel perekat, yang tidak hanya menempel pada jantung secara mekanis—tetapi juga menempel pada jantung. secara kimiawi. Hidrogel membentuk ikatan kovalen dengan permukaan jaringan. Benang molekul longgar pada hidrogel dan hati menjalin bersama secara kimiawi. Atom nitrogen di satu fusi dengan atom karbon di yang lain, dan sebaliknya, untuk membentuk koneksi seperti protein yang kuat. “Ini memberikan kopling listrik yang lembut dan intim secara mekanis,” kata Rogers.

Setiap lapisan dapat mulai larut segera setelah basah, dan penting agar perangkat tidak cepat rusak setelah ditanamkan. Jadi alat pacu jantung berada di dalam cangkang polimer yang dapat larut yang bertindak sebagai penyangga terhadap waktu—perangkat keras memiliki waktu dua minggu untuk melakukan tugasnya sementara cangkangnya larut. Sisanya mulai rusak setelah itu, tetapi pada saat itu, pasien tidak memerlukan alat pacu jantung lagi. Dalam kasus di mana perangkat yang lebih tahan lama diperlukan, tim dapat membuat versi dengan kapsul yang lebih tebal.

Tim menguji perangkat pada hewan dengan hati kecil (tikus dan tikus), hati sedang (kelinci), dan hati yang hampir seukuran manusia (anjing). Dalam semua kasus, perangkat mereka dapat mengontrol kecepatan detak jantung hewan. (Mereka juga menguji jaringan yang diisolasi dari donor manusia dan menemukan keberhasilan yang sama.)

Tim Rogers dan Arora juga menguji bagaimana alat pacu jantung memudar pada tikus. Mereka menunjukkan bahwa perangkat tetap utuh selama satu minggu, sebagian besar dibubarkan pada tiga minggu, dan berhenti bekerja pada empat minggu. Pada 12 minggu, mereka benar-benar hilang.

“Mencapai fungsionalitas itu, tetapi juga menghilangkan semuanya tanpa memiliki produk sampingan yang berpotensi berbahaya atau beracun—itu tantangan besar,” kata Ellen Roche, seorang insinyur biomedis di MIT yang mengembangkan perangkat jantung, yang tidak terlibat dalam pekerjaan ini. “Secara independen, salah satu dari itu bisa dilakukan,” lanjut Roche. “Tetapi untuk melakukan keduanya bersama-sama, saya pikir, adalah pencapaian besar.”

“Sangat keren melihat materi sederhana; kita sudah tahu tentang beban toksisitasnya,” kata Chris Bettinger, seorang insinyur biomedis di Carnegie Mellon. “Saya pikir kesederhanaan sering kurang dihargai.”

Tetapi perangkat invasif seperti alat pacu jantung akan membutuhkan lebih banyak pengujian untuk membuktikan keamanan dan kemanjuran pada manusia. Tantangan lain bisa jadi adalah lanskap permukaan jantung, yang akan jauh lebih rusak di antara pasien jantung daripada di antara hewan laboratorium. Raman, ahli jantung yang bukan bagian dari tim Arora, mencatat bahwa beberapa orang yang mungkin membutuhkan perangkat semacam ini sudah memiliki jaringan parut yang disebabkan oleh penyakit jantung dan penyumbatan, yang akan membuat pembentukan sambungan listrik lebih sulit. “Tetapi berdasarkan desainnya, orang akan menebak bahwa itu mungkin berhasil,” kata Raman.

Diposting oleh : joker123