米粒ほどの大きさが、医療革命の衝撃をもたらす。 チームが開発したペースメーカーは、 ノースウエスタン大学 心臓デバイスに関するこれまでのあらゆる概念に挑戦します。これは非常に小さく、溶解性があり、簡単な注射器で埋め込むことができ、（決して小さくはないが）人類初の月面着陸を襲ったような悲劇を防ぐことができる可能性がある。
毎年心臓疾患を抱えてこの世に生まれてくる新生児のことを考えてみてください。彼らの命を救うには一時的な支援しか必要ありません。では、侵襲的な手術を回避し、代わりに、その役割を果たして自然に消える装置を単純に注入するだけで済むと想像してみてください。それはまさに歴史に残る出来事です。
小文字が革命を意味するとき
毎年、 新生児の約1％ 自分のリズムを見つけようと奮闘する心を持ってこの世に生まれてきます。 私たちがそれを顔や物語、息を殺して待つ家族に変えるまでは、その割合は小さいように思えます。これらの小さな子供たちのほとんどは一時的な支援しか必要としません。 たった7日間心臓が自力で正しく鼓動することを学ぶのに必要な時間です。
残念なことに、先進医療へのアクセスが幻想である世界の地域では、簡単なはずの処置が罰と化すことが多い。従来のペースメーカーでは、外科医が電極を心臓に直接「縫い付け」、患者の胸から出てくるワイヤーを介して外部装置に接続する必要がある。
感染症、組織損傷、血栓といった潜在的な合併症の悪夢。また、糸が瘢痕組織に引っかかって、状況がさらに複雑になることもあります。
まさにこの処置が宇宙飛行士の死につながったのです。 ニールアームストロング。 「バイパス手術の後、彼は一時的にペースメーカーを装着していました。ワイヤーを外すと、内出血が起こりました」と彼女は説明する。 イゴール・エフィモフ、実験心臓専門医であり、この研究の共同リーダー Natureに掲載、この発言は、月面を歩いた人々にとってさえ、人生のはかなさについて考えさせられました。
ペースメーカー、転換点の進化
2021で、 彼が所属していたノースウェスタン大学のチーム エフィモフは、かさばる電池や硬い部品、ワイヤーを使わない、コインサイズの一時的な生分解性ペースメーカーをすでに発表していた。このデバイスは、タグで使用されるものと同様の通信プロトコルに基づいていました。 RFID スマートフォンでも電子決済が可能です。
ただし、そのためには、ペースメーカーに無線周波数コマンドを送信するための内蔵アンテナを組み込む必要がありました。 「当社のオリジナルのペースメーカーはうまく機能しました。薄く、柔軟で、完全に吸収されるものでした。しかし、受信アンテナのサイズが小型化の限界でした」と、共同開発者でバイオエレクトロニクスの先駆者である彼は説明する。 ジョン・ロジャース.
ロジャース, エフィモフ そして協力者たちはその後数年間、一時的なペースメーカーをさらに小型化する方法の研究を続けた。最終的に彼らは、無線アンテナを光ベースのデータ伝送を目的とした設計に置き換えることができることに気付きました。そしてすべてが変わりました。
閃光
新しい装置は、元の電源を、化学エネルギーを電気エネルギーに変換するタイプの電池であるガルバニ電池に置き換えました。ペースメーカーは、周囲の生体液と相互作用して電流を発生させる 2 つの金属電極に依存しています。
「赤外線は体内に非常によく浸透します」と彼は言った。 エフィモフ。 「懐中電灯を手のひらに当てると、反対側から光が見えます。私たちの体は光の優れた伝導体であることがわかります。」
テクノロジーと生物学のこの相乗効果がいかに詩的であるか、私は感銘を受けます。光に導かれる心臓、ガラスのように皮膚、骨、筋肉を通過する目に見えない光線によって鼓動が制御されるのです。
微小ペースメーカー: 小さなサイズで大きなインパクト
最終的な結果はデバイスです 厚さ1mm、幅1,8mm、長さ3,5mm標準的なペースメーカーと同等の電気刺激を与えることができます。 「私たちは、私たちが知る限り世界最小のペースメーカーを開発しました」とロジャーズ氏は言葉に誇りがにじみ出ている様子で語った。
ペースメーカーの材料は時間の経過とともに安全に溶解するため、ペースメーカーを除去するための侵襲的な手術は必要ありません。これにより、術後の合併症や外傷の可能性が大幅に減少します。
将来は？それは「ポリフォニック」です
しかし、なぜ小さなペースメーカー 1 つだけで止まるのでしょうか?エフィモフ、ロジャース、そして彼らの同僚たちは、さらなる進歩により、 心臓全体にさらに多くのデバイスが埋め込まれます。 移植後は、設計者は 特定の光の波長に基づいてそれらを独立して、または一緒に動かすように調整し、一種の完全に同期した心臓オーケストラを作り出すことができます。
このデバイスのサイズは、経カテーテル大動脈弁置換術、鎮痛剤、神経および骨修復技術などの他の埋め込み型デバイスに組み込むこともできることを意味します。しかし、これらの将来の可能性はすべて、チームの当初の目標に戻ります。
「私たちの主な動機は子供たちでした」とエフィモフ氏は語った。 「今では、この小さなペースメーカーを子どもの心臓に取り付け、柔らかく優しいウェアラブルデバイスで刺激を与えることができます。」
この小さな装置が新生児の胸の中で「浮かんで」いて、まだ不確かな心拍を優しく調整していると思うと、技術的な驚異を超えた何かを感じます。心の歌を導くささやきのように。
