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《科学进展》:可降解心脏监测装置

《科学进展》:可降解心脏监测装置 浦江同舟
2023-07-18
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《科学进展》
今年一入伏,就让人感受到了酷暑的威力。夏季高温的确不容小觑,此时还是心脏病的高发期。


据WHO数据统计,心脏病位列全人类致死原因第一位,每年有1750万人死于心脏病。值得令人关注的是,其中三分之一的死亡并不是发病时发生的,而是在创伤性心脏相关事件后的头几周或几个月内由并发症造成的


好不容易从死神手中夺回生命,又再一次失去,实在令人扼腕。


日前,美国西北大学和乔治华盛顿大学(GW)的研究人员开发出一种柔软灵活、可降解的心脏监测装置(MEA)。它只有邮票大小,可以放置在心脏的各个部位进行术后实时监测,同时配备的生物可吸收起搏器也无需拆除。它既能让医生随时监测术后心脏情况,又能自行降解无需拆除,降低了手术提取易引发的感染风险,有效预防心脏病突发和心房颤动和心脏传导阻滞等并发症导致的死亡。相关研究成果已发表于《科学进展》期刊。


论文标题截图

令人恐惧的手术后远期死亡风险

大多数用于提供心脏电起搏的医疗装置(尤其是为心脏手术后恢复患者提供的临时解决方案)需要将内部硬件放置在心脏上,另一头则与控制系统和电源连接,这种连接往往需要将导线穿过皮肤。

可以想象,这样的方式必然会限制患者的活动能力,更可怕的是它会带来感染风险。而且取出这些装置又要进行外科手术,这又存在进一步引起并发症的可能。“几种严重的并发症,包括心房颤动和心脏传导阻滞,往往在心脏手术或基于导管的治疗之后出现,” 这项研究的共同作者、西北大学的实验心脏病专家Igor Efimov说。


透明、柔软、可降解的心脏“守护者”

此前,曾有科学家设计出无线心脏监测装置,虽然去除了导线,但仍需通过手术取出装置。

这次,研究人员利用一种由美国食品和药物管理局(FDA)批准的生物可吸收性和生物相容性材料作为心脏监测装置的主要部件。这一装置包括透明柔性聚乳酸-共聚乙醇酸(PLGA)基底、电子束光刻(EBL)图案化的透明钼(Mo)纳米网格、光刻确定的互连层和软光刻确定的透明PLGA封装层。这样,材料最终能在体内降解而无需通过手术取出。

通过该装置,研究人员能够对大鼠的心脏节律、生物电位、氧饱和度、代谢状态、钙平衡、激活传播模式以及心肌传导和收缩等关键心脏生理参数进行绘图监测。“我们的瞬态电子设备可以绘制心房上许多位置的电活动,然后从许多位置提供电刺激,以便在心房颤动开始时让它立即停止。”据研究人员介绍,该设备能够提供非常细微的图像,它不仅可以恢复正常的心律,还可以显示心脏的哪些区域功能良好,哪些区域功能不佳。另外,由于它是全透明的,可允许研究人员通过该设备光学映射许多重要的心脏物理参数,这样就能更好地研究心脏功能和心脏病机制。

柔软地贴附于心脏默默监测,然后随着临床周期慢慢降解,最后通过人体的自然生物过程完全消失。这个小东西就仿佛徐志摩的诗一般“悄悄地它走了,正如它悄悄地来,挥一挥衣袖,不带走一片云彩……”


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来源:

www.sciencedaily.com/releases/07/230705143014

参考文献:DOI:10.1126/sciadv.adi0757

栏目支持: 市科技工作党委、市教卫工作党委

编辑:彭湖

【声明】内容源于网络
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