Amerikanske forskere har testet et trådløst hjerte

Ifølge forfatterne til den nye opfindelse vil patienter med et kunstigt hjerte eller en hjælpeblodpumpe kunne opnå større bevægelsesfrihed end tidligere ved hjælp af det nye system.

Forskere fra University of Washington og University of Pittsburgh Medical Center (UPMC) testede et trådløst strømforsyningssystem i forbindelse med en kommerciel ventrikulær hjælpeenhed (VAD).

Projektet, kaldet Free-range Resonant Electrical Energy Delivery (FREE-D), ledes af Joshua Smith, der kom til University of Washington fra Intel, hvor han tilbragte flere år med at arbejde på et luftbaseret krafttransmissionssystem.

Vi taler om en teknologi, der ved at justere resonansfrekvensen og andre parametre for modtager- og sendespolerne gør det muligt at transmittere elektrisk energi over mellemlange afstande (ti centimeter - meter) med høj effektivitet.

Kardiologer har tidligere eksperimenteret med induktive strømforsyningssystemer til hjertepumpeimplantater i et ønske om at slippe af med ledninger, der passerer gennem huden (en indgangsport til infektion, hvilket øger risikoen for komplikationer). Men simple teknologier (som dem, der bruges i trådløse elektriske tandbørster) skuffede lægerne - transmissionsrækkevidden var få millimeter, og en bivirkning i form af unødvendig opvarmning af vævet opstod.

Det mekaniske hjerte er i cirklen, med hele den trådløse strømtransmissionskæde i baggrunden (foto: University of Washington).

Smiths system overvinder disse mangler. Det består af to par spoler. Det første (til højre på billedet ovenfor) er forbundet til elnettet og overfører energi til den anden spole (i midten), som i teorien kan placeres på patientens tøj.

Denne anden spole oplader bufferbatteriet, som personen bærer (nødvendigt for at forlænge autonomien), og forsyner også strøm til en anden, mindre sendespole. Denne er allerede i gang med at overføre energi til en meget lille (kun 4,3 cm i diameter) modtagespole (til venstre på billedet), der er placeret i menneskekroppen og forbundet med det kunstige hjerte samt det interne bufferbatteri.

Indtil videre er opsætningen blevet testet i et laboratoriemiljø. Spolerne blev placeret på et bord, og det VAD-apparat, der var forbundet til dem, blev betjent i et krus med væske. Strømmen blev transmitteret pålideligt med en effektivitet på omkring 80%, ifølge en pressemeddelelse fra University of Washington.

I fremtiden ser projektets forfattere følgende billede. Adskillige sendespoler bør monteres i patientens stue eller arbejdsrum - i væggene, loftet, under sengen og i stolen. De bør give en person med et hjerteimplantat en næsten kontinuerlig batteriopladning. For at oplade dem behøver vedkommende ikke at tilslutte stikkontakter.

I et specialudstyret rum kunne en patient med et kunstigt hjerte eller en ventrikulær hjælpeenhed leve og arbejde mere frit end med ældre systemer, hvor implantatets funktionalitet er fuldstændig afhængig af et batteri, der kræver regelmæssig tilslutning til lysnettet (illustration af Pramod Bonde, University of Pittsburgh Medical Center).

Samtidig skal det interne batteri give en person mulighed for sikkert at opholde sig uden for ernæringsspolernes område og uden vest i op til to timer. Dette vil for eksempel give patienten mulighed for at tage et bad.

Forskerne præsenterede resultaterne af de første tests af systemet på den årlige konference for American Society for the Advancement of Artificial Internal Organs (ASAIO), hvor de modtog en pris for den mest lovende forskning inden for kunstige hjerter.

Det næste skridt for prototypens forfattere er at teste trådløs strømforsyning til et kunstigt hjerte implanteret i et forsøgsdyr.

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