Phát triển máy tạo nhịp tim siêu mỏng không dây, hoạt động bằng ánh sáng

(VietQ.vn) - Các nhà khoa học tại Đại học Chicago vừa phát triển máy tạo nhịp tim mới mỏng hơn sợi tóc người, không dây và hoạt động hoàn toàn bằng ánh sáng từ sợi quang.

Thiết bị không xâm lấn này có thể giúp điều chỉnh hoạt động của tim, thậm chí kích thích tế bào thần kinh theo một mô hình cố định để điều trị triệu chứng của các bệnh như bệnh Parkinson. 

Tim bơm máu nhờ một loạt tín hiệu điện được tính giờ rất cẩn thận nhưng nếu những tín hiệu đó không đúng lúc, chúng có thể dẫn đến đủ loại vấn đề, chẳng hạn như đột quỵ, đau tim thậm chí là suy cơ quan nghiêm trọng. Máy tạo nhịp tim có thể theo dõi và điều chỉnh những nhịp điệu bất thường này, tuy nhiên đòi hỏi phải phẫu thuật xâm lấn và mang lại rủi ro riêng. 

Chính vì thế, các nhà khoa học đã nghiên cứu ra thiết bị mới ít xâm lấn hơn với màng mỏng chỉ dày 1 micromet, mỏng hơn khoảng 100 lần so với sợi tóc người. Thiết bị này chỉ ở mức 1/50 gam, khiến nó nhẹ hơn 250 lần so với máy điều hòa nhịp tim thông thường. Và thay vì cần đến pin, nó được cung cấp năng lượng bằng ánh sáng.

Vì ánh sáng thường không đến được tim (trừ khi có điều gì đó không ổn), vì vậy một sợi quang cực hẹp được chèn dọc theo thiết bị. Sợi phát sáng theo một kiểu nhất định, kích hoạt màng mỏng tạo ra dòng điện. Màng này được làm từ hai lớp silicon loại P – lớp trên cùng được điểm xuyết bằng các lỗ có kích thước nano giúp giữ điện, cho phép thiết bị kích thích các bộ phận rất cụ thể của tim theo yêu cầu, tạo ra nhịp điệu mong muốn.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thiết bị này trên mô tim người được nuôi trong phòng thí nghiệm, sau đó ở tim chuột bạch. Trong mọi trường hợp, kỹ thuật này có tác dụng kích thích nhịp tim khi cần thiết, chỉ cần phẫu thuật nội soi thay vì mở khoang ngực.

Ở dạng hiện tại, máy tạo nhịp tim mỏng này được thiết kế để hoạt động tạm thời, hòa tan thành một hợp chất không độc hại gọi là axit silicic, giúp loại bỏ sự cần thiết phải thực hiện một đợt phẫu thuật khác để loại bỏ nó. Nhưng nhóm nghiên cứu cho biết các phiên bản trong tương lai có thể được điều chỉnh cho phù hợp với các khung thời gian khác nhau. Các nhà nghiên cứu cũng cho biết, thiết bị này có thể sử dụng để kích thích các dây thần kinh theo yêu cầu, theo những kiểu cụ thể. Điều này có thể được sử dụng để điều trị triệu chứng của các bệnh như Parkinson hoặc đau mãn tính.