Pilsiz ve Işıkla Çalışan Kalp Pili

Arizona Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, kalp atış hızını sağlamak için kardiyomiyositlerin optogenetik uyarımını kullanan, pilsiz, ışıkla çalışan bir kalp pili geliştirdiler. Geleneksel kalp pilleri ile cihazın elektrotları, invaziv kancalar veya vidalar kullanılarak kalbin duvarına sabitleniyor. Küçük elektrik şokları daha sonra tüm kalbe gönderiliyor ve potansiyel olarak rahatsızlık - ağrıya neden oluyor. Yeni ışık tabanlı kalp pili, invaziv olmayan bir şekilde kalbi saran ve genetiği değiştirilmiş kardiyomiyositleri kasılmalarında uyarmak için ışık kullanan dört “yaprağa” dayanıyor. Teknoloji öncelikle genetiği değiştirilmiş hayvanlarda kardiyak araştırmalar için kullanışlıydı, ancak aynı zamanda insan hastalarda daha az invaziv kalp pili teknolojilerinin de önünü açabilir.

Kalp pilleri, atriyal fibrilasyon ve diğer aritmi türleri olan hastalar için büyük bir başarı öyküsüdür. Bu cihazlar kalbe ara sıra elektrik şoku vererek kalp atışının düzenlenmesine yardımcı olur. Bununla birlikte, bu tür teknoloji hastalar için hoş olmayan bir şekilde invaziv olabilir. Bu cihazların elektrik kabloları kalbin iç duvarına takılır veya vidalanır. Dahası, kalbe elektrik sinyalleri gönderildiğinde, her hücre şoku alır, bu da genellikle ağrıya ve rahatsızlığa yol açar. Araştırmaya katılan Philipp Gutruf, “Ağrı reseptörleri de dahil olmak üzere, kalbin içindeki tüm hücreler aynı anda vurulur ve bu, hızlanma veya defibrilasyonu ağrılı yapan şeydir. Kalp kasını bir bütün olarak etkiler.” dedi.

Bunu çözmek için Arizona Üniversitesi ekibi, pil bile gerektirmeyen yeni bir kalp pili türü geliştirdi. Sistem, tipik olarak ışığa duyarlı olan genetiği değiştirilmiş hücreleri içeren optogenetiğe dayanmakta. Bugüne kadar bu, yalnızca nöronların en yaygın olarak hedeflenen hücre tipi olduğu deney hayvanlarında başarılmıştı. Bu örnekte, araştırmacılar ışık kullanarak kardiyomiyositleri hedefliyorlar ve bu nedenle onları elektrik şoku kullanmadan kasılmaları için uyarabiliyorlar.

Teknoloji, kalbin büyük bir kısmına temas edebilen, dört yaprak içeren ve etrafı saran bir ağdan oluşuyor. Ağ, kalp atışı hakkında bilgi sağlayan ışık kaynakları ve kayıt elektrotları içeriyor. Şimdiye kadar araştırmacılar, cihazın ışığa duyarlı hücreler içeren bir fare türünde çalışabileceğini gösterdi, ancak gelecekte, klinikte bu tür teknolojilerin kapsamı olabilir.

Araştırmaya katılan bir başka araştırmacı Igor Efimov, “Şu anda, bunu yapmak için tüm kalbi şok etmemiz gerekiyor, bu yeni cihazlar çok daha hassas hedefleme yapabilir, defibrilasyonu hem daha etkili hem de daha az acı verici hale getirebilir. Bu teknoloji, dünyanın her yerindeki hastalar için hayatı kolaylaştırırken, bilim insanlarının ve doktorların hastalığı nasıl izleyecekleri ve tedavi edecekleri hakkında daha fazla bilgi edinmelerine yardımcı olabilir.” dedi.