Инженери от Университета на Пенсилвания са създали мек електронен имплант, който се обвива около голяма артерия и понижава кръвното налягане с помощта на лека електрическа стимулация, предлагайки възможна алтернатива за пациенти, които не реагират на лекарствено лечение.
Устройството, наречено CaroFlex, комбинира 3D-принтирана разтеглива електроника с гелообразно лепило, което се прикрепя директно към жива тъкан без шевове. В проучвания върху животни системата е намалила кръвното налягане, като същевременно е избегнала значителното дразнене и увреждане на тъканите, често свързани с традиционните импланти.
Учените заявяват, че технологията би могла потенциално да подпомогне разработването на нови лечения за лекарствено-резистентна хипертония. Повечето имплантируеми биоелектронни устройства са изработени от твърди метали и пластмаси, които трудно се движат естествено с кръвоносните съдове
Артериите постоянно се разширяват и свиват по време на кръвния поток, оказвайки натиск върху твърдите устройства, прикрепени към повърхностите им. С течение на времето това движение може да отслаби връзката на импланта и да увреди околната тъкан. Екип от Университета на Пенсилвания предприема различен подход към този проблем. Вместо твърди материали учените създават CaroFlex от проводими хидрогелове - меки материали, които имитират гъвкавостта на биологичната тъкан.
Имплантът използва и адхезивен хидрогелен слой, което му позволява да се прилепи директно към артериалната стена без хирургически конци. Според Тао Джоу, доцент по инженерни науки и механика в Университета на Пенсилвания, такива устройства обикновено се държат на място с конци, които могат да увредят тъканите с течение на времето.
CaroFlex действа чрез активиране на барорефлекса на тялото, вградена система, която регулира кръвното налягане с помощта на нервни сигнали. Имплантът се поставя близо до каротидния синус, част от каротидната артерия съдържаща чувствителни на натиск нервни окончания. Тези рецептори постоянно следят промените в кръвния поток и изпращат сигнали до мозъка, който след това регулира сърдечната честота и съдовия тонус.
Чрез доставяне на нискочестотни електрически импулси имплантът стимулира тези рецептори и влияе върху реакцията на тялото към повишено кръвно налягане. Както отбеляза Тао Джоу, за много пациенти дори комбинация от три до пет лекарства не успява да намали високото кръвно налягане и биоелектронната терапия може да предложи друга възможност за лечение.
Преди тестовете върху животни учените са оценили издръжливостта и електрическите характеристики на импланта в лабораторни експерименти. Хидрогелната структура се е разтегнала над два пъти спрямо първоначалния си размер, преди да се разкъса. Лепилото запазва стабилни характеристики след шест месеца съхранение. В момента учените планират по-нататъшна оптимизация на устройството. При сравнение на иновацията с конвенционалните платинени електроди е установено, че CaroFlex поддържа по-надежден контакт с тъканите и осигурява по-стабилни електрически характеристики
Екипът е имплантирал CaroFlex на плъхове и е наблюдавал промените в кръвното по време на кратки стимулационни сесии. Четири от петте тествани електрически режима са понижили стойностите средно с над 15%. Две седмици след имплантирането в околната тъкан са наблюдавани минимално възпаление или признаци на активност на имунната система. Предстоят по-големи проучвания върху животни и бъдещи клинични изпитвания върху хора. С 3D печата ще се ускори разработването на персонализирани биоелектронни импланти за сърдечносъдови заболявания и други хронични състояния.
Милена ВАСИЛЕВА
