Американські вчені протестували бездротове серце

За задумом авторів нового винаходу, пацієнти зі штучним серцем або допоміжним кров'яним насосом за допомогою нової системи зможуть отримати більшу, ніж раніше, свободу пересування.

Фахівці з університету Вашингтона (University of Washington) і медичного центру університету Піттсбурга (UPMC) протестували бездротову систему харчування спільно з одним з комерційних шлуночкових допоміжних пристроїв (VAD).

Очолює проект, названий Free-range Resonant Electrical Energy Delivery (FREE-D), Джошуа Сміт (Joshua Smith), який перейшов в університет Вашингтона з компанії Intel, де кілька років працював над системою передачі електроенергії по повітрю.

Мова йде про технології, при якій за рахунок підстроювання резонансної частоти та інших параметрів приймальні і передавальної котушок можлива переправлення електроенергії на середні відстані (десятки сантиметрів - метри) з високим ККД.

Раніше кардіологи вже експериментували з індуктивними системами подачі живлення на серцевий насос-імплантат, бажаючи позбутися від проходять крізь шкіру проводів (це ворота для інфекції, що підвищують ризик ускладнень). Але прості технології (на зразок тих, що використовуються в бездротових електричних зубних щітках) медиків розчарували - дальність передачі склала лічені міліметри і проявився побічний ефект у вигляді непотрібного нагрівання тканин.

Механічне серце знаходиться в гуртку, на задньому плані - весь ланцюжок бездротової передачі струму (фото University of Washington).

Система Сміта дозволяє позбутися від цих недоліків. Вона складається з двох пар котушок. Перша (на фотографії вище її видно праворуч) з'єднана з електричною мережею і передає енергію другій котушці (в центрі), яка, по ідеї, може бути розміщена на одязі пацієнта.

Ця друга котушка заряджає переносну людиною буферну батарею (необхідну для розширення автономності), а також видає струм на ще одну передавальну котушку, меншого розміру. Та вже займається трансляцією енергії на зовсім невелику (діаметром всього 4,3 см) приймальню котушку (на фотографії - зліва), що знаходиться в тілі людини і з'єднану зі штучним серцем, а також з внутрішньої буферної батарейкою.

Поки такий набір був випробуваний в лабораторних умовах. Котушки розташовувалися на столі, а з'єднаний з ними апарат VAD працював в гуртку з рідиною. Потужність передавалася надійно з ККД близько 80%, говорить прес-реліз вашингтонського університету.

У перспективі автори проекту бачать таку картину. У житловій або робочій кімнаті пацієнта має бути змонтовано кілька передавальних котушок - в стінах, стелі, під ліжком і в кріслі. Вони повинні забезпечити Человка з серцевим імплантатом майже безперервну підживлення батарей. Для їх зарядки йому не буде потрібно підключатися до розеток.

У спеціально обладнаній кімнаті пацієнт зі штучним серцем або шлуночкових допоміжним пристроєм міг би жити і працювати більш вільно, ніж з системами колишнього зразка, в яких працездатність імплантату повністю залежить від акумулятора, що вимагає регулярного підключення до мережі (ілюстрація Pramod Bonde, University of Pittsburgh Medical Center ).

Разом з тим внутрішній акумулятор повинен дати людині можливість спокійно перебувати поза зоною підживлюють котушок і без жилета до двох годин. Що дозволить пацієнту, наприклад, прийняти ванну.

Результати перших випробувань системи вчені представили на щорічній конференції американського суспільства з розвитку штучних внутрішніх органів (ASAIO), де отримали нагороду за найбільш перспективне дослідження в області штучного серця.

Наступний крок авторів прототипу - випробування бездротового підживлення штучного серця, імплантованого в піддослідна тварина.

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