Μηχανικές αντλίες για να δώσουν ώθηση στην καρδιά αναπτύχθηκαν αρχικά ως προσωρινά μέτρα σε ασθενείς που αναμένουν μόσχευμα καρδιάς. Αλλά καθώς η τεχνολογία έχει βελτιωθεί, αυτές οι κοιλιο-βοηθητικές συσκευές συνήθως λειτουργούν σε ασθενείς για χρόνια, συμπεριλαμβανομένου του πρώην αντιπροέδρου Dick Cheney, του οποίου το εμφύτευμα γιορτάζει την επέτειό ενός χρόνου.
Η παρατεταμένη χρήση, ωστόσο, έχει τα δικά της προβλήματα. Το καλώδιο τροφοδοσίας που προεξέχει από την κοιλιά του ασθενούς είναι δυσκίνητο και επιρρεπή σε λοιμώξεις με την πάροδο του χρόνου. Οι μολύνσεις συμβαίνουν σε σχεδόν 40 τοις εκατό των ασθενών, και είναι η κύρια αιτία της επανανοσηλείας, και μπορεί να αποβεί μοιραία.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον και του Πανεπιστημίου του Pittsburgh Medical Center έχουν δοκιμασεί ένα ασύρματο σύστημα ηλεκτροπαραγωγής για κοιλιο-βοηθητικές συσκευές. Παρουσίασαν πρόσφατα το έργο στην Ουάσιγκτον, στην American Society for Artificial Internal Organs ετήσια συνάντηση, όπου έλαβε το Willem Kolff / Donald B. Olsen Βραβείο για την πιο πολλά υποσχόμενη έρευνα για την ανάπτυξη της τεχνητής καρδιάς.
Joshua Smith, ένας UW αναπληρωτής καθηγητής της επιστήμης των υπολογιστών και της ηλεκτρολογίας, που πρόσφατα μετακόμισε στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον από την Intel Research Seattle, έχει για τα τελευταία έξι χρόνια εργαστεί πάνω στην ασύρματη ενέργεια. Η η ιδέα βασίζεται στην εναλλαγή της επαγωγικής ενέργειας, στην οποία ένα πηνίο στέλνει ηλεκτρομαγνητικά κύματα σε μια ορισμένη συχνότητα και ένα άλλο πηνίο απορροφά την ενέργεια και το χρησιμοποιεί για να φορτίσετε την μπαταρία. Ο σταθμός φόρτης της ηλεκτρικής οδοντόβουρτσας και τα pads φόρτισης στα κινητά τηλέφωνα χρησιμοποιούν ένα παρόμοιο σύστημα, εκτός από του ότι και στις δύο αυτές περιπτώσεις, η συσκευή πρέπει να αγγίζει το φορτιστή και να διατηρείται σε σταθερή θέση.
Ο Smith και οι συνεργάτες του στο UW και Intel επινόησαν ένα επαγωγικό σύστημα που ρυθμίζει τη συχνότητα και άλλες παραμέτρους, όπως την απόσταση ή τον προσανατολισμό μεταξύ του πομπού και του δέκτη, που επιτρέπουν την ευέλικτη αλλά και αποδοτική ασύρματη μετάδωση ενέργειας σε μέσες αποστάσεις.
«Η διαίσθηση των περισσότερων ανθρώπων σχετικά με την ασύρματη ενέργειας είναι ότι, καθώς ο δέκτης απομακύνεται, θα έχετε λιγότερη ενέργεια," είπε ο Smith. "Αλλά με αυτήν την τεχνική, υπάρχει ένα καθεστώς όπου η απόδοση στην πραγματικότητα δεν αλλάζει ανάλογα με την απόσταση."
Ο Smith υποστιρίζει πως η ενέργεια παραμένει σταθερή σε αποστάσεις περίπου ίδιες με τη διάμετρο του πηνίου - που σημαίνει πως 10cm πηνίου- πομπού θα μπορούσε να προσφέρει διαρκή τροφοδωσία σε απόσταση 10cm ή τεσσάρων ιντσών πηνίο θα μπορούσε να μετaδώσει ισχύς σε μια απόσταση τεσσάρων ιντσών.
Αυτό δεν είναι μακριά, αλλά είναι αρκετό για να γεφυρώσει το δέρμα και τους ιστούς ώστε να φτάσει σε ένα ιατρικό εμφύτευμα.
Πριν από τέσσερα χρόνια, το σύστημα του Smith προσέλκυσε το ενδιαφέρον του καρδιοχειρούργου ο οποίος πειραματιζόταν με τη χρήση παραδοσιακών μεθόδων επαγωγής για τη μεταφορά ενέργειας, αλλά εμποδίστηκε από την κακή ευθυγράμμιση,ανεπιθύμητη παραγωγή θερμότητας, καθώς και η εμβέλια μετάδωσης περιορίζοταν σε μερικά χιλιοστά.
«Το κύριο ενδιαγέρον μου είναι να βοηθήσω τους ασθενείς να ανακάμψουν απο την καρδιακή ανεπάρκεια, το οποίο μπορούν να το πετύχουν αν δεν είναι δεμένοι σε μια μπαταρία ή εξωτερικό τροφοδοτικό ώστε να μπορούν να ασκήσουν και να εκπαιδεύσουν την καρδιά τους να ανακτήσει την κανονική λειτουργεία της ," είπε ο Δρ Pramod Bonde, ένας καρδιοχειρούργος στο Πανεπιστήμιο του Pittsburgh Medical Center. «Με την ασύρματη τεχνολογία οι ασθενείς μπορούν να απελευθερωθούν και να έχουν μια ευκαιρία να κινηθούν και να άσκηθούν όπως οι φυσιολογικοι άνθρωποι."
Χρησιμοποιώντας το ασύρματο σύστημα σημαίνει ότι δεν υπάρχει καλώδιο τροφοδοσίας που εισέρχεται μέσω του δέρματος, μειώνοντας δραματικά τον κίνδυνο λοιμόξεων βελτιώνοντας την ποιότητα ζωής του ασθενούς. Οι ερευνητές οραματίζονται ένα γιλέκο που θα μπορούσε να κρατήσει ένα εξωτερικό πηνίο-πομπό το οποίο θα συνδέεται με ένα καλώδιο ρεύματος ή μπαταρίες. Ένα μικρό πηνίο-δέκτης θα εμφυτεύεται κάτω από το δέρμα του ασθενούς και θα συνδεθεί με μια μπαταρία που έχει αρκετή ισχύ για περίπου δύο ώρες, που σημαίνει ότι ο ασθενής θα μπορούσε να είναι εντελώς ελέυθερος για σύντομο χρονικό διάστημα να κάνει ένα μπάνιο ή να πάει για κολύμβιση (το οποίο δεν μπορούν να κάνουν οι σημερινοί χρήστες των αντλιών καρδιάς). Μακροπρόθεσμα, οι ερευνητές φανταζονται επιπλέον ισχύ στους πομπούς που τοποθετούνται κάτω από το κρεβάτι ή την καρέκλα του ασθενούς, επιτρέποντας στους ασθενείς να κοιμηθούν, να εργασθούν ή να κάνουν γυμναστική στο σπίτι αποσυνδεδεμένοι απο συσκευές υποστήριξης.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου