Биоразлагаемые электроды обезопасят кардиостимуляцию после операций на сердце

Немецкие инженеры разработали электроды для профилактической послеоперационнной электростимуляции сердца, которые разлагаются в организме после выполнения своих функций. Изобретение было представлено на выставке MEDICA/COMPAMED 2022.

Кардиохирургические операции могут осложняться аритмиями в восстановительном периоде. При высоком риске для их профилактики временно имплантируют электроды для внешнего кардиостимулятора. Подобная практика сопряжена с потенциальными осложнениями в виде врастания металлических конструкций в ткани, произвольной миграции в них и развития инфекций в месте имплантации (последнее угрожает и после извлечения электродов).

Для решения этой проблемы сотрудники Фраунгоферовского института производственных технологий и передовых материалов и Дрезденского технического университета запустили проект ReMoTe CarE (Resorbable Molybdenum Temporary Cardiac Electrodes, ресорбируемые молибденовые временные сердечные электроды). Его целью стал принципиально новый подход к профилактике постоперационных аритмий — создание биоразлагаемых электродов, которые не требуют извлечения по окончании критического периода.

В качестве проводника для экспериментальных электродов авторы разработки выбрали молибден. Как показали предварительные эксперименты, этот металл обладает всеми необходимыми свойствами: хорошей электропроводностью, высокой механической прочностью, инертностью по отношению к живым тканям (биосовместимостью), отсутствием тромбогенного и воспалительного ответа, а также постепенно и равномерно деградирует в организме с образованием нетоксичных молибдат-анионов (MoO₄²⁻).

Для изготовления электродов диаметром в несколько сотен микрометров (сопоставимо с самыми толстыми человеческими волосами) использовали множественные молибденовые микрожилы, перевитые между собой. Изоляцию выполняли из однослойного или двуслойного покрытия из биополимеров с заданной скоростью резорбции.

В задачи Фраунгоферовского института входят тестирование и оптимизация механических, электрических и биорезорбционных свойств электродов. Дрезденский технический университет должен приступить к доклиническим испытаниям демонстрационных образцов до конца 2022 года.

По замыслу разработчиков, профилактика осложнений с помощью биоразлагаемых электродов для кардиостимуляции должна не только улучшить качество жизни, долгосрочные исходы и выживаемость пациентов, но и снизить нагрузку на медицинских специалистов и систему здравоохранения.

В 2021 году американские исследователи представили прототип полностью ресорбируемого кардиостимулятора. В экспериментах на крысах и собаках он работал в течение четырех дней, после чего полностью рассасывался. Двумя годами ранее их соотечественники разработали пьезоэлекрический генератор, подпитывающий искусственный водитель ритма от сокращений сердечной мышцы.