در دنیای پزشکی، گاهی یک اختراع کوچک می‌تواند زندگی‌های بزرگی را نجات دهد. تیمی از پژوهشگران دانشگاه «نورث‌وسترن» Northwestern در ایالات متحده، موفق شده‌اند یک ضربان‌ساز بسیار ریز بسازند؛ آن‌قدر کوچک که در نوک یک سرنگ جا می‌گیرد و از یک دانه‌ی برنج هم کوچک‌تر است.

این دستگاه مینیاتوری به‌طور ویژه برای قلب‌های آسیب‌پذیر نوزادانی طراحی شده که با نقایص مادرزادی قلب به دنیا می‌آیند. قلب نوزاد در روزهای اول تولد تقریباً به اندازه‌ی یک گردوست، و اغلب ابزارهای درمانی موجود یا زیادی بزرگ‌اند یا به جراحی‌های سنگین نیاز دارند که برای بدن نحیف نوزاد، بیش از حد خطرناک است.

ضربان‌ساز جدید، بدون نیاز به جراحی‌های باز، با روش‌هایی غیرتهاجمی در قلب نوزاد جای می‌گیرد و پس از پایان دوره‌ی نیاز، به‌آرامی در بدن تجزیه می‌شود؛ بدون آن‌که نیازی به برداشتن یا خارج‌سازی باشد. این فناوری می‌تواند به معنای واقعی کلمه، نجات‌بخش نسل جدیدی از نوزادان باشد.

چگونه یک ضربان‌ساز نوری بدن نوزاد را هدایت می‌کند؟

فناوری به‌کاررفته در این ضربان‌ساز فوق‌پیشرفته تشکیل شده از یک قطعه‌ی خارجی و یک ماژول کاشتنی است. یک تکه‌پوشیدنی انعطاف‌پذیر (Wearable Chest Patch) روی قفسه‌ی سینه نوزاد قرار می‌گیرد. این قطعه، عملکرد ضربان قلب را به‌صورت لحظه‌به‌لحظه رصد می‌کند و اگر بی‌نظمی یا توقفی در ریتم قلبی مشاهده کند، نوری از آن می‌تابد.

این نور که از بافت‌های بدن، استخوان جناغ و عضلات عبور می‌کند، مستقیماً به ضربان‌سازی که داخل بدن قرار گرفته می‌رسد. ضربان‌ساز با دریافت این نور، شروع به ارسال پالس‌های الکتریکی بسیار دقیق به بافت قلب می‌کند تا ریتم طبیعی قلب را بازگرداند.

و مهم‌تر از همه: پس از پایان مأموریتش، این دستگاه هیچ اثری از خود به‌جا نمی‌گذارد، چراکه به‌صورت کامل در بدن حل می‌شود.

پاسخی به یک نیاز قدیمی اما حیاتی

پژوهش‌های پیشین نشان داده بود که پس از بسیاری از جراحی‌های قلب، به‌ویژه در نوزادان، نیاز فوری به ضربان‌سازهای موقتی وجود دارد تا قلب بتواند ریتم درست را پیدا کند. اما ضربان‌سازهای رایج، معمولاً سیم‌هایی دارند که از داخل قفسه‌ی سینه بیرون می‌زنند و به یک واحد بیرونی متصل می‌شوند.

این سیم‌ها، علاوه بر درد و محدودیت حرکتی، خطرات جدی دارند. زمانی که پزشک بخواهد ضربان‌ساز را از بدن خارج کند، ممکن است سیم در بافت قلب گیر کرده باشد یا در بافت اسکار (Scar Tissue) فرو رفته باشد. بیرون کشیدن آن می‌تواند منجر به پارگی، خونریزی یا حتی مرگ شود.

یکی از شناخته‌شده‌ترین قربانیان این مسئله، فضانورد نامدار «نیل آرمسترانگ» (Neil Armstrong) بود. او پس از جراحی قلب، به یک ضربان‌ساز موقتی متصل شد و زمانی که پزشکان سیم آن را بیرون کشیدند، دچار خونریزی داخلی شد که درنهایت منجر به مرگش گردید.

چگونه ضربان‌ساز کوچک‌تر شد؟ راز فناوری نور و انرژی زیستی

پژوهش‌گران «جان راجرز» (John A. Rogers) و «ایگور اِفی‌موف» (Igor Efimov) برای ساخت این ضربان‌ساز کوچک، از تجربه‌ی پروژه‌ی قبلی‌شان بهره بردند که در آن یک ضربان‌ساز زیست‌تجزیه‌پذیر بدون سیم طراحی کرده بودند. اما آن نمونه هنوز به اندازه‌ی یک سکه بود و برای نوزادان بیش‌ازحد بزرگ به حساب می‌آمد.

چالش اصلی این بود: چطور ضربان‌سازی بسازیم که هم کوچک‌تر باشد، هم بی‌سیم، هم بی‌نیاز به باتری حجیم، و هم قابلیت حل‌شدن در بدن را داشته باشد؟

پاسخ، در نور و شیمی بدن نهفته بود. آن‌ها از یک مکانیزم مبتنی‌بر نور استفاده کردند: یک سوییچ نوری بسیار کوچک که با تابش نور از بیرون بدن فعال می‌شود. برای تأمین انرژی نیز، به جای باتری‌های رایج، از یک طراحی باتری‌گونه استفاده کردند که با استفاده از مایعات زیستی بدن (Biofluids) مانند یک مدار الکتریکی طبیعی عمل می‌کند و بدن انسان، با تمام پیچیدگی‌اش، خودش به یک منبع انرژی تبدیل شد.

آینده‌ای که شاید نزدیک‌تر از تصور ماست

این اختراع شاید فقط یک ضربان‌ساز موقت برای نوزادان به‌نظر برسد، اما چشم‌اندازش بسیار وسیع‌تر است. این مدل طراحی می‌تواند الگویی برای صدها نوع ابزار پزشکی آینده باشد: ابزارهایی که به جراحی نیازی ندارند، سیم و باتری نمی‌خواهند، و پس از پایان کارشان، در بدن حل می‌شوند و نیازی به استخراج ندارند.

این ضربان‌ساز کوچک، نماینده‌ی نسلی از پزشکی هوشمند، مهربان و سازگار با بدن است. پژوهشگران امیدوارند این فناوری به‌زودی در بیمارستان‌ها مورد استفاده قرار گیرد، نه فقط برای نوزادان، بلکه حتی برای بزرگسالانی که نیاز به مداخلات موقتی قلبی دارند.

و شاید روزی برسد که پزشکی دیگر نیازی به «درمان تهاجمی» نداشته باشد؛ بلکه همان‌گونه که بدن می‌تپد، درمان نیز با او هماهنگ و هم‌نفس شود.

منبع: discovermagazine