Uczniowie używają 3D Printed Heart do opracowania stymulatora następnej generacji

Zespół Love and Pace zaprojektował rozrusznik, który umieszczałby sieć chipów, każdy wielkości ziarna ryżu, w wielu miejscach wewnątrz serca. Te układy komunikowałyby się ze stacją bazową umieszczoną pod skórą pacjenta i ładowałyby się za pośrednictwem częstotliwości radiowej. Za każdym razem, gdy stacja bazowa wykryje problem z rytmem serca, wyzwoliłoby osadzone chipy, aby uwolnić wstrząs energii, który przywróci normalny rytm serca.

W ubiegłym roku były członek wydziału uniwersytetu Rice Aydin Babakhani i współpracownicy z Teksańskiego Centrum Medycznego wprowadzili koncepcję bardziej zaawansowanego rozrusznika bezprzewodowego, który może być wbudowany w serce i naładowany za pomocą energii fal radiowych. Uczniowie starają się wykorzystać tę technologię, ustanawiając całą sieć wewnątrz serca.

"Obecnym (komercyjnym) rozwiązaniem bezołowiowym jest rozrusznik o bulletie z baterią, która jest zainstalowana wewnątrz serca". powiedział członek zespołu Yoseph Maguire. "Efektywny jest tylko w chodzeniu po jednej komorze serca."

Maguire i jego koledzy z zespołu, uczniowie komputerów i elektrotechniki Chris Chivetta, Yixin Chen, Cody Tapscott, Ricky Chen i June Chen, przyszli z koncepcją wykorzystującą chipy o skali milimetra osadzone na stałe w sercu. Pokazali oni system za pomocą wydrukowanego w 3D serca z lekkimi śladami wywołanymi zaprogramowanymi anomaliami i układami symulującymi czujniki, które wykryły problemy i przesłały dane do stacji bazowej. Stacja bazowa nakazała stymulatorom zwolnienie taktowania w celu dostosowania rytmu serca.

Ponieważ nie ma żadnych przewodów, jednostka sterująca nieprzerwanie wysyła energię i zbiera dane z osadzonych układów poprzez identyfikację za pomocą fal radiowych. Żetony dostarczałyby 25 ładunków nanoobieżnych, aby stymulować mięśnie serca.

Projekt jest daleki od ukończenia i prawdopodobnie będzie kontynuowany przez kolejne zespoły studentów po ukończeniu tych studentów. Kiedy mentorzy z Rice University stwierdzą, że projekt jest zbyt złożony, aby można go było ukończyć w ciągu jednego roku, ale jest wystarczająco ważny, aby kontynuować badania, przekażą go kolejnej grupie studentów.

"Serce jest bardzo wyjątkowe i surowe środowisko dla obwodów elektrycznych "- powiedział Maguire. "Posiadanie wszystkiego zintegrowanego jest ogromnym zadaniem badawczym, więc dla nas wystarczające jest opracowanie wystarczającego dowodu."

Zespół opracował swoje pomysły z pomocą doradców z wydziału Josepha Cavallaro, profesora elektryczne iinżynieria komputerowa i Gary Woods, profesor w dziedzinie technologii komputerowej oraz inżynierii elektrycznej i komputerowej, wraz z kardiologami z Texas Heart Institute, Dr. Mehdi Razavim i Dr. Brianem Greetem. W projekcie uczono i uczulono na maszynę: Behnaam Aazhang, profesor inżynierii elektrycznej i komputerowej, oraz Yingyan Lin, profesor inżynierii elektrycznej i komputerowej w Texas Instruments, profesor badań komputerowych.