2020 Create the Future Design-wedstrijd:winnaar van medische categorie - een chip uit de oude doos

EEN CHIP VAN DE OUDE DOOS:PIJNLOZE DEFIBRILLATIE

Mehdi Razavi, Mathews John, Allison Post en Aydin Babakhani Texas Heart Institute (Houston, TX)

Winnaar van een HP Workstation; Categoriesponsor:ZEUS

Chaotische elektrische activiteit van het hart (aritmie) heeft een enorme impact op het welzijn van de samenleving:het is niet alleen de belangrijkste oorzaak van zowel plotselinge dood als beroerte, maar het is ook een belangrijke oorzaak van congestief hartfalen (CHF). De meest definitieve behandeling voor aritmie is het hart schokken (hetzij door transcutane paddles of implanteerbare hartdefibrillatoren (ICD's). Schokken zijn zowel onvoorspelbaar als extreem pijnlijk, wat bij een groot deel van de patiënten leidt tot PTSS.

Een hoeksteen voor de behandeling van CHF is cardiale resynchronisatietherapie (CRT), waarbij een gespecialiseerde pacemaker wordt gebruikt om de verzwakte hartspier te versterken. ICD's en pacemakers sturen elektrische pulsen naar het hart via draden die leads worden genoemd. Deze leidingen worden in de aderen geplaatst en aan het ene uiteinde naar het hart gebracht en aan het andere uiteinde aangesloten op een batterij (of "blikje") dat in de borstkas onder de huid wordt geplaatst. Leidingen kunnen echter niet altijd worden geplaatst waar nodig en ze zijn vatbaar voor infectie en breuken.

De uitvinding is een geminiaturiseerd, implanteerbaar, draadloos, batterijloos stimulatiesysteem (nodes) dat bestaat uit minuscule, op silicium gebaseerde geïntegreerde microchips die de opmerkelijke mogelijkheid van het elimineren van schokken, leads en draden scherp in beeld brengen. Elke node weegt slechts ongeveer 0,09 gram omdat er geen interne batterijen nodig zijn. (Veelgebruikte pacemakers die tegenwoordig worden gebruikt, wegen 2-28 gram.) De bestaande prototypes zijn op maat gemaakt, maar hun ontwerpen kunnen gemakkelijk worden vertaald naar standaard productiepraktijken.

Omdat het niet alleen stimulatie kan leveren aan elke locatie, maar aan een onbeperkt aantal locaties in het hart, heeft deze technologie het potentieel om onmerkbare (pijnloze) defibrillatie te leveren door middel van geavanceerde, gecoördineerde en gerichte stimulatie-bursts op meerdere locaties. De haalbaarheid van defibrillatie zonder de noodzaak van schokken is aangetoond met behulp van een bekabeld systeem. De technologie versnelde ook van maximaal zes verschillende locaties met behulp van deze draadloos gevoede stimulatiechips (meer dan enig bekabeld systeem dat tot nu toe is goedgekeurd voor medisch gebruik).

Alle patiënten met ICD's, meer dan 5 miljoen Amerikanen met atriale fibrillatie en een aanzienlijk deel van de patiënten met CRT-apparaten zullen profiteren van deze technologie. Patiënten met defibrillatoren leven misschien langer, maar vanwege de pijnlijke schokken die ze krijgen, niet per se beter. Onmerkbare defibrillatie is de heilige graal van het veld gebleven. Deze technologie zal:1) veiliger zijn omdat er geen geleidingsdraden nodig zijn die kunnen breken, losraken of infecties veroorzaken; 2) effectiever bij het behandelen van de onderliggende oorzaak van aritmieën omdat ze precies daar kunnen worden geplaatst; en 3) in staat om onmerkbare defibrillatie toe te dienen.

Voor meer informatie, bezoek hier .