Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) представили неинвазивный носимый кардиостимулятор. В отличие от традиционных устройств, требующих сложной операции и прямого контакта с сердечной мышцей, новая технология представляет собой небольшую наклейку, которая крепится на грудь пациента. Об этом сообщает Interesting Engineering.
![]()
Фото из открытых источников / © GigaChat
Принцип работы устройства основан на сочетании ультразвуковой стимуляции и генной инженерии, известной как соно- или акустогенетика. Традиционные приборы посылают электрические импульсы для поддержания ритма сердца. Новое решение использует сфокусированные звуковые волны высокой частоты. Чтобы сердце реагировало на этот сигнал, пациенту предварительно проводится однократная генная терапия. Специальные вирусные векторы доставляют в клетки миокарда модифицированные ионные каналы, которые открываются только при воздействии определенной звуковой частоты. Когда внешняя наклейка испускает ультразвуковой импульс, эти каналы мгновенно раскрываются, пропуская внутрь кальций. Именно эта химическая реакция служит командой для сокращения мышечной клетки, заставляя сердце биться в заданном ритме.
«Эти каналы могут теперь «слышать» ультразвук лучше и могут открываться, чтобы впустить кальций, что напрямую активирует клетку и заставляет её сокращаться», — объяснил первый автор статьи Чэнь Гун.
Само устройство размером с почтовую марку состоит из крошечных ультразвуковых преобразователей, встроенных в слой гидрогеля. Этот материал обеспечивает плотное прилегание к коже человека и беспрепятственное прохождение акустических волн. Лабораторные испытания показали мгновенный результат: модифицированные человеческие сердечные клетки синхронизировались с ритмом излучателя. В экспериментах на крысах с тяжелыми аритмиями миниатюрный стикер быстро стабилизировал их пульс, возвращая замедленное сердцебиение к здоровым показателям.
Для применения у людей команда предлагает двухэтапную схему. Сначала пациент получает инъекцию одобренной FDA генной терапии, подготавливающей ткани к восприятию звука. Затем достаточно просто носить наклеенный датчик, подключенный к компактному аккумулятору. Ученые уже работают над объединением этой технологии с предыдущей разработкой MIT — ультразвуковой наклейкой для визуализации внутренних органов. Итоговая цель — создать единый интеллектуальный пластырь, который будет мониторить работу сердца в реальном времени и автоматически корректировать сбои без участия хирурга.
***
Ультразвук давно используется в медицине не только для диагностики, но и для лечения. Фокусированный ультразвук способен разрушать опухоли без единого разреза, а также стимулировать нервные окончания для снятия боли. Методика соно-генетики основывается на оптогенетике, где нейронами управляют с помощью света. Переход на звук позволил ученым проникать глубже в ткани организма, так как акустические волны рассеиваются гораздо меньше, чем световые, что делает возможным дистанционное управление внутренними органами через кожу.
