جهاز تنظيم ضربات القلب بحجم حبة أرز: ابتكار طبي ثوري!

تمكن عدة مهندسين من جامعة نورث وسترن من تطوير جهاز تنظيم ضربات القلب بالغ الصغر يمكن زرعه داخل الجسم بواسطة إبرة حقن بسيطة.

وهو ما يشكل قفزة هائلة في عالم صناعة الأجهزة الطبية القابلة للزرع، حيث تحمل هذه التقنية الجديدة وعوداً كبيرة لحديثي الولادة المصابين بعيوب خلقية في القلب. فهذا الجهاز سيكون الحل الأمثل لحالاتهم بفضل حجمه المتناهي الصغر وخصائصه غير الجراحية.

بدايةً ما هو جهاز تنظيم ضربات القلب التقليدي؟

جهاز تنظيم ضربات القلب أو منظّم ضربات القلب الاصطناعي (بالإنكليزية: Pacemaker device). هو جهاز كهربائي طبي يستخدم دفعات كهربائية تصل عبر أقطاب لتحفّز انقباض عضلات القلب، وذلك بهدف تنظيم عملية ضربات القلب اللا إرادية.

فالمصاب باضطرابات في القلب قد ينبض القلب لديه بسرعة كبيرة أو ببطء شديد أو بإيقاع غير منتظم. فيقوم هذا الجهاز بتنظيم ضربات القلب باستخدام نبضات كهربائية تساعد القلب على النبض بمعدل وإيقاع طبيعي. ويمكن أيضاً استخدام أجهزة تنظيم نبضات القلب لمساعدة حجرات القلب على النبض بشكل متزامن. مما يساهم في ضخ الدم بكفاءة أكبر إلى الجسم، وقد يكون هذا ضرورياً في حالة الإصابة بفشل القلب.

كيف تتم عملية زراعة جهاز تنظيم نبضات القلب؟

يُزرع عادةً تحت الجلد في الجزء العلوي من الصدر، وبالتحديد أسفل عظمة الترقوة على الجهة اليسرى غالباً، ولكن يمكن زراعته أيضاً في الجهة اليمنى إذا استدعت الحالة.

يتم في بداية عملية زراعة جهاز نبضات القلب التخدير الموضعي وأحياناً يستعمل التخدير العام. من ثم يجري الطبيب شق جراحي صغير (عادة 5–6 سم) تحت الترقوة. بعدها تبدأ عملية إدخال الأقطاب؛ حيث تُوجَّه أقطاب كهربائية رفيعة من الجهاز إلى القلب عبر الوريد. يليه أن يُوضع الجسم الرئيسي للجهاز تحت الجلد ويتم وصله بالأقطاب. وبذلك تنتهي عملية الزراعة فيُغلق الشق ويُغطّى بضماد معقم.

ابتكار جهاز تنظيم ضربات القلب متناهي الصغر

الجهاز المبتكر يأتي بحجم أصغر من حبة أرز واحدة، ويعمل بالتنسيق مع جهاز صغير آخر مرن وقابل للارتداء يُثبت على صدر المريض للتحكم في ضربات القلب. ومبدأ عمله كالتالي:

عندما يكتشف الجهاز القابل للارتداء (الخارجي) وجود اضطراب في نبضات القلب، يقوم بإرسال نبضات ضوئية لتنشيط جهاز تنظيم ضربات القلب الداخلي وتحفيز القلب بطريقة آمنة وفعالة.

المثير في الأمر أن هذا الجهاز مصمم ليكون مؤقتاً، حيث يتحلل تلقائياً داخل الجسم بعد انتهاء الحاجة إليه. وهذا يلغي الحاجة إلى عمليات جراحية إضافية لاستخراجه. فبفضل كون جميع مكوناته متوافقة حيوياً يذوب مع سوائل الجسم دون ترك أي أثر سلبي.

كيف يعمل الجهاز الجديد؟

يعمل هذا الابتكار من خلال دمج تقنيتين رائدتين: الأولى هي استخدام الضوء لتنشيط الجهاز، والثانية هي الاستفادة من السوائل الحيوية في الجسم كمصدر للطاقة. فبدلاً من الاعتماد على البطاريات التقليدية أو التوصيلات السلكية يعتمد الجهاز على التفاعل الكيميائي بين معدنين مختلفين لتوليد تيار كهربائي يحفّز القلب.

فعند الحاجة إلى التحفيز يصدر الجهاز القابل للارتداء نبضات ضوئية بالأشعة تحت الحمراء، والتي تتمكن من اختراق الجلد والأنسجة بسهولة لتصل إلى الجهاز المزروع فيؤدي إلى تشغيله وتحفيز القلب بفعالية.

أهمية هذا الجهاز الجديد

يأتي هذا الابتكار استجابة لمشكلة شائعة تواجه المرضى الذين يحتاجون إلى أجهزة تنظيم ضربات القلب المؤقتة بعد العمليات الجراحية. حيث يتم عادةً خياطة أقطاب كهربائية مباشرة على عضلة القلب وتوصيلها بأسلاك تخرج من صدر المريض إلى جهاز تنظيم ضربات خارجي. وعند انتهاء الحاجة إليه يتم سحب الأقطاب، وعملية الإزالة هذه قد تؤدي إلى مضاعفات خطيرة كالعدوى أو النزيف أو حتى قد تصل إلى تمزّق أنسجة القلب.

ولأجل ما سبق يمثل الجهاز الجديد حلاً ثورياً بإنهاء الحاجة إلى أي تدخل جراحي لاحق، وهو ما يقلل بشكل كبير من المخاطر المرتبطة بزرع أجهزة تنظيم القلب التقليدية.

مزايا الجهاز الجديد مقارنةً بالأجهزة التقليدية

ختاماً.. إن جهاز تنظيم ضربات القلب الجديد سيفتح آفاقاً واسعة في مجال الطب الحيوي، حيث يمكن تطبيق نفس المفهوم على أجهزة أخرى كصمامات القلب الاصطناعية وأجهزة تنظيم إيقاع القلب المعقدة. وقد نتمكن من استخدامها في مجالات أخرى مثل تسريع التئام الجروح وتحفيز الأعصاب وحتى تخفيف الألم عبر تحفيز كهربائي دقيق للخلايا العصبية. مما يعني أن هذا الابتكار يضع حجر الأساس لمستقبل أكثر أماناً وراحة للمرضى، وخاصة حديثي الولادة الذين يعانون من اضطرابات قلبية.