เครื่องกระตุ้นหัวใจไซส์จิ๋ว เล็กกว่าเมล็ดข้าว สลายตัวเองได้ ไม่ต้องผ่าตัดออก

เทคโนโลยีใหม่จาก Northwestern University พลิกโฉมวงการแพทย์ ด้วยเครื่องกระตุ้นหัวใจไซส์จิ๋ว ที่ควบคุมด้วยแสงและละลายได้ในร่างกาย โดยไม่ต้องผ่าตัดเอาออก

นักวิจัยจาก Northwestern พัฒนาเครื่องกระตุ้นหัวใจชั่วคราว (Temporary Pacemaker) ที่มีขนาดเล็กกว่าข้าวสาร สามารถใส่เข้าไปในร่างกายผ่านอุปกรณ์ที่คล้ายเข็มฉีดยา โดยไม่ต้องใช้สายไฟหรืออุปกรณ์ภายนอกเหมือนเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบเดิม และตัวเครื่องจะสลายเองได้ในร่างกายเมื่อทำหน้าที่เสร็จ

แก้ปัญหาเดิมๆ ของเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบมีสาย

โดยปกติ เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบชั่วคราวจะใช้ในการช่วยควบคุมจังหวะหัวใจในช่วงระยะเวลาสั้นๆ เช่น หลังการผ่าตัดหัวใจ หรือในทารกแรกเกิดที่มีความผิดปกติแต่กำเนิด ซึ่งต้องพึ่งพาเครื่องช่วยกระตุ้นหัวใจประมาณ 7 วันให้หัวใจฟื้นตัวเองได้

ปัจจุบันเครื่องกระตุ้นหัวใจแบบที่ที่ใช้งานจริงจะมีสายไฟที่เย็บเข้ากับหัวใจและต่อออกมานอกลำตัว เชื่อมกับอุปกรณ์ควบคุมภายนอก ซึ่งอาจเสี่ยงต่อการติดเชื้อ และเมื่อถอดออกก็อาจเกิดปัญหา เช่น สายพันกับเนื้อเยื่อหรือกล้ามเนื้อหัวใจ ทำให้เกิดอันตรายได้

John A. Rogers วิศวกรรมชีวการแพทย์ และ Igor Efimov นักวิจัยด้านโรคหัวใจที่ร่วมพัฒนาอุปกรณ์นี้ จึงตั้งเป้าในการสร้างเครื่องกระตุ้นหัวใจที่มีขนาดเล็ก ไม่ต้องใช้สายไฟ และปลอดภัยต่อร่างกายเมื่อใช้งานเสร็จ

จุดเด่นของนวัตกรรมนี้คืออะไร

• ไร้สาย ทำงานด้วยแสง: แทนที่จะใช้สายไฟส่งสัญญาณไฟฟ้า เครื่องรุ่นนี้ใช้เทคโนโลยีที่น่าทึ่ง คือ "แสงอินฟราเรด" ผู้ป่วยจะสวมอุปกรณ์ขนาดเล็ก (ใหญ่กว่าเหรียญบาทเล็กน้อย) ไว้บนหน้าอกเพื่อตรวจวัดอัตราการเต้นของหัวใจ หากชีพจรต่ำกว่าเกณฑ์ อุปกรณ์นี้จะปล่อยแสงอินฟราเรดผ่านผิวหนังและเนื้อเยื่อไปยังเครื่องกระตุ้นหัวใจที่ฝังอยู่ภายใน ซึ่งมีตัวรับแสงทำหน้าที่เหมือนสวิตช์เปิด-ปิด เมื่อได้รับแสงก็จะส่งกระแสไฟฟ้ากระตุ้นหัวใจทันที
• ขนาดเล็ก: การเปลี่ยนมาใช้ระบบแสงแทนการส่งสัญญาณด้วยคลื่นวิทยุแบบเดิม ทำให้สามารถลดขนาดของตัวเครื่องให้เล็กลงได้อย่างมหาศาล เหลือเพียง 3.5 มิลลิเมตรเท่านั้น นับว่าเป็นเครื่องกระตุ้นหัวใจที่เล็กที่สุดในโลกในขณะนี้
• ใส่ได้โดยไม่ต้องผ่าตัดใหญ่: ด้วยขนาดที่เล็กและไม่มีสายไฟ การใส่เครื่องจึงทำได้ง่ายและรบกวนร่างกายน้อยมาก ศัลยแพทย์สามารถติดเข้ากับหัวใจโดยตรงหลังการผ่าตัด หรือในกรณีที่ไม่ใช่การผ่าตัดเปิดหน้าอก ก็สามารถใส่ผ่านแผลเล็ก ๆ หรืออาจพัฒนาให้ฉีดเข้าสู่หัวใจได้โดยตรงด้วยอุปกรณ์คล้ายเข็มฉีดยาในกรณีฉุกเฉิน เช่น หลังภาวะหัวใจวาย
• ละลายได้เอง:ตัวเครื่องทำจากวัสดุชีวภาพที่ร่างกายสามารถดูดซึมและย่อยสลายได้เอง หลังจากทำหน้าที่เสร็จ ตัวเครื่องจะค่อยๆ สลายไปในร่างกายในระยะเวลาประมาณหนึ่งสัปดาห์ ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่หัวใจมักต้องการในการฟื้นตัวหลังการผ่าตัด โดยไม่ต้องกังวลเรื่องการผ่าตัดนำออก แต่ทีมวิจัยเชื่อว่าในอนาคตอุปกรณ์นี้อาจสามารถปรับให้มีอายุการใช้งานได้นานขึ้นถึงหลายเดือน

และการไม่มีสายไฟทะลุผ่านจากภายในสู่ภายนอกเหมือนเครื่องกระตุ้นหัวใจรุ่นเก่า ช่วยลดจุดที่เชื้อโรคอาจเข้าสู่ร่างกายได้อย่างมาก โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่ภูมิคุ้มกันอ่อนแอ

สำหรับ "เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบชั่วคราว" มีความจำเป็นอย่างยิ่งในผู้ป่วยบางกลุ่ม เช่น:

• ทารกแรกเกิด: ประมาณ 1% ของทารกทั่วโลกเกิดมาพร้อมภาวะหัวใจผิดปกติแต่กำเนิด ซึ่งต้องได้รับการผ่าตัด และมักต้องการเครื่องกระตุ้นหัวใจชั่วคราวช่วยพยุงการทำงานของหัวใจประมาณ 7 วัน เพื่อให้หัวใจฟื้นตัว ซึ่งขนาดที่เล็กจิ๋วของเครื่องรุ่นใหม่นี้ตอบโจทย์อย่างยิ่งสำหรับผู้ป่วยตัวน้อย
• ผู้ป่วยหลังผ่าตัดหัวใจ: เพื่อช่วยให้หัวใจฟื้นตัวและลดภาวะแทรกซ้อน

John A. Rogers วิศวกรรมชีวการแพทย์ และ Igor Efimov นักวิจัยด้านโรคหัวใจ เชื่อว่าเทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะนำไปประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย ไม่ใช่แค่การกระตุ้นหัวใจชั่วคราว แต่อาจใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจขนาดเล็กหลายตัวร่วมกันเพื่อรักษาภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ หรืออาจนำหลักการของอุปกรณ์ฝังในร่างกายที่ควบคุมด้วยแสงและละลายได้นี้ ไปใช้กับปัญหาเส้นประสาท การรักษาบาดแผล หรือแม้กระทั่งการระงับความเจ็บปวด

ปัจจุบัน เครื่องกระตุ้นหัวใจขนาดเล็กนี้ยังอยู่ในช่วงการทดสอบ Igor Efimov คาดการณ์ว่า ด้วยกระบวนการและกฎระเบียบต่าง ๆ อาจต้องใช้เวลาอีกราว 5 ปีก่อนที่จะพร้อมนำมาใช้งานจริงในมนุษย์ แต่ก็ถือเป็นความหวังครั้งใหม่และเป็นก้าวสำคัญของเทคโนโลยีทางการแพทย์ที่จะช่วยให้การรักษาผู้ป่วยโรคหัวใจมีประสิทธิภาพและปลอดภัยขึ้น

อ้างอิง: fastcompany