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Un pacemaker delle dimensioni di un tic tac
Medtronic, il più grande produttore di dispositivi medici al mondo, utilizza la microelettronica e la produzione di chip per ridurre i pacemaker, dispositivi impiantati che regolano il ritmo cardiaco. Mentre gli attuali pacemaker sono grandi quanto un dollaro d'argento, il dispositivo di Medtronic sarebbe più piccolo di un tic tac. A quelle dimensioni, il dispositivo sarebbe abbastanza piccolo da essere inserito tramite catetere, piuttosto che con un intervento chirurgico invasivo.
Tenere il ritmo: Un minuscolo pacemaker sviluppato da Medtronic è abbastanza piccolo da poter essere iniettato anziché impiantato chirurgicamente.
Il dispositivo è ancora uno strumento di ricerca, afferma Stephen Oesterle , vicepresidente senior per la medicina e la tecnologia di Medtronic, ma potrebbe essere sul mercato tra cinque anni.
Finora, Medtronic ha sviluppato la maggior parte dei componenti: un circuito, un oscillatore per generare corrente, un condensatore per immagazzinare ed erogare rapidamente la carica, memoria per archiviare dati e un sistema di telemetria per trasferire tali dati in modalità wireless. L'azienda ha utilizzato la tecnologia di produzione dei chip per assemblare questi componenti su un wafer. Oesterle stima che da un singolo wafer da sei pollici, che l'azienda crea nel proprio impianto di fabbricazione di wafer in Arizona, possono essere realizzati da 60 a 70 pacemaker.
Quello che non abbiamo di fondamentale per un pacemaker è un modo per alimentare il chip, afferma Oesterle. L'azienda sta lavorando con startup che producono batterie a film sottile e altre fonti di alimentazione innovative, anche se Oesterle ha rifiutato di fornire ulteriori dettagli.
Il dispositivo di ultima generazione di Medtronic ospita tutti i componenti in una piccola custodia impiantata sotto la clavicola. Scosse di elettricità vengono consegnate al cuore tramite derivazioni intercardiache. L'eliminazione della necessità di cavi, che Oesterle definisce invasivi e inefficienti, è uno dei principali motivi per ridurre il dispositivo. L'impedenza tra i fili e il tessuto biologico aumenta il fabbisogno di potenza del dispositivo. E i cavi possono causare complicazioni se falliscono. Sei bloccato con l'inserimento di nuovi cavi, che occupano spazio nella vena, oppure puoi estrarre i cavi, che possono rischiare di strappare il cuore o i vasi sanguigni, dice Emile Georges Daoud , un medico e professore di medicina cardiovascolare alla Ohio State University.
Un sistema abbastanza piccolo da essere posizionato esattamente dove è necessaria l'elettricità eliminerebbe questi problemi. Se hai l'elemento di stimolazione nell'area che vuoi stimolare, non ci vuole molta potenza, dice Oesterle. Tutto quello che devi fare è stimolare una cellula del cuore e creare un'ondata di depolarizzazione.
Un dispositivo più piccolo sarebbe anche molto più facile da impiantare rispetto alle versioni esistenti. Gli scienziati prevedono di erogarlo tramite la stessa procedura utilizzata nel cateterismo cardiaco, in cui un medico inserisce un sottile tubo di plastica in un'arteria o in una vena, infilando il tubo fino al cuore. La procedura è meno invasiva dell'impianto chirurgico e più medici sono in grado di eseguirla. Puoi quasi sparare a queste cose come proiettili, dice Oesterle.