Патент недели: искусственная мышца для настоящего сердца
При непосредственном участии Федеральной службы по интеллектуальной собственности («Роспатента») мы решили ввести на сайте рубрику «Патент недели». Еженедельно в России патентуются десятки интересных изобретений и усовершенствований — почему бы не рассказывать о них в числе первых.
Патент: 2675062
Авторы: Леван Ичкитидзе, Александр Герасименко, Сергей Терещенко, Сергей Селищев
Патентообладатель: Московский институт электронной техники
Трансплантация сегодня относительно доступная операция. Врачи могут пересадить пациенту донорский орган или даже поставить искусственный, механический протез. Но даже при всем совершенстве современной медицинской техники подобное вмешательство в организм человека все равно остается крайне рискованной и дорогостоящей операцией. Средний срок, на который можно продлить жизнь пациента после такой трансплантации, составляет не более 10 лет.
Альтернативой хирургического лечения является кардиомиопластика — пересадка скелетной мышцы в область вокруг сердца. Так врачи могут купировать симптомы и замедлить развитие деградации тканей. Эта операция немногим дешевле пересадки, но по степени сложности почти не отличается от трансплантации целого органа.
Решение было найдено на стыке электротехники, биологии и нанотехнологий. Ранее подобные устройства применялись исключительно в робототехнике. До применения в инвазивной — подразумевающей хирургическое вмешательство — медицине дело не доходило. Разработанные приводы и актюаторы — устройства и элементы, совершающие заданные действия на основе электрических импульсов — было практически невозможно имплантировать в человеческий организм без осложнений или негативных последствий.
Новая искусственная мышца создана на основе электроактивных ионных полимеров. В сердечную «заплату» толщиной не более 200 микрометров интегрируют активные элементы, которые содержат электропроводящие слои из наноматериала толщиной 20−30 микрометров, электроактивные полимеры и электролит. Для производства электропроводящих слоев используется композитный наноматериал из бычьего сывороточного альбумина — белка плазмы крови крупного рогатого скота и углеродных нанотрубок. Он относительно дешев, но самое главное — обладает высокой степенью биосовместимости и не вызывает аллергических реакций. С помощью элемента питания через электроды «заплатки» подается ионный ток, и на одном из них происходит окисление, а на другом, где собираются ионы другой полярности, — восстановление. Полоска «заплатки» изгибается, а сердце бьется по новой: сердечная ткань сокращается и расширяется. Но теперь уже под воздействием новой, искусственно сконструированной мышцы.
Подробности изобретения — в опубликованном патенте.
