Исследователи из Университета штата Иллинойс (США) во главе с Джоном Роджерсом разработали многофункциональный «нанокатетер» с гибкой электронной начинкой для сердечной хирургии.

Обычно в операциях используются катетеры Фогарти с надувными баллонами.

«Но они, в отличие от нашего прибора, не оказывают никакого влияния на саму операцию, — подчёркивает г-н Роджерс. — Это просто тупой механический инструмент».

Учёным удалось разработать эластичные электронные компоненты из жёсткого и хрупкого кремния, которые можно было бы интегрировать в мембрану стандартного катетера. Их пришлось сделать в тысячу раз меньше, чем обычно, — в масштабе миллиардных долей метра (т.е. порядка нанометра). Они соединены змеевидными проводами, которые сгибаются при надувании, а не ломаются. Как только баллон надувается, они приходят в соприкосновение с сердцем. Предел растяжимости электроники — 300%.

Рис. 1. Один из видов катетеров, которые используются сейчас (фото denn).

Мультифункциональный катетер-баллон прекрасно подходит для быстрой диагностики и лечения аритмии. Сегодня для этого применяются катетеры с электродами, которыми хирургам надлежит орудовать медленно и осторожно. При обнаружении аномальной ткани, которая может вызывать аритмию, надо вставить другой катетер для её удаления. На всё это уходит довольно много времени, что резко повышает риск летального исхода.

Электроника нового «нанокатетера» контактирует с достаточно большой площадью, делая возможной быструю и точную диагностику. При испытаниях устройства на кролике учёным удалось ликвидировать ткань, просто отправив радиосигнал, который нагрел и убил определённые клетки. Тесты на людях с использованием упрощённой версии катетера (она не сможет нагревать клетки) начнутся уже в этом году.

Возможно, в будущем прибор после соответствующих модификаций можно будет применять для мониторинга мочевого пузыря, лёгких и прочих растягивающихся и сокращающихся органов.

Результаты исследования опубликованы в статье:

Dae-Hyeong Kim, Nanshu Lu, Roozbeh Ghaffari, Yun-Soung Kim, Stephen P. Lee, Lizhi Xu, Jian Wu, Rak-Hwan Kim, Jizhou Song, Zhuangjian Liu, Jonathan Viventi, Bassel de Graff, Brian Elolampi, Moussa Mansour, Marvin J. Slepian, Sukwon Hwang, Joshua D. Moss, Sang-Min Won, Younggang Huang, Brian Litt & John A. Rogers Materials for multifunctional balloon catheters with capabilities in cardiac electrophysiological mapping and ablation therapy. – Nature Materials. – Nature Materials. – 2011. – doi:10.1038/nmat2971; Published online 06 March 2011.