Un nuovo pacemaker, realizzato interamente con nanoparticelle biocompatibili, potrebbe rappresentare una svolta significativa nel campo della cardiologia d’emergenza. Questa tecnologia avanzata è progettata per regolare i segnali elettrici del cuore in modo temporaneo, fornendo un supporto vitale per un periodo fino a cinque giorni. Successivamente, il dispositivo si dissolve in modo innocuo all’interno del corpo senza lasciare residui dannosi. Il principale vantaggio di questo pacemaker risiede nella sua capacità di intervenire in situazioni critiche, come nei casi in cui un paziente abbia subito un arresto cardiaco o stia affrontando un’insufficienza del ritmo cardiaco e non sia immediatamente disponibile un defibrillatore o non sia praticabile un intervento chirurgico immediato.

Soluzioni attuabili in caso di aritmia

Gli impulsi elettrici sono fondamentali per il corretto funzionamento del cuore, poiché regolano la contrazione e il rilassamento dei muscoli cardiaci, permettendo così al cuore di pompare sangue a un ritmo costante. Tuttavia, in alcune circostanze, questo delicato equilibrio può essere compromesso, causando irregolarità nel battito cardiaco, note come aritmie. Queste alterazioni del ritmo possono variare da innocue a potenzialmente letali, in particolare quando si verificano in situazioni di emergenza o in individui con condizioni preesistenti. L’aritmia, se non trattata tempestivamente, può portare a complicazioni gravi come ictus, scompenso cardiaco o persino arresto cardiaco, esponendo il paziente a un rischio elevato di morte improvvisa. Per fortuna, molte di queste situazioni possono essere risolte attraverso l’uso di strumenti salvavita come il defibrillatore o mediante l’impianto chirurgico di un pacemaker permanente.

Possibili limitazioni alle soluzioni attuali

Tuttavia, l’accesso immediato a questi strumenti non è sempre garantito. In situazioni di emergenza, specialmente in luoghi remoti o in condizioni di soccorso difficili, trasportare un defibrillatore, spesso grande e pesante, può essere impraticabile. Allo stesso modo, eseguire un’operazione chirurgica per impiantare un pacemaker può non essere fattibile in mancanza di strutture mediche adeguate. In questi contesti, la difficoltà di intervenire rapidamente potrebbe compromettere gravemente la salute del paziente, rendendo necessarie soluzioni alternative.

Nuovo studio propone un pacemaker temporaneo

I ricercatori dell’Università di Lund hanno sviluppato un’alternativa alle soluzioni tradizionali che, data la sua portabilità, potrebbe essere presente nei kit di pronto soccorso. Si tratta, essenzialmente, di una siringa con un ago ultrasottile che inietta una soluzione contenente nanoparticelle che comprendono un polimero conduttivo e un monomero. Quando questa entra in contatto con il tessuto, forma un hydrogel polimerico elettricamente conduttivo. L’idea è che, quando necessario, questo possa essere iniettato nel torace di un paziente con aritmia, formando una sorta di elettrodo attorno al cuore. Il piccolo sito dell’iniezione funge da punto di contatto per un dispositivo esterno come un telefono cellulare. Ciò consente di effettuare misurazioni ECG, oltre a stimolare il cuore con elettricità a bassa potenza per regolare il battito cardiaco.

Perché il pacemaker è definibile temporaneo?

Come detto in precedenza, il team ha sviluppato un hydrogel progettato per correggere l’aritmia cardiaca per un periodo di tempo fino a cinque giorni. Questa finestra temporale è pensata per offrire al paziente un supporto critico, consentendogli di raggiungere un ospedale per ricevere un trattamento più specifico e definitivo. Durante questo intervallo, il gel regola i segnali elettrici del cuore, stabilizzando il battito cardiaco e prevenendo complicazioni potenzialmente fatali. Una delle caratteristiche più innovative è la biodegradabilità: esso si dissolve ed è escreto naturalmente dall’organismo, eliminando la necessità di interventi chirurgici per la rimozione, che sono spesso richiesti per i pacemaker tradizionali. Questa caratteristica riduce il rischio di infezioni post-operatorie e altre complicazioni associate a procedure invasive, rendendo il gel una soluzione particolarmente utile in situazioni di emergenza o in contesti dove l’accesso alla chirurgia è limitato.

Studi effettuati in vivo su animali

Il pacemaker iniettabile è stato testato in embrioni di zebra fish e pollo ed è stato trovato per funzionare come progettato. Il gel era di una consistenza che permetteva di aderire al cuore, senza influenzare negativamente il battito. È importante sottolineare che il team non ha notato alcuna tossicità o cambiamenti comportamentali da parte dei soggetti del test mentre l’hydrogel era in posizione, né dopo che si è sciolto.

Conclusioni e prospettive future

I prossimi passi nella ricerca prevedono di testare l’hydrogel su animali più grandi, come i maiali, il cui sistema cardiaco è molto simile a quello umano. Questo passaggio è fondamentale per valutare l’efficacia e la sicurezza del dispositivo in condizioni più realistiche, avvicinandosi alle dinamiche del corpo umano.  Inoltre, il team di ricerca ha in programma di sviluppare un’applicazione mobile che potrebbe essere utilizzata per monitorare e, eventualmente, attivare il pacemaker. Questa app consentirebbe ai medici di gestire a distanza il dispositivo, fornendo un controllo in tempo reale delle condizioni del paziente e permettendo interventi rapidi in caso di emergenza. L’integrazione di tecnologia digitale avanzata potrebbe non solo migliorare la sicurezza e l’efficacia del trattamento, ma anche semplificare la sua applicazione in contesti remoti o in situazioni in cui l’assistenza medica diretta è limitata.