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प्राकृतिक हार्टबीट द्वारा संचालित एक बैटरी रहित कार्डिएक पेसमेकर

इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकीप्राकृतिक हार्टबीट द्वारा संचालित एक बैटरी रहित कार्डिएक पेसमेकर

पहली बार अध्ययन से पता चलता है कि स्व-संचालित एक अभिनव हृदय पेसमेकर का सूअरों में सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है

हमारे दिल अपने आंतरिक पेसमेकर के माध्यम से गति बनाए रखता है जिसे सिनोट्रियल नोड (एसए नोड) कहा जाता है, जिसे ऊपरी दाएं कक्ष में स्थित साइनस नोड भी कहा जाता है। यह आंतरिक पेसमेकर एक मिनट में 60-100 बार विद्युत आवेश छोड़ता है और यह ऊर्जा हृदय की मांसपेशियों में संकुचन करती है जो हमारे हृदय को हमारे पूरे शरीर में रक्त पंप करने की अनुमति देती है। जैसे-जैसे हमारी उम्र बढ़ती है या कोई बीमारी होती है, यह आंतरिक पेसमेकर दिल की धड़कन को ठीक से नहीं रख पाता है। अनियमित दिल की धड़कन यह एरिथमिया नामक स्थिति के कारण भी होता है जो हृदय की सामान्य गति को धीमा कर देता है। इस नुकसान को बदलने के लिए, एक पारंपरिक हृदय पेसमेकर - एक बैटरी से चलने वाला इलेक्ट्रॉनिक उपकरण - दिल की धड़कन को नियमित करने और दिल की धड़कन को लगातार बनाए रखने के लिए एक मरीज के अंदर शल्य चिकित्सा द्वारा प्रत्यारोपित किया जा सकता है।

एक पारंपरिक हृदय पेसमेकर

डिवाइस में बैटरी से चलने वाला पल्स जनरेटर होता है जिसे कॉलर बोन के पास की त्वचा के नीचे लगाया जाता है। इसमें इंसुलेटेड तार भी होते हैं जो डिवाइस को दिल से जोड़ते हैं। इलेक्ट्रॉनिक सर्किट विद्युत संकेत उत्पन्न करता है जो इलेक्ट्रोड के माध्यम से हृदय तक पहुँचाया जाता है। पेसमेकर एक जीवन रक्षक उपकरण है; हालांकि, वर्तमान पेसमेकर की एक महत्वपूर्ण सीमा यह है कि बैटरी के सीमित जीवन के कारण उन्हें फिट किए जाने के 5 से 12 वर्ष के बीच किसी भी समय बदलने की आवश्यकता होती है। इम्प्लांटेशन केवल स्थानीय एनेस्थीसिया का उपयोग करके एक आक्रामक सर्जरी के माध्यम से किया जा सकता है जो स्वयं चुनौतीपूर्ण है क्योंकि रोगी की छाती गुहा को खोलने की आवश्यकता होती है। सर्जरी न केवल महंगी है, बल्कि इससे मरीज की जटिलता, संक्रमण या रक्तस्राव का खतरा भी बढ़ जाता है। एक अन्य प्रकार के छोटे पेसमेकर को डिज़ाइन किया गया है जिसे सर्जरी से बचने के लिए कैथेटर के माध्यम से प्रत्यारोपित किया जा सकता है लेकिन इसका अभी भी परीक्षण किया जा रहा है।

शोधकर्ता निर्माण पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं कार्डिएक पेसमेकर जो वैकल्पिक रूप से बैटरी के बजाय किसी व्यक्ति के अपने दिल की धड़कन से प्राकृतिक ऊर्जा का उपयोग कर सकता है। सैद्धांतिक रूप से, इस तरह के पेसमेकर को एक बार रोगी के अंदर प्रत्यारोपित करने के बाद उसे बदलने की आवश्यकता नहीं होगी। प्लूटोनियम से चलने वाले पेसमेकर कई दशक पहले बनाए गए हैं। नए पेसमेकरों के प्रायोगिक डिजाइन को अब तक कई सीमाओं का सामना करना पड़ा है - जैसे कठोर डिजाइन संरचना जो इसकी शक्ति और जटिलताओं को लघुकरण के साथ सीमित करती है।

अद्वितीय डिजाइन के साथ एक अभिनव बैटरी रहित पेसमेकर

में प्रकाशित एक नए अध्ययन में एसीएस नैनो नेशनल की लेबोरेटरी फॉर साइंस एंड टेक्नोलॉजी, शंघाई, चीन के शोधकर्ताओं ने एक उपन्यास छोटा पेसमेकर उपकरण डिजाइन करने के लिए तैयार किया, जिसे किसी के अपने दिल की धड़कन की ऊर्जा से संचालित किया जा सकता है और उन्होंने सूअरों में इस उपकरण का सफलतापूर्वक परीक्षण किया। पारंपरिक पेसमेकर की तरह नए उपकरण को कॉलर बोन के बजाय दिल के नीचे लगाया जा सकता है। पेसमेकर किसी के दिल और डिवाइस के बीच एक आदर्श सहजीवी संबंध पर आधारित है।

इस नए पेसमेकर का डिजाइन सबसे पहले एक छोटा लचीला प्लास्टिक फ्रेम बनाकर शुरू किया गया था। यह फ्रेम पीजोइलेक्ट्रिक परतों से बंधा हुआ था जो मुड़ने पर ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। ऊर्जा 'हार्वेस्टर' कहे जाने वाले इस हिस्से को एक चिप पर रखा गया था। डिवाइस को सूअरों में प्रत्यारोपित किया गया था और यह देखा गया था कि जानवरों के अपने दिल की धड़कन फ्रेम के आकार को बदल (मोड़) सकती है जिससे बैटरी से चलने वाले पेसमेकर के बराबर पर्याप्त ऊर्जा (शक्ति) उत्पन्न होती है। डिवाइस का लचीला प्लास्टिक फ्रेम इसे पारंपरिक पेसमेकर की तुलना में हृदय से अधिक ऊर्जा प्राप्त करने की अनुमति देता है, जिसमें हार्ड केस होते हैं।

चूंकि मनुष्यों का शरीर विज्ञान सूअरों के समान ही होता है, इसलिए यह पेसमेकर मनुष्यों में भी अच्छा काम कर सकता है। शोधकर्ता कुछ तकनीकी मुद्दों की ओर इशारा करते हैं जिन्हें संबोधित करने की आवश्यकता होगी, उदाहरण के लिए डिवाइस में तीन अलग-अलग प्रौद्योगिकियां शामिल हैं - ऊर्जा हार्वेस्टर, पेसमेकर चिप और तार - जिन्हें एक डिवाइस में एकीकृत करने की आवश्यकता है। जानवरों और फिर मनुष्यों में और परीक्षण डिवाइस की दीर्घकालिक स्थिरता की पुष्टि कर सकते हैं। इस तरह के एक उपकरण के सफल होने पर रोगी की जटिलताओं के जोखिम को कम करने के लिए केवल एक बार इनवेसिव सर्जरी की आवश्यकता होगी। इस नए उपकरण की एक प्रमुख सीमा यह हो सकती है कि डॉक्टर बैटरी से चलने वाले पेसमेकर की तरह मरीजों की दूर से निगरानी करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं।

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{आप उद्धृत स्रोतों की सूची में नीचे दिए गए डीओआई लिंक पर क्लिक करके मूल शोध पत्र पढ़ सकते हैं}

स्रोत (रों)

निंग एल एट अल। 2019 दिल की धड़कन की प्राकृतिक ऊर्जा द्वारा एक वास्तविक कार्डिएक पेसमेकर को प्रत्यक्ष शक्ति देना। एसीएस नैनोhttps://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567

एससीआईईयू टीम
एससीआईईयू टीमhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
वैज्ञानिक यूरोपीय® | SCIEU.com | विज्ञान में महत्वपूर्ण प्रगति। मानव जाति पर प्रभाव। प्रेरक मन।

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