Alat pacu jantung mini berdaya mandiri (self-powered) dapat menyamai usia alami jantung, sehingga mengatasi masalah penting terkait bedah penggantian berulang.

Beijing, China (Xinhua/Indonesia Window) – Tim peneliti China berhasil mengembangkan alat pacu jantung mini berdaya mandiri (self-powered), membuka jalan baru bagi kemajuan perangkat elektronik implan.

Pencapaian tersebut merupakan hasil dari penelitian kolaboratif selama hampir tujuh tahun yang melibatkan berbagai institusi, termasuk Universitas Akademi Ilmu Pengetahuan China, Universitas Tsinghua, Universitas Peking, dan beberapa rumah sakit. Studi terkait telah dipublikasikan dalam jurnal Nature Biomedical Engineering.

Terobosan teknologi ini dapat memperpanjang masa pakai alat pacu jantung hingga menyamai usia alami jantung, sehingga mengatasi masalah penting terkait bedah penggantian berulang sekaligus membuka jalur baru menuju perangkat elektronik implan bersimbiosis manusia-mesin yang bebas pemeliharaan seumur hidup, urai Ouyang Han, penulis utama artikel itu yang juga lektor kepala di Universitas Akademi Ilmu Pengetahuan China.

Alat pacu jantung implan merupakan perangkat yang sangat penting untuk memulihkan ritme jantung normal pada pasien. Selain mengatur aktivitas jantung, implan bioelektronik semacam ini juga banyak digunakan untuk memulihkan fungsi gerak, penglihatan, dan pendengaran, serta penanganan nyeri dan diagnosis penyakit, sehingga memberikan dukungan krusial bagi intervensi dini, pengobatan yang tepat, dan pengelolaan jangka panjang bagi kondisi serius.

Namun, sebuah tantangan yang terus muncul tetap ada, yakni saat daya baterainya habis, pasien harus kembali menjalani operasi bedah untuk mengganti perangkat itu, yang menimbulkan risiko dan beban keuangan tambahan. Oleh karena itu, pemakaian yang bebas pemeliharaan seumur hidup menjadi target utama dalam bidang tersebut, dengan pasokan energi yang berkelanjutan menjadi hambatan utama.

Inovasi utama pada alat pacu jantung seukuran kapsul tersebut terletak pada modul regenerasi energi terpadunya, yang menangkap energi kinetik dari gerakan jantung melalui induksi elektromagnetik dan mengubahnya menjadi energi listrik.

Sejumlah pengujian menunjukkan bahwa daya keluarannya melampaui ambang penting yang diperlukan untuk pemakaian seumur hidup, membuat alat ini dapat secara andal memasok energi ke sirkuit pacu jantung dan mengatur ritme jantung secara berpresisi.

Perangkat ini juga dilengkapi dengan desain miniatur yang memiliki biokompatibilitas dan hemokompatibilitas sangat baik, memungkinkan implantasi transkateter yang minim invasi (minimally invasive) dan mengurangi trauma bedah secara signifikan.

Selain itu, tim peneliti juga mengembangkan struktur penyangga energi dengan levitasi magnetik (magnetic levitation) yang disederhanakan. Desain ini meminimalkan kehilangan energi dan gesekan mekanis, tetapi mampu mencapai ambang aktivasi hampir nol, efisiensi konversi energi yang tinggi, dan keluaran daya intrakardiak yang stabil. Desain ini juga menyederhanakan arsitektur sistem dan meningkatkan stabilitas operasional jangka panjang.

Dalam pengujian terhadap hewan yang berlangsung selama sebulan, alat pacu jantung ini dapat dioperasikan secara otonomos dan mampu mengatur ritme jantung secara konsisten, menunjukkan potensi yang menjanjikan untuk diterapkan secara klinis.

Laporan: Redaksi