Il pacemaker che funziona come un orologio automatico / The pacemaker that works like an automatic watch

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Presentato durante il congresso della Società europea di cardiologia, un prototipo di pacemaker in grado di ricaricarsi grazie alle pulsazioni del cuore.

Nel 1777 lo svizzero Abraham-Louis Perrelet inventò il primo orologio automatico. Oggi, a quasi 250 anni da allora, sempre dalla Svizzera, più precisamente dall’Artorg Center for Biomedical Engineering di Berna, arriva la scoperta che proprio il meccanismo di carica automatica, utilizzato negli orologi da polso, potrebbe essere la chiave per i pacemaker del futuro. Durante l’ultimo congresso della Società europea di cardiologia (Esc), Adrian Zurbuchen, dottorando presso il centro svizzero, ha presentato il primo prototipo di pacemaker in grado di ricaricarsi da solo sfruttando, come fonte, l’energia meccanica prodotta dai battiti cardiaci.

Il dispositivo presentato è un sistema composto da più parti: un pacemaker vero e proprio (un piccolo involucro, contenente un circuito elettrico e una batteria, che invia gli impulsi elettrici), uno o più elettrocateteri (fili isolati che conducono l’impulso al cuore) e un programmatore. Mentre i primi due elementi vengono posizionati all’interno del corpo del paziente, il programmatore rimane presso la struttura sanitaria, dove sarà possibile monitorare l’attività del pacemaker e la carica della sua batteria, il cui consumo è uno dei problemi principali di questo sistema.

Il prototipo sviluppato dal team svizzero entra in gioco proprio per ovviare ai problemi relativi alla carica del pacemaker. Partendo da un orologio da polso automatico (in grado di ricaricarsi sfruttando il movimento del rotore posto al suo interno) i ricercatori hanno lavorato eliminando gli ingranaggi, e tutto ciò che fosse superfluo, per snellirlo il più possibile; dopodiché hanno creato un involucro in plastica, per contenerlo, che potesse essere applicato direttamente al cuore.

Il collettore di energia a questo punto è stato testato con un circuito elettrico e successivamente provato sul cuore di un maiale di 60kg con 130bpm (l’involucro è stato cucito direttamente sul ventricolo sinistro). Dall’esperimento è emerso che il dispositivo è capace di generare 52µW, cioè una quantità di energia di gran lunga superiore a quella consumata dai pacemaker moderni, intorno ai 10µW.

Il pacemaker svizzero tuttavia è ancora un prototipo che dipende dalla presenza di un “apparecchio di stoccaggio” esterno che ne aumenta notevolmente le dimensioni e ne riduce l’utilità, ma come promette Zurbuchen: “il prossimo passo sarà creare un dispositivo in grado di fungere sia da pacemaker che da raccoglitore di energia eliminando i cavi”.

Il risultato di questo esperimento mostra come, seguendo questa strada, si possa arrivare alla costruzione di dispositivi che non abbiano più bisogno di batterie. Pacemaker perpetui insomma, in cui il cuore verrò “ricaricato” dalla macchina e la macchina dal cuore.

ENGLISH

Presented at the European Society of Cardiology Congress, a prototype of a pacemaker that can reload with heart pulses.

In 1777 the Swiss Abraham-Louis Perrelet invented the first automatic watch. Today, almost 250 years since then, from Switzerland, more precisely from Bern's Center for Biomedical Engineering, the discovery that the automatic charging mechanism, used in wrist watches, could be the key to the pacemakers of future. During the last congress of the European Society of Cardiology (ESC), Adrian Zurbuchen, a PhD student at the Swiss Center, presented the first prototype of a pacemaker capable of recharging himself by exploiting the mechanical energy produced by heartbeats as a source.

The present device is a system composed of several parts: a real pacemaker (a small enclosure containing an electric circuit and a battery that sends electrical pulses), one or more leads (isolated wires that lead to the heart impulse ) and a programmer. While the first two elements are placed inside the patient's body, the programmer remains at the healthcare facility, where it will be possible to monitor the activity of the pacemaker and its battery charge, the consumption of which is one of the main problems of this system .

The prototype developed by the Swiss team comes into play just to overcome problems with the pacemaker charge. Starting with an automatic wristwatch (able to recharge using the rotor movement inside it), the researchers worked on removing the gears and everything that was superfluous to streamline it as much as possible; then they created a plastic casing to hold it, which could be applied directly to the heart.

The energy collector at this point was tested with an electrical circuit and then tested on the heart of a 60kg pig with 130bpm (the wrap was sewn directly on the left ventricle). From the experiment it was found that the device is capable of generating 52μW, that is, an amount of energy far greater than that consumed by modern pacemakers, around 10μW.

However, the Swiss pacemaker is still a prototype that depends on the presence of an external "storage device", which greatly increases its size and reduces utility, but as Zurbuchen promises: "The next step will be to create a device that can act both pacemaker and energy collector eliminating the cables. "

The result of this experiment shows how, by following this path, it is possible to build devices that no longer need batteries. In short, the pacemaker, in which the heart will be "reloaded" by the machine and the machine from the heart.

Da:

https://www.galileonet.it/2014/09/il-pacemaker-che-funziona-come-un-orologio-automatico/