Pompa cardiaca azionata ad aria compressa / Air propelled heart pump

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

Gli sviluppatori di una pompa per catetere cardiaco a funzionamento pneumatico affermano che il dispositivo potrebbe essere utilizzato come alternativa più sicura alla pompa cardiaca elettrica.

Il dispositivo è stato creato dai ricercatori dell'Università Tecnica di Vienna (TU Vienna) per aiutare temporaneamente il cuore umano a pompare il sangue dopo un infarto od un intervento chirurgico.

Si prevede che il nuovo sistema contribuisca a contrastare i problemi causati dal surriscaldamento dei motori elettrici comunemente utilizzati all'interno del corpo. Questo può provocare danni al sangue ed ostruzioni delle arterie che, nei casi più gravi, potrebbero contribuire all'insufficienza d'organo.

Margit Gföhler, responsabile del progetto e professoressa associata presso la TU Vienna, ha dichiarato: "L'obiettivo era evitare l'emolisi, che è sempre un rischio quando si utilizzano pompe elettriche. Il nostro progetto utilizza la propulsione ad aria che elimina questo rischio e si spera che possa fungere da soluzione temporanea per i pazienti in convalescenza dopo un infarto od in attesa di un trapianto".

La pompa, che ha una lunghezza di circa 5 mm, è composta da due parti separate da un cuscinetto magnetico. Da un lato, l'aria viene convogliata attraverso un tubo che aziona un rotore. Questo rotore si accoppia ad una vite sull'altro lato che, insieme al cuscinetto magnetico, pompa circa 2,5 litri di sangue al minuto in tutto il corpo.

Sebbene la meccanica del dispositivo sia collaudata, Gföhler ha affermato che la difficoltà principale risiederà nello sviluppo di componenti sufficientemente piccoli da adattarsi al modello.

"Poiché il sistema e la quantità di fluido utilizzata sono così ridotti, non è possibile calcolare con precisione l'influenza dell'attrito", ha aggiunto. "Al momento abbiamo un prototipo che ha dimensioni doppie rispetto al modello finale. I nostri calcoli si basano su approssimazioni, ma speriamo di poter effettuare a breve studi clinici per comprenderne meglio l'efficacia".

Gföhler ha spiegato che l'utilizzo di un dispositivo ad aria compressa potrebbe comportare diversi rischi per la sicurezza, poiché le bolle d'aria che fuoriescono nel flusso sanguigno potrebbero rivelarsi fatali. Per minimizzare questo rischio, i sistemi saranno monitorati da una serie di sensori che misureranno la pressione e la rotazione della pompa.

Gföhler ha aggiunto: "Speriamo di poter creare un dispositivo che sia facilmente impiantabile in un catetere e compatibile con i sistemi e le procedure ospedaliere esistenti". Il gruppo sta preparando una proposta per sviluppare ulteriormente il dispositivo. Se i finanziamenti verranno concessi, Gföhler prevede di testare un prototipo funzionante sugli animali entro i prossimi due anni. Ulteriori aree di ricerca includono il suo utilizzo in combinazione con procedure come l'angioplastica con palloncino, per aumentare e controllare la pressione del sistema.

Secondo la Società Europea di Cardiologia, le malattie cardiovascolari causano il 42% di tutti i decessi nei paesi dell'UE ed il 49% nel resto d'Europa.

ENGLISH

Developers of a pneumatically operated heart catheter pump claim the device could be used as a safer alternative to the electric heart pump.

The device has been created by researchers at the Vienna University of Technology (TU Vienna) to temporarily help the human heart pump blood after a heart attack or an operation.

The new system is expected to help counter problems caused by the overheating of electric motors that are in common use inside the body. This can result in damage to the blood leading to blockages of the artery that could, in the most severe cases, contribute to organ failure.

Margit Gföhler, project manager and associate professor at TU Vienna, said: 'The aim was to avoid haemolysis, which is always a risk when using electric pumps. Our design uses air propulsion that removes this risk and will hopefully act as a temporary solution for patients recovering from a heart attack or awaiting a transplant.'

The pump, which is around 5mm in length, consists of two separate parts that are divided by a magnetic bearing. On one side air propulsion is fed through a tube that drives a rotor. This rotor couples to a screw on the other side that works with the magnetic bearing to pump approximately 2.5 litres of blood around the body per minute.

While the mechanics of the device are proven, Gföhler said that the main difficulty will be in the development of components small enough to fit the model.

'Because the system and the amount of fluid used is so tiny you can't really calculate how much friction will have an influence,' she added. 'At the moment we have a prototype that is twice the size of our target model. Our calculations are based on approximations, but we're hoping to do clinical trials in the near future to better understand its efficiency.'

Gföhler said that using an air-powered device could pose a number of safety risks as leaked air bubbles in the bloodstream may prove fatal. To minimise this risk, the systems will be monitored by a number of sensors to measure the pressure and rotations of the pump.

Gföhler added: 'We hope that we can create a device that is easily implanted into a catheter and fits with existing systems and hospital procedures.' The team is in the process of writing a proposal to develop the device further. If funding is granted, Gföhler plans to test a working prototype on animals within the next two years. Further areas of research include its use alongside procedures such as balloon angioplasty, to increase and control the pressure of the system.

According to the European Society of Cardiology, cardiovascular disease causes 42 per cent of all deaths in EU countries and 49 per cent in the remainder of Europe.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/air-propelled-heart-pump?utm_source=content_recommendation&utm_medium=blueconic