Impianti motorizzati: il motore EC-13

Alcuni pazienti con ascite devono sottoporsi a un regolare drenaggio con un ago per rimuovere il liquido in eccesso accumulato nell'addome. La società svizzera Sequana Medical ha trovato una soluzione implementando un dispositivo impiantabile attivo progettato per regolare l'accumulo di liquido nella cavità peritoneale. I motori EC di maxon integrati in questi dispositivi assicurano il movimento regolare e perfetto della pompa.

Niente più aspirazione del liquido con aghi grazie al sistema ALFApump

L'ascite (o accumulo di liquido peritoneale), è l'accumulo di una grande quantità di liquido nella cavità peritoneale. Di solito la cura con farmaci e una dieta speciale sono sufficienti per eliminare il liquido. Tuttavia, questa cura non sempre funziona: in alcuni pazienti possono accumularsi quasi due litri di liquido al giorno pertanto devono sottoporsi a regolare aspirazione (drenaggio con un ago).

Ma ci sono buone notizie: l'azienda svizzera Sequana Medical ha sviluppato ALFApump, un dispositivo impiabile attivo che semplifica la vita di questi pazienti. Il sistema monitora il volume di liquido nella cavità peritoneale e pompa il liquido nella vescica da dove viene eliminato con l'urina. Il sistema è basato sull'impianto ALFApump e due cateteri che raggiungono la cavità addominale e la vescica. È accompagnato da un caricatore esterno che ricarica la batteria dell'impianto ALFApump e comunica con esso.

Monitoraggio continuo da laptop

Il fabbisogno energetico della pompa richiede una ricarica a intervalli regolari, ma non è necessario alcun collegamento: tutto viene fatto semplicemente attraverso la pelle del paziente. Il monitoraggio continuo viene eseguito da un computer portatile che il medico può utilizzare per programmare l'impianto di ogni paziente specificando precisamente quanto liquido deve essere pompato nella vescica.

L'impianto ALFApump viene posizionato tra lo strato di grasso addominale e il peritoneo ed è realizzato in plastica PEEK (polietere etere chetone) biocompatibile. Le condizioni prevalenti nel corpo umano richiedono motori speciali e un'elettronica modificata in quanto non è possibile un incapsulamento con chiusura ermetica se si utilizza la plastica come materiale.

Quando si scelgono i materiali si devono quindi considerare l'esposizione continua all'umidità e un'elevata concentrazione salina. Inoltre deve essere garantita una temperatura costante di oltre 40 gradi. Quindi l'impianto è completamente sigillato per riempondere all'umidità ambientale, l'elettronica è protetta con un rivestimento supplementare e il motore utilizzato è senza spazzole.

Coppia elevata, anche durante il normale funzionamento

Un complesso sistema elettronico gestisce il controllo base del motore, il controllo della pompa, l'elaborazione dei segnali dei sensori, la comunicazione con lo SmartCharger e la gestione della batteria. Le pompe a ingranaggi devono pompare non solo il liquido ma anche l'aria eventualmente inclusa (ad es. dopo un intervento). Quindi, è molto importante che vengano mantenute tolleranze molto limitate che, a loro volta, richiedono una coppia elevata anche durante il normale funzionamento.

Il funzionamento è inoltre impedito dal fatto che il liquido da rimuovere contiene notevoli quantità di fibrina e proteina dal plasma sanguigno. Queste si coagulano facilmente impedendo il funzionamento della pompa, nel peggiore dei casi, la pompa può gripparsi del tutto. Per evitare ciò, si consiglia di utilizzare la pompa brevemente a intervalli regolari senza circolazione del liquido.

Il motore maxon EC 13, adattato alle esigenze specifiche del cliente, aziona gli ingranaggi della pompa di ALFApump. Il motore è dotato di sensori a effetto Hall che stabilizzano il funzionamento rendendolo affidabile, in particolare alle basse velocità e con coppie di carico elevate.

Due processori per il massimo monitoraggio

Lo statore del motore sterilizzabile ha un rivestimento speciale e l'albero è realizzato con materiali biocompatibili. Inoltre, l'albero deve essere progettato con una speciale geometria. Il design compatto del motore EC 13, le eccellenti proprietà di funzionamento a bassa rumorosità e basse vibrazioni nonché la ridotta emissione di calore lo rendono adatto soprattuto all'uso nella tecnologia medica.

Per aumentare la sicurezza del paziente viene utilizzato un processore dedicato al controllo del motore. Il processore principale configura il comando del motore per ottenere la portata desiderata. Questo comando del motore controlla che i parametri corrispondenti siano validi: se, per esempio, c'è uno scostamento dalla durata di funzionamento della pompa consentita, il processore principale diseccita il sottosistema motore. Grazie a questo sistema a due processori si garantisce il massimo monitoraggio durante la procedura di pompaggio assicurando così una ottimale affidabilità operativa e quindi la sicurezza del paziente.

La motorizzazione impiegata

Il motore maxon EC 13 aziona gli ingranaggi della pompa del sistema ALFApump. Il motore è dotato di sensori a effetto Hall che stabilizzano il funzionamento rendendolo affidabile, in particolare alle basse velocità e con coppie di carico elevate.

Le prime due operazioni commerciali di impianto di un sistema di pompaggio sono state eseguite nell'ottobre 2011 a Vienna, Austria. Secondo il professore Markus Peck-Radosavljevic, vicedirettore del reparto di gastroenterologia ed epatologia, entrambe le brevi operazioni sono state completate senza complicazioni. “Credo che il sistema ALFApump rappresenti una vera svolta nella cura dell'ascite. I pazienti possono avere una vita più semplice in quanto non devono più andare in ospedale per sottoporsi alla difficile procedura di drenaggio,” ha dichiarato Peck-Radosavljevic.