Protezione per pacemaker

Una speciale copertura protettiva in cellulosa sviluppata da scienziati dell'ETH riduce significativamente la formazione di tessuto connettivo intorno a un pacemaker impiantato, come riportano gli scienziati nell'attuale numero della rivista scientifica pagina esternaBiomateriali rapporto. Le operazioni sui pazienti con pacemaker dovrebbero essere notevolmente semplificate.

"A un certo punto, ogni pacemaker deve essere sostituito. Ciò richiede un intervento chirurgico, in genere dopo circa cinque anni, quando la durata della batteria giunge al termine", spiega Aldo Ferrari, Senior Scientist sia nel gruppo del professor Dimos Poulikakos dell'ETH che all'Empa. "Se a quel punto si è accumulato troppo tessuto connettivo intorno al pacemaker, l'intervento si complica". I chirurghi devono aprire e rimuovere questo tessuto connettivo. Questo non solo prolunga l'operazione, ma è anche associato a un maggior rischio di complicazioni come le infezioni.

Meno tessuto connettivo grazie alla microstruttura

Negli ultimi anni, Ferrari e i suoi colleghi dell'ETH di Zurigo hanno quindi sviluppato una membrana con una speciale struttura superficiale sulla quale si forma meno tessuto connettivo rispetto alla superficie metallica liscia dei pacemaker. Questa membrana è stata ora brevettata e Ferrari sta lavorando con i colleghi del Centro di ricerca Wyss Zurich, dell'Università di Zurigo e del German Heart Centre di Berlino per portarla a maturazione sul mercato e utilizzarla nei pazienti.

Come passo intermedio, il consorzio di ricerca ha ora testato la membrana nei maiali. Gli scienziati hanno impiantato due pacemaker in diversi maiali, uno dei quali è stato avvolto nella membrana di cellulosa.

Dopo un anno di test, i ricercatori possono riferire risultati positivi: L'organismo dei maiali tollera la membrana e non la rigetta. "? un risultato importante, perché questa tolleranza è un requisito fondamentale per i materiali da impianto", commenta Ferrari. Altrettanto importante è che la membrana raggiunga il suo scopo: Il tessuto connettivo che si è formato intorno ad essa era in media spesso solo un terzo rispetto a quello dei pacemaker non incapsulati.

Studi clinici richiesti

Gli scienziati spiegano questa riduzione da un lato con il materiale stesso, la cellulosa, che ha una struttura simile a una fibra. "Il primo passo nella formazione del tessuto connettivo è la deposizione di proteine sulla superficie. Le proteine sono meno in grado di depositarsi sulla superficie della membrana fibrosa", spiega Francesco Robotti, primo autore dello studio e scienziato del gruppo dello Studiare all'ETH Poulikakos. Inoltre, durante la produzione, i ricercatori hanno impresso sulla superficie della membrana degli approfondimenti a nido d'ape del diametro di dieci micrometri. "Questi approfondimenti rendono più difficile l'insediamento delle cellule che formano il tessuto connettivo - il secondo passo nella formazione del tessuto connettivo".

Ora che il materiale ha dato buoni risultati negli esperimenti sugli animali, gli scienziati intendono richiedere l'approvazione per gli studi clinici sull'uomo insieme all'ETH Hylomorph, che sarà responsabile della commercializzazione della membrana. La sperimentazione dovrebbe iniziare l'anno prossimo in tre importanti centri cardiaci in Germania.

Questo lavoro è stato svolto nell'ambito del progetto faro Zurich Heart della Hochschulmedizin Zürich e del progetto "ETH+" ETHeart.