I ricercatori della Stanford University creano dispositivi per cateteri cardiaci migliori con stampa 3D
La fibrillazione atriale del disturbo cardiaco , o fibrillazione atriale , è il disturbo del ritmo più comune e causa ai pazienti battiti cardiaci irregolari, spesso rapidi, che incasinano il flusso di sangue dal cuore al resto del corpo. L’AFib colpisce oltre 6 milioni di americani e causa più di 750.000 ricoveri ogni anno. Mentre alcuni pazienti con fibrillazione atriale sono abbastanza fortunati da avere solo alcuni problemi causati dal disturbo, altri non sono così fortunati e soffrono di gravi complicazioni che possono richiedere farmaci o addirittura un intervento chirurgico.
I chirurghi usano dispositivi di catetere cardiaco per mappare l’attività elettrica del cuore, che può anche essere usato per rilevare i disturbi del ritmo nei battiti del cuore di un paziente. Ma questi dispositivi sono spesso di una sola dimensione, il che rende difficile catturare questi battiti cardiaci irregolari a causa di segnali mancati e collegamenti chiari. Un team di ricercatori della Stanford University sta lavorando per trovare nuovi modi per costruire dispositivi cardiaci personalizzati, e stanno usando la stampa 3D per farlo.
Kevin Cyr, studente di medicina del secondo anno che ha una formazione in bioingegneria, ha dichiarato : “Sto usando strumenti stampati in 3D per progettare cateteri per mappatura cardiaca, dispositivi usati dai chirurghi per mappare l’attività elettrica del cuore e trovare disturbi”.
I dispositivi sono membrane siliconiche piccole, sottili e flessibili con piccoli fori in una griglia simile alla struttura, ciascuna con un elettrodo.
Sono passati alcuni anni da quando abbiamo visto qualcosa sui cateteri cardiaci stampati in 3D , il che, si spera, significa che la stampa 3D dei dispositivi è migliorata solo nel tempo. La ricerca di Stanford sull’indagine sull’elettricità nel cuore è iniziata alcuni anni fa con Anson Lee, MD , assistente professore di chirurgia cardiotoracica. Cyr era interessato alla creazione di tecnologie mediche in grado di passare dalla ricerca alla pratica clinica e si unì al team l’anno scorso.
Esistono cateteri cardiaci monouso che utilizzano gli elettrodi per contattare la superficie del cuore e misurare la sua attività elettrica. Il team ha mantenuto gli elettrodi, ma ha personalizzato i dispositivi per adattarsi al cuore di ogni individuo registrando un file di immagine del cuore durante una risonanza magnetica o TC.
“Possiamo replicare quella geometria naturale e l’anatomia specifica per quel paziente”, ha spiegato Cyr.
L’anatomia e la geometria possono quindi essere applicate a un dispositivo personalizzato stampato in 3D, una membrana in silicone sottile e flessibile con una griglia di fori, ognuno dei quali contiene un piccolo elettrodo. I dispositivi stampati in 3D possono tracciare con precisione l’attività elettrica su una regione specifica una volta posizionata sulla superficie dell’atrio cardiaco.
“Possiamo mappare in modo perfetto questa griglia di informazioni rettangolare e non doverci preoccupare dei segnali mancanti, dei contatti scadenti o di cose del genere, che altrimenti potrebbero causare errori”, ha spiegato Cyr.
I dati che i record del dispositivo vengono inviati a un computer, che quindi crea una registrazione raffigurante attività elettrica in determinate regioni. Le registrazioni sono utilizzate per creare una mappa termica di questa attività, su cui i chirurghi si affidano per determinare quali regioni richiedono un trattamento.
Mentre i dispositivi di catetere cardiaco stampati in 3D di Stanford vengono utilizzati solo sullo strato esterno del cuore al momento, i ricercatori stanno lavorando per vedere se possono svilupparli ulteriormente, al fine di mappare anche la superficie interna del cuore e misurare i disturbi ritmici in modo più preciso .
Usando un pallone da calcio, Cyr dimostra come il dispositivo si adatta alla superficie di un cuore.
Secondo Cyr, il team di ricerca impiegherà un altro paio di anni per perfezionare i dispositivi catetere cardiaco stampati in 3D, che devono ancora essere testati sugli esseri umani, sebbene siano stati conformi ai palloni da calcio. Mentre questi dispositivi sono estremamente utili per il campo medico, l’obiettivo principale della ricerca del team è trovare i punti problematici nei cuori umani in cui si verifica un’attività elettrica più irregolare, e quindi eliminarli per riportare un normale flusso di elettricità .
