Gemotoriseerde implantaten: de motor EC-13

Sommige patiënten met ascites moeten regelmatig middels een naald worden gedraineerd. Hierdoor wordt het vele vocht dat zich in de buik heeft opgehoopt verwijderd. Het Zwitserse bedrijf Sequana Medical heeft een oplossing gevonden door een actief implantaat te ontwikkelen dat de vochtophoping in de buikholte regelt. De EC-motoren van maxon, die in de apparaten zijn ingebouwd, zorgen voor een perfecte en regelmatige beweging van de pomp.

Geen vochtafzuiging meer met naalden, dankzij het ALFApump-systeem

Ascites, ook wel buikwaterzucht genoemd, is de ophoping van een grote hoeveelheid vocht in de buikholte. Meestal is een behandeling met medicijnen en een speciaal dieet voldoende om het vocht af te voeren. De behandeling werkt echter niet altijd: bij sommige patiënten kan zich tot twee liter vocht per dag ophopen, waardoor het vocht regelmatig moeten worden afgezogen (met een naald).

Maar er is goed nieuws: het Zwitserse bedrijf Sequana Medical heeft de ALFApump ontwikkeld, een actief implantaat dat ervoor kan zorgen dat het leven van deze patiënten gemakkelijker wordt. Het systeem controleert de hoeveelheid vocht in de buikholte en pompt het vocht in de blaas, waar het vervolgens met de urine wordt afgevoerd. Het systeem draait om het ALFApump-implantaat en twee katheters die naar de buikholte en de blaas lopen. Een externe oplader laadt de accu van het ALFApump-implantaat op en communiceert met het implantaat.

Permanente monitoring met een laptop

De energiebehoefte van de pomp maakt regelmatig opladen belangrijk. Maar men hoeft niets aan te sluiten: opladen gebeurt gewoon via de huid van de patiënt. Een laptop voert de continue bewaking uit. De arts kan het implantaat voor elke patiënt op de laptop programmeren, zodat steeds precies wordt aangegeven hoeveel vloeistof in de blaas moet worden gepompt.

Het ALFApump-implantaat wordt tussen de buikvetlaag en het buikvlies aangebracht, en is gemaakt van de biocompatibele kunststof PEEK (polyetheretherketon). Voor het menselijk lichaam zijn speciale motoren en aangepaste elektronica nodig, omdat hermetisch gesloten inkapseling niet mogelijk is kunststof als materiaal wordt gebruikt.

Daarom moet bij de materiaalkeuze rekening worden gehouden met permanente blootstelling aan vocht en een hoog zoutgehalte. Bovendien moet voor een constante temperatuur van maximaal 40 graden worden gezorgd. Om deze reden is het implantaat volledig afgedicht tegen omgevingsvocht. Daarnaast wordt de elektronica beschermd door een extra coating en wordt er gebruikgemaakt van een borstelloze motor.

Hoog koppel, zelfs bij normaal gebruik

Een complex elektronisch systeem zorgt voor aansturing (op laag niveau) van de motor, aansturing van de pomp, verwerking van de sensorsignalen, communicatie met de SmartCharger en voor het accubeheer. De tandwielpomp moet niet alleen de vloeistof verpompen, maar ook eventuele ingesloten lucht (bijvoorbeeld na een operatie). Daarom is het heel belangrijk dat beperkte toleranties worden aangehouden; dit vereist op zijn beurt een hoog koppel, zelfs tijdens normaal bedrijf.

Ook wordt de werking belemmerd doordat de vloeistof die verwijderd moet worden, grote hoeveelheden fibrine en eiwitten uit het bloedplasma bevat. Deze kunnen gemakkelijk gaan klonteren, wat de werking van de pomp ernstig bemoeilijkt. In het ergste geval kan de pomp volledig vastlopen. Om dit te voorkomen is het raadzaam om de pomp regelmatig kortstondig in te schakelen zonder vloeistof te laten circuleren.

De maxon motor EC 13 drijft de tandwielen van de ALFApump aan. De motor is aangepast aan de specifieke eisen van de klant. De motor is uitgerust met hall-sensoren die een stabiliserende werking hebben, met name bij lage toerentallen en hoge belastingskoppels. Dat maakt de motor heel betrouwbaar.

Twee processoren voor een maximale controle

De stator van de steriliseerbare motor heeft een speciale coating en de as is gemaakt van biocompatibele materialen. Bovendien moet de as over een speciale geometrie beschikken. Het compacte ontwerp, zijn uitstekende geluids- en trillingsarme werking en zijn geringe warmteafgifte maken de EC 13-motor bijzonder geschikt voor gebruik in de medische technologie.

Voor de veiligheid van de patiënt wordt een speciale processor voor de motorregeling gebruikt. De hoofdprocessor configureert de motorcontroller om het gewenste debiet te bereiken. Deze regelaar controleert of de parameters met elkaar overeenstemmen. Als bijvoorbeeld van de toegestane duur van de pompwerking wordt afgeweken, schakelt de hoofdprocessor het motorsubsysteem uit. Dankzij dit systeem met twee processoren kan een maximale monitoring tijdens het pompen worden gewaarborgd, wat een optimale operationele betrouwbaarheid en dus ook de veiligheid van de patiënt garandeert.

De gebruikte motor

De maxon motor EC 13 drijft de pomptandwielen van het ALFApump-systeem aan. De motor is uitgerust met hall-sensoren die een stabiliserende werking hebben, met name bij lage toerentallen en hoge belastingskoppels. Dat maakt de motor heel betrouwbaar.

De eerste twee commerciële operaties om een pompsysteem te implanteren, werden uitgevoerd in oktober 2011 in Wenen, Oostenrijk. Volgens professor Markus Peck-Radosavljevic, vice-voorzitter van de afdeling gastro-enterologie en hepatologie, verliepen beide korte operaties zonder complicaties. “Ik geloof dat het ALFApump-systeem een echte doorbraak is in de behandeling van ascites. Het maakt het leven van de patiënten gemakkelijker, omdat ze niet meer naar het ziekenhuis hoeven voor de zware drainageprocedure”, aldus Peck-Radosavljevic.