Aan de Technische Universiteit van Wenen (TU Wien) is een nieuwe technische oplossing gevonden voor de intra-aortale ballonpomp (IABP). Dit maakt een hogere capaciteit in een kleiner formaat mogelijk. De technologie kan ook interessant zijn voor andere medische toepassingen.
Hartfalen is een zwakte van de hartspier waardoor het hart niet meer in staat is om het lichaam van voldoende bloed en zuurstof te voorzien. De oorzaken zijn divers en de ziekte is één van de meest voorkomende doodsoorzaken in Duitsland. Een mogelijke oplossing is het inbrengen van een hartkatheterpomp. Dit apparaat zuigt het bloed rechtstreeks uit de hartkamer en pompt het door.
Belangrijke technische vereisten
De technische eisen aan de intra-aortale ballonpomp zijn niet in overeenstemming met elkaar:
- één zijde van de pomp moet in direct contact komen met het bloed;
- maar het bloed mag niet in de motor komen;
Een gebruikelijke oplossing voor dit probleem is bijvoorbeeld het permanent afgeven van een suikeroplossing om te voorkomen dat het bloed in de motor vloeit, legt Christoph Janeczek van het Institute of Engineering Sciences and Product Development van de TU Wenen uit. Hij was betrokken bij de ontwikkeling van deze innovatie.
Een elegantere oplossing zou volgens Janeczek zijn om de pomp in twee volledig gescheiden delen te verdelen. De draaibeweging van de motor moet magnetisch door de scheidingswand worden overgebracht naar het andere deel van de pomp via een magnetisch veld. Standaardoplossingen worden axiaal of radiaal geplaatst.
Kwetsbaarheden van conventionele oplossingen
De axiale plaatsing kan men zich voorstellen als twee axiaal gesneden helften van een staaf. Verschillende magnetische polen zijn op de juiste posities op de interface geplaatst. Wanneer de pomp wordt geactiveerd, veroorzaakt de rotatie van het ene deel de rotatie van het andere deel zonder enig contact. Het nadeel van de axiale positie is dat er een magnetische aantrekkingskracht van de twee delen rond de as is. Dit draagt bij aan de belasting van de IABD-motor. Een ander probleem is dat er dan maar een relatief lage koppeloverdracht is.
Bij een radiale positionering van de magnetische polen grijpt het ene deel van de koppeling van buitenaf in op het andere deel. Dit resulteert in een aanzienlijke behoefte aan meer ruimte. De koppeloverdracht is echter groter.
Miniaturisatie met behulp van eenvoudige geometrie
Het onderzoeksteam van de TU Wenen was in staat om de voordelen van deze twee pompvarianten te combineren en een verhoging van de prestaties en een vermindering van de omvang te bereiken. Het magnetische effect wordt bereikt door middel van een zeer effectieve bimetalen omhulling. Hierin zijn twee permanente magneten verwerkt. Het voordeel is dat hun magneetveld constant is. Daarentegen hebben elektromagneten extra elektrische voeding nodig.
Het geometrische ontwerp zorgt ervoor dat de koppeling zowel axiale als radiale componenten heeft. Deze aanpak maakt de miniaturisering van de IABP mogelijk. De doorsnede is slechts vijf tot zes millimeter. Tegelijkertijd kan de koppeloverdracht met dertig procent worden verhoogd in vergelijking met conventionele pompen van dezelfde grootte.
Zoals Janeczek opmerkt, kan de nieuwe technologie ook worden gebruikt om de grootte van bestaande IABP’s te verkleinen. Bovendien onderzoekt het bedrijf momenteel of de pomp ook op andere medische gebieden, zoals longondersteuning, kan worden gebruikt.
De geminiaturiseerde magneetkoppeling is al gepatenteerd. Het bedrijf is nu op zoek naar industriële partners om deze in de klinische praktijk te brengen.
Meer details over de geminiaturiseerde magneetkoppeling vind je hier.
Ook interessant:
Hartpleister om de samentrekking na een hartaanval te verbeteren
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
