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Un pacemaker ‘bionico’ in grado di invertire l’insufficienza cardiaca  

I ricercatori dell’università di Auckland, in Nuova Zelanda, hanno sviluppato un nuovo pacemaker in grado di ripristinare il battito cardiaco irregolare.

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L’insufficienza cardiaca, colpisce circa 26 milioni di persone in tutto il mondo e circa la metà di questi pazienti muore entro 5 anni dalla diagnosi.
Lo scorso secolo è stato fondamentale per:

  • Progettazione di pacemaker
  • Miniaturizzazione di questi dispositivi
  • Stimolazione biventricolare con introduzione di correnti facilitanti con modulazione della contrattilità cardiaca

Tuttavia, i pacemaker sviluppati fino ad ora stimolano il cuore in modo metronomo o rilevano l’attività nel nodo del seno, creando un output senza alcun tipo di variazione indotta dal respiro nell’ intervallo dei battiti.

La ricerca dietro il pacemaker bionico

Circa dodici anni fa, Julian Paton, era parte di un team di scienziati che decisero di indagare la funzione della variabilità nella frequenza cardiaca. Il team realizzò un modello matematico capace di prevedere il risparmio energetico. Ciò li portò ad interrogarsi sul perché un battito cardiaco metronomico fosse usato in pazienti con insufficienza cardiaca in cui venivano riscontrati deficit di energia.
Analizzando le frequenze presenti nel valore della frequenza cardiaca quello che il team notò è che la frequenza cardiaca è associata alla respirazione. Tale associazione non sussiste però in pazienti con pressione alta e insufficienza cardiaca. 


Paton e il suo team hanno quindi deciso di riportare e analizzare la variabilità della frequenza cardiaca in modelli animali che presentavano insufficienza cardiaca per poter analizzare eventuali miglioramenti. Dopo aver ottenuto dati validi in modelli murini i ricercatori hanno spostato l’analisi su modelli animali più grandi.

Il lavoro sul modello animale più grande identifica, per la prima volta, che la reintroduzione della stimolazione respiratoria modulata in casi di insufficienza cardiaca si traduce in un miglioramento della gittata cardiaca. Inoltre, la stimolazione RSA (aritmia sinusale respiratoria) riduce significativamente l’incidenza di casi di apnea e porta ad un rimodellamento della morfologia dei cardiomiociti. 

Il mercato odierno

La dottoressa Julia Shanks spiega che, ad oggi, sul mercato non è presente nulla che possa curare in modo definitivo l’insufficienza cardiaca. Tutto ciò che i farmaci fanno è migliorare la componente sintomatologia senza apportare dei veri e propri benefici.
Lo scopo del pacemaker sviluppato dal team è quindi quello di reintrodurre la variabilità.

Attualmente, i pacemaker attivano un battito metronomicamente costante, ma questo studio mostra che l’introduzione di una variazione naturale nel battito cardiaco migliora la capacità del cuore di pompare il sangue attraverso il corpo. L’altra grande novità è che otteniamo un miglioramento del 20 percento del battito cardiaco output, che è effettivamente la capacità del cuore di pompare il sangue attraverso il corpo.

-Ramchandra
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Il pacemaker sviluppato dal team di Auckland è quindi un dispositivo bionico in grado di percepire i segnali del corpo che indicano al dispositivo i movimenti di inspirazione ed espirazione. È poi compito del dispositivo comunicare con il corpo al fine di modularne la frequenza in base alle condizioni.

In genere vediamo miglioramenti nella funzione cardiaca con i pacemaker attuali, ma questo pacemaker bionico ha superato di gran lunga le nostre aspettative. Questa scoperta potrebbe rivoluzionare il modo in cui i pazienti con insufficienza cardiaca sono stimolati nel futuro.

– Martin Stiles, cardiologo

Adesso, il prossimo step è quello di reclutare un numero di pazienti tale che possa permettere di dare inizio alla fase di valutazione degli effetti del pacemaker sull’uomo. La sperimentazione sarà supportata da Ceryx Medical, una startup che possiede l’IP sull’elettronica unica all’interno del pacemaker bionico.