Pacemaker: come nasce un salvavita

Nel 1950 l’ingegnere elettronico Wilson Greatbatch , mentre lavorava alla Cornell University,
mise un resistore sbagliato in un circuito che stava sviluppando per un oscillatore, generando
un impulso elettrico.
Per puro caso, circa cinque anni prima, due chirurghi, mentre erano in visita alla Cornell
University, si erano trovati vicino a lui durante il pranzo. Avevano parlato di una condizione detta “blocco elettrico cardiaco”.
Greatbach riconobbe nel suo circuito pulsante la capacità di ripristinare il ritmo naturale del
cuore battente e questa intuizione diede il via alla prima generazione di pacemaker impiantabili.
Il suo primo pacemaker venne impiantato su esseri umani nel 1960, dopo una vasta
sperimentazione su animali. Il primo paziente, di 77 anni, è vissuto per 18 mesi dopo l’impianto
di questo dispositivo.
I primi pacemaker nel Regno Unito erano composti da un compartimento esterno per la batteria
che forniva energia ad una bobina fissata sopra un’altra bobina posta al di sotto della pelle.
Da qui partivano gli elettrodi diretti all’esterno del cuore. Il paziente controllava il proprio ritmo
cardiaco manualmente e il dispositivo emetteva un “tic” di conferma ad ogni pulsazione.
Il pacemaker di Greatbatch era un miglioramento rispetto a questo modello. Usava una batteria
al mercurio con due anni di durata e aveva dimensioni minori che permettevano di impiantarla
sottopelle, solitamente appena sotto le scapole. Queste batterie alimentavano un circuito
incapsulato in resina epossidica per resistere all’impianto all’interno del corpo. Degli elettrodi
portavano poi gli impulsi al cuore. Nel 1970 Greatbatch acquisì i diritti per una batteria allo
ioduro di litio appena sviluppata, che si rivelò ancora più efficace.
Miglioramenti nella tecnologia delle batterie, nei sensori elettronici e nello sviluppo dei circuiti
hanno permesso ai pacemaker di diventare ancora più piccoli e responsivi. Le batterie usate
oggi normalmente possono durare anche otto anni e i loro sensori rispondono alle richieste
fisiche del corpo. Gli elettrodi sono fatti passare attraverso i vasi sanguigni fino al cuore per
permettere connessioni migliori con il muscolo cardiaco.
Al momento differenti modelli di piccoli pacemaker senza cavi sono in fase di sperimentazione.
Questi pacemaker, delle dimensione di una pillola, vengono riforniti di energia tramite
ultrasuoni. Il segnale ultrasonico arriva da un contenitore, simile ai pacemaker ordinari,
impiantato sul petto, al di sopra delle coste. La scatola contiene una serie di trasduttori
ultrasonici che manovrano e indirizzano gli ultrasuoni verso il ricettore. Il ricettore riceve questo
segnale e lo converte in un segnale elettrico che regola il cuore.
Se tutto procede per il meglio, questo dispositivo potrebbe diventare di suo comune entro uno o due anni.
In un futuro i dispositivi elettromeccanici potrebbero essere rimpiazzati interamente dalla
“riparazione cardiaca”, ovvero tramite l’uso di cellule coltivate in vitro e poi re-impiantate nel
cuore, oppure inducendo le cellule all’interno del cuore a riparare i danni alla base del blocco
elettrico cardiaco.
Questo processo è in fase di studio sui pesci zebra e sui topi, animali modello che mimano le
vie di rigenerazione tissutale osservati negli umani.
Si dice che la fortuna favorisca la mente pronta. Ora, grazie alla mente pronta di Wilson
Greatbatch, centinaia di migliaia di persone ogni anno raccolgono i benefici dei pacemaker.

Originale: http://www.understandinganimalresearch.org.uk/news/2014/10/history-of-the-
pacemaker/

Link esterni in inglese:

http://blog.wellcome.ac.uk/2011/11/04/teaming-up-for-medical-innovation/

http://www.technologyreview.com/news/426164/new-pacemaker-needs-no-wires/

http://www.understandinganimalresearch.org.uk/why/human-health/heart-disease/ (traducibile)

http://www.bhf.org.uk/mending-broken-hearts-appeal/search-for-a-cure/the-science-behind-the-
appeal/zebrafish-evolution.aspx#.VEpfildNRqA

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• Pubblicato in: Attualità♦Capire la scienza