Sostituzione del pacemaker a causa della batteria scarica
Un pacemaker è costituito da un piccolo ma sofisticato computer, istruzioni software per quel computer, vari componenti elettronici delicati e una batteria, il tutto racchiuso in un piccolo contenitore di metallo. (Un tipico pacemaker oggi ha circa le dimensioni di un pezzo da 50 centesimi e circa tre volte più spesso.) I pacemaker sono di solito impiantati sotto la pelle, appena sotto la clavicola, e sono collegati da conduttori - o fili isolati - al tuo cuore camere. Il pacemaker monitora il tuo ritmo cardiaco, beat-by-beat, e prende le decisioni momento per momento su se dovrebbe o meno stimolare il tuo cuore. Se la frequenza cardiaca scende al di sotto di un valore predeterminato, "cammina" inviando un piccolo impulso elettrico al tuo cuore attraverso il cavo, stimolando così il tuo cuore a battere.
Gli ingegneri che progettano i pacemaker hanno dovuto risolvere diversi problemi difficili, uno dei più difficili è come mantenere il pacemaker perfettamente funzionante, all'interno del corpo umano, per diversi anni.
Il corpo umano è un luogo ostile per un pacemaker
L'interno del corpo umano è un luogo caldo, umido e salato - un ambiente molto ostile per qualsiasi dispositivo elettronico. Quindi, tra le altre cose, un pacemaker deve essere sigillato ermeticamente (per mantenere l'umidità e fluidi corporei fuori), e i suoi componenti elettronici delicati devono essere progettati per sopravvivere e funzionare in questo ambiente ostile per lungo tempo. Gli ingegneri sono diventati molto bravi a costruire questi dispositivi per durare per molti anni, e il tasso di fallimento per i pacemaker, in generale, è ben inferiore all'1% dopo cinque anni di utilizzo.È fondamentale che i pacemaker siano sigillati ermeticamente per proteggere questi dispositivi dall'ambiente ostile in cui devono funzionare. Se i pacemaker fossero in grado di essere aperti in modo che la batteria potesse essere sostituita, la chiusura ermetica sarebbe impossibile. Invece, la batteria deve essere sigillata in modo permanente all'interno del dispositivo, insieme a tutti gli altri componenti elettronici delicati. Questo spiega perché è impossibile realizzare pacemaker con batterie sostituibili.
Perché le batterie pacemaker non sono ricaricabili?
La tecnologia per ricaricare le batterie in modalità wireless (un processo noto anche come ricarica induttiva) è in circolazione da diversi decenni e oggi puoi acquistare caricabatterie wireless per i tuoi telefoni cellulari.Quindi perché le pacemaker non costruiscono pacemaker ricaricabili??
Potresti essere sorpreso di apprendere che i pacemaker impiantabili originali del 1958 avevano batterie ricaricabili al nickel-cadmio (NiCad) e la maggior parte delle persone credeva che l'uso di batterie ricaricabili sarebbe sempre necessario per i dispositivi elettronici impiantabili. Questi pacemaker sono stati ricaricati tenendo una bobina induttiva contro la pelle, vicino al pacemaker, per diverse ore. Questa procedura doveva essere ripetuta ogni pochi giorni.
I pacemaker ricaricabili alla fine fallirono per due motivi. Innanzitutto, anche se sono ricaricabili, le batterie NiCad hanno una durata di servizio relativamente breve, quindi questi pacemaker dovevano essere sostituiti spesso.
Ma probabilmente ancora più importante, dato che la natura umana è quella che è, le persone con pacemaker non sono riuscite a ricaricare i loro dispositivi secondo il rigoroso programma che era loro imposto. Gli avvocati hanno informato le aziende di pacemaker che se un paziente ha subito un danno perché il suo pacemaker ha smesso di funzionare - se l'errore è stato colpa dell'azienda o perché il paziente ha trascurato di ricaricare il dispositivo - le cause successive potrebbero verosimilmente produrre un fallimento.
Nel giro di pochi anni sono state sviluppate batterie al mercurio-zinco in grado di mantenere un pacemaker in funzione fino a due anni. Poco dopo, sono state sviluppate batterie al litio-ioduro che potrebbero alimentare un pacemaker molto più a lungo: da 5 a 10 anni. Quindi il bisogno pressante di pacemaker ricaricabili diminuì, mentre l'imminente minaccia di azioni legali non lo fece.
Grazie ai progressi tecnologici e alla professione legale, i pacemaker ricaricabili sono stati rapidamente abbandonati.
Perché non riescono a fare in modo che le batterie del pacemaker durino molto più a lungo di quanto non facciano ora?
Il fatto è che loro poteva fare batterie pacemaker che durano sostanzialmente più a lungo di quanto non facciano ora. Infatti, negli anni '60 e '70, alcune pacemaker fabbricarono pacemaker a propulsione nucleare che erano alimentati dal plutonio-238 - che ha un'emivita di 87 anni - quindi a questi pacemaker fu praticamente garantito di non rimanere a corto di "succo" durante la vita del paziente. In effetti, alcuni di questi pacemaker potrebbero ancora essere operativi oggi.C'erano alcuni ovvi problemi con i pacemaker nucleari: in primo luogo, il plutonio è una sostanza altamente tossica, e anche se una quantità minuscola si infiltra nel flusso sanguigno, la morte potrebbe rapidamente verificarsi. E poiché il plutonio è ovviamente una sostanza di grande interesse per i regolatori (e anche per gli elementi più oscuri all'interno della nostra civiltà), le persone con questi pacemaker hanno affrontato problemi, ad esempio, quando hanno tentato di viaggiare oltreoceano. I medici che hanno impiantato questi dispositivi sono stati richiesti, in base a un regolamento attuato dalla Commissione di regolamentazione nucleare, per recuperare i pacemaker dopo la morte del paziente, che (poiché i pazienti si trasferiscono e i medici vanno in pensione) si sono rivelati del tutto privi di.
C'è anche un problema meno ovvio con i pacemaker le cui batterie durano "per sempre". Il fatto è che tutti i dispositivi elettronici alla fine falliscono.I componenti elettronici si rompono, o si consumano.Quando un pacemaker fallisce perché la batteria si consuma, almeno questo è un graduale e Evento prevedibile: come lei stesso ha detto, il medico sa che la batteria del pacemaker fallirà nel prossimo anno o giù di lì, e quindi programmerà una sostituzione elettiva del pacemaker a proprio piacimento, ma se il pacemaker dovesse fallire perché uno dei altre centinaia di componenti elettronici all'interno di esso hanno improvvisamente smesso di funzionare ... beh, quel guasto al pacemaker potrebbe essere catastrofico, potrebbe improvvisamente arrestare il pacing, senza alcun preavviso - e potreste potenzialmente subire un danno grave.
Se le aziende iniziassero a costruire pacemaker le cui batterie durassero sostanzialmente più a lungo di 5-10 anni, con i tipi di componenti elettronici che esistono oggi, troppi pacemaker soffrirebbero di un guasto improvviso e catastrofico. Piuttosto, i pacemaker sono progettati in modo tale che il primo componente che probabilmente "fallisce" sia la batteria, e dal momento che quel "fallimento" può essere previsto in anticipo, il dispositivo può essere sostituito prima che smetta di funzionare del tutto.
È possibile, naturalmente, e anche probabilmente, che in futuro vengano realizzati altri componenti elettronici necessari per costruire pacemaker che sono sostanzialmente più robusti senza essere proibitivi in termini di costi. Quando arriva quel giorno, gli ingegneri possono progettare batterie che dureranno sostanzialmente più a lungo di quanto facciano oggi.
Ma con la tecnologia di oggi, un pacemaker che dura da 5 a 10 anni si rivela essere il "punto debole" dell'ingegneria - per ora.
