Un dispositif de pompe efficace améliore la qualité de la vie.

Les systèmes de pompes implantables sont utilisés en médecine dans le traitement de nombreuses maladies – celui des ascites, par exemple. Ce symptôme est souvent la manifestation d'une maladie grave. La société Sequana Medical a développé un implant actif destiné à réguler l'accumulation de liquide dans la cavité péritonéale. Des moteurs EC maxon logés dans les appareils garantissent un mouvement parfait et régulier de la pompe.

Le terme ascite décrit l'accumulation d'une quantité importante de liquide dans la cavité péritonéale. On parle également d'un épanchement péritonéal. Dans environ huit cas sur dix, la cause de l'ascite est une détérioration du fonctionnement du foie, par exemple à cause d'une cirrhose. Une insuffisance cardiaque, une maladie rénale ou un cancer peuvent aussi être à l'origine d'une ascite. Pour la plupart des patients, un traitement médicamenteux et un régime spécial suffisent à éliminer le liquide accumulé. Mais malheureusement, ce traitement perd toute efficacité pour des milliers de patients chaque année aux Etats-Unis comme en Europe. Jusqu'à deux litres de liquide peuvent s'accumuler par jour dans la cavité intra-abdominale d'un patient. Cette accumulation de liquide dans le ventre est souvent très gênante pour le patient car, jusqu'à présent, seules des ponctions régulières permettent de l'éliminer.

La société suisse de génie médical Sequana Medical a conçu le système ALFApump – un implant actif qui simplifie la vie des patients atteints d'ascite. Le système surveille le volume de liquide se trouvant dans la cavité péritonéale et transfère le liquide dans la vessie lorsque cela est nécessaire, par pompage, où il est alors évacué avec l'urine. Ce système à trois éléments est centré autour de l'implant ALFApump et des deux cathéters conduisant à la cavité abdominale et à la vessie. Le chargeur extérieur SmartCharger, avec station de charge, est un module de charge et de communication qui charge la pile de l'implant ALFApump et permet la communication avec celui-ci. Les piles lithium ion de la pompe lui permettent de fonctionner en autonomie pendant plusieurs jours.

Les besoins en énergie de la pompe (elle pompe en moyenne 0,9 litre par jour) rendent son chargement régulier incontournable. Le chargement de la pile se déroule sans qu'une connexion soit nécessaire, à travers la peau du patient. La surveillance continue est assurée par un notebook, composant supplémentaire du dispositif, avec lequel le médecin peut programmer l'implant spécialement pour chaque patient à l'aide d'un logiciel de communication. Il définit ainsi exactement la quantité de liquide devant être pompée dans la vessie. Grâce à la connexion sans fil, le médecin peut également accéder aux paramètres du patient enregistrés automatiquement.

Exigences élevées en ce qui concerne les matériaux

Posé entre la couche de graisse adbominale et le péritoine, l'implant ALFApump est construit en plastique biocompatible Peek (polyétheréthercétone). Les conditions ambiantes particulières régnant dans le corps humain exigent des moteurs spéciaux et un dispositif électronique adapté, un encapsulage hermétique étant impossible lorsque le matériau utilisé est un plastique.

Une exposition permanente à l'humidité et une concentration élevée en sel doivent donc être prises en compte dans le choix des matériaux. Une température constante de 40 degrés au maximum doit également être garantie. L'implant est par conséquent entièrement comblé, à cause de l'humidité ambiante, son dispositif électronique est protégé par un revêtement supplémentaire et le moteur utilisé est sans balais.

Le système électronique complexe assure la commande Low-Level du moteur, la commande de la pompe, l'analyse des signaux du capteur, la communication avec le SmartCharger et la gestion des piles. Ainsi, la pompe à engrenage doit pomper non seulement le liquide, mais également l'air éventuellement emprisonné (par ex. après une opération). Il est donc particulièrement important de respecter des tolé-rances très réduites, ce qui implique un couple élevé, même en fonctionnement normal. Le fonctionne-ment est également entravé par la forte teneur en fibrine et en protéines provenant du plasma sanguin que présente le liquide à évacuer. Ces substances peuvent facilement coaguler, entravant considérable-ment le fonctionnement de la pompe. Dans le pire des cas, la pompe peut se bloquer. Afin d'éviter un tel scénario, il est recommandé, à intervalles réguliers, de faire fonctionner la pompe brièvement sans circu-lation.

Entraînement pour précision exacte en génie médical

Le moteur maxon EC 13, adapté aux exigences spécifiques du client, entraîne les engrenages de la pompe du système ALFApump. Le moteur est équipé de capteurs à effet Hall, qui jouent un rôle impor-tant pour le message en retour de position. La commande du moteur utilise ces capteurs à effet Hall pour stabiliser le fonctionnement et le rendre fiable, en particulier à vitesse réduite et à couples de charge élevés. Le stator du moteur stérilisable présente un revêtement spécial et d'autre part, l'arbre est fabriqué en matériaux biocompatibles. L'arbre doit également être conçu selon une géométrie particulière. La construction compacte du moteur EC 13, dont le fonctionnement génère très peu de bruit et de vibra-tions ainsi que des émissions de chaleur minimes le rend particulièrement adapté à une utilisation en gé-nie médical.

Afin d'augmenter la sécurité du patient et de limiter la complexité de la programmation du dispositif ALFApump, un processeur spécifique est affecté à la commande du moteur. Le processeur principal configure le contrôleur du moteur pour obtenir le débit souhaité. Ce contrôleur moteur vérifie si les paramètres correspondants sont valables. Si par exemple un écart de la durée admise de fonctionnement de la pompe est constaté, le processeur principal met alors le sous-système du moteur hors tension. Grâce à ce système à deux processeurs, la surveillance maximum est assurée au cours du pompage, ce qui garantit la sécurité optimale du fonctionnement.

Systèmes de pompes implantées avec succès

Les deux premières opérations commerciales d'implantation d'un système de pompe ont eu lieu en octobre 2011 à Vienne (Autriche). Selon le Prof. Dr. Markus Peck-Radosavljevic, directeur adjoint du Service de gastroentérologie et d'hépatologie, les deux interventions se sont déroulées sans aucun problème. «Je pense que le système ALFApump représente un tournant décisif dans le traitement des ascites. La vie des patients sera facilitée car ils ne devront plus être hospitalisés pour subir ce drainage si pénible», déclare Peck-Radosavljevic.

 © maxon motor ag

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