Een aan de ETH Zürich ontwikkeld beschermend membraan voor pacemakers is in dierproeven succesvol gebleken bij het verminderen van de ongewenste opbouw van fibrotisch weefsel rond het implantaat. De volgende stap is het testen van het beschermende membraan bij patiënten.

ETH-wetenschappers hebben een speciaal beschermend membraan van cellulose ontwikkeld dat de opbouw van fibrotisch weefsel rond implantaten van pacemakers aanzienlijk vermindert, zoals gerapporteerd in het huidige nummer van het tijdschrift Biomaterialen . Hun ontwikkeling zou chirurgische procedures voor patiënten met pacemakers aanzienlijk kunnen vereenvoudigen.

"Elke pacemaker moet op een gegeven moment worden vervangen. Als deze tijd komt, meestal na ongeveer vijf jaar wanneer de batterij van het apparaat leeg is, de patiënt moet geopereerd worden, " legt Aldo Ferrari uit, Senior wetenschapper in de groep van ETH Professor Dimos Poulikakos en bij Empa. "Als er te veel fibrotisch weefsel rond de pacemaker is gevormd, het bemoeilijkt de procedure, " legt hij uit. In dergelijke gevallen de chirurg moet in dit overtollige weefsel snijden en verwijderen. Dat verlengt niet alleen de operatie, het verhoogt ook het risico op complicaties zoals infectie.

Microstructuur vermindert de vorming van fibrotisch weefsel

Om dit probleem op te lossen, Ferrari en zijn collega's van ETH Zürich hebben de afgelopen jaren een membraan ontwikkeld met een speciale oppervlaktestructuur die minder bevorderlijk is voor de groei van fibrotisch weefsel dan het gladde metalen oppervlak van pacemakers. Dit membraan is nu gepatenteerd en Ferrari werkt samen met collega-onderzoekers in het Wyss Zürich onderzoekscentrum, de Universiteit van Zürich en het Duitse Centrum voor Cardiovasculair Onderzoek in Berlijn om het marktklaar te maken voor gebruik bij patiënten.

Als onderdeel van dit proces, het onderzoeksconsortium heeft het membraan nu getest op varkens. Bij elk varken de wetenschappers implanteerden twee pacemakers, waarvan er één was omhuld door het cellulosemembraan.

Na de proefperiode van een jaar, de onderzoekers kunnen positieve resultaten melden:de varkenslichamen verdragen het membraan en stoten het niet af. "Dit is een belangrijke bevinding omdat tolerantie een kernvereiste is voor implantaatmaterialen, "zegt Ferrari. Net zo belangrijk, het membraan deed wat het moest doen:het fibrotische weefsel dat zich eromheen vormde was, gemiddeld, slechts een derde zo dik als het weefsel dat zich rond de niet-ingekapselde pacemakers vormde.

Volgende stap:klinische proeven

De wetenschappers schrijven deze vermindering van de vorming van fibrotisch weefsel in de eerste fase toe aan het materiaal zelf - cellulose is van nature vezelig. "Wanneer zich fibrotisch weefsel vormt, de eerste fase is de afzetting van eiwitten op het oppervlak. Een vezelig membraanoppervlak belemmert dit proces, " legt Francesco Robotti uit, hoofdauteur van de studie en een wetenschapper in de groep van ETH Professor Poulikakos. Een andere factor is dat de onderzoekers het membraan hebben gemaakt met honingraatachtige inkepingen in het oppervlak, elk met een diameter van 10 micrometer. "Deze inkepingen maken het moeilijk voor de cellen die fibrotisch weefsel vormen om aan het oppervlak te hechten - de tweede fase in de vormingsprocessen, ' zegt Robotti.

Nu het materiaal succesvol is gebleken in dierproeven, de wetenschappers zijn van plan om goedkeuring aan te vragen voor klinische proeven bij mensen in samenwerking met de ETH-spin-off Hylomorph, die verantwoordelijk zal zijn voor de commercialisering van het membraan. De proeven zullen volgend jaar van start gaan in drie grote hartcentra in Duitsland.