Divaricatore costale automatico per per ridurre il dolore post-operatorio e per rendere più rapida la guarigione.

Un'azienda statunitense di high-tech ha sviluppato un divaricatore costale automatico che permette di ridurre il dolore post-operatorio del paziente e migliorare il processo rigenerativo. L'elevata coppia dei motori maxon garantisce un movimento perfetto di questo strumento chirurgico.

Può sembrare incredibile ma alcuni strumenti utilizzati nella chirurgia invasiva sono stati inventati negli anni Trenta e da allora sono stati migliorati solo di poco. Nella maggior parte dei casi si tratta di strumenti adatti per lo scopo per cui sono stati costruiti, che però comportano tempi di guarigione lunghissimi: ciò è vero soprattutto nel caso di interventi chirurgici al torace, quali operazioni al cuore o ai polmoni. Attualmente ci sono due metodi principali utilizzati per aprire il torace quanto basta e consentire l'intervento del chirurgo: la toracotomia (incisione di uno spazio intercostale) e la sternotomia (sezionamento longitudinale dello sterno). Negli interventi di toracotomia, il chirurgo accede agli organi interni praticando un'incisione tra due costole. Per una sternotomia invece il chirurgo sega longitudinalmente lo sterno per aprire la gabbia toracica. In entrambi i casi, il chirurgo divarica le costole o le due metà dello sterno mediante il cosiddetto “divaricatore”, un martinetto progressivo azionato a manovella. La divaricazione delle costole richiede forze elevate.

Il team di sviluppo dell'azienda statunitense Physcient ha scoperto che la forza necessaria per divaricare le costole corrisponde circa al peso del paziente. Ciò significa che  l’utilizzo di un divaricatore toracico può comportare fratture, schiacciamento dei nervi, iperestensione delle articolazioni e rottura dei legamenti, con possibili traumi post-operatori di lunga durata. L’azienda Physcient, con sede a Durham (Carolina del Nord) ha sviluppato delle tecnologie che permettono di ridurre notevolmente i danni derivanti dalla divaricazione toracica.
Chuck Pell, che ha fondato la Physcient assieme a Hugh Crenshaw, afferma: “Abbiamo dovuto risolvere due problemi importanti: il nostro divaricatore non doveva essere più grande di quelli utilizzati oggi nelle sale operatorie, e doveva poter essere sottoposto a frequenti sterilizzazioni.”

Il prodotto Assuage™ Smart Retractor™ della ditta Physcient è stato sviluppato appositamente con l'obiettivo di risolvere con le nuove tecnologie un problema già noto da tempo, senza modificare i metodi operativi del personale chirurgico. Pell aggiunge: “Entrambi abbiamo studiato biomeccanica. Per questo motivo cerchiamo di applicare nella tecnologia le nostre conoscenze su dinamica e meccanismi biologici. Da non molto tempo ci occupiamo di strumentazione chirurgica, un campo estremamente interessante. Molti degli strumenti utilizzati nella chirurgia moderna sono stati inventati quando le conoscenze di biomeccanica non erano ancora completamente sviluppate.” Secondo l'istituto statunitense “National Heart, Lung, and Blood Institute”, ogni anno vengono eseguite oltre mezzo milione di operazioni al cuore. Se a queste si aggiungono anche i centomila interventi chirurgici ai polmoni, risulta evidente la necessità di una migliore strumentazione. Data la concezione antiquata dei divaricatori costali odierni e la quantità delle operazioni, il numero di fratture costali è in continuo aumento.

Crenshaw e Pell hanno rilevato che, in passato, non era stata sufficientemente studiata la forza esercitata dai divaricatori costali, pertanto hanno creato un team per misurare gli effetti e sviluppare tecnologie per ridurre i traumi. Le ossa sono flessibili e possono essere piegate molto prima di rompersi. Questa loro caratteristica però dipende dalla velocità con la quale si muove il divaricatore. Se la costola viene piegata in modo brusco – come si verifica spesso in caso di divaricatori a manovella – può venire fratturata. Questo perché per estendersi, il tessuto osseo ha bisogno di tempo. Grazie ai sensori incorporati nel divaricatore costale automatico Assuage™ è più facile rilevare un eventuale indebolimento delle ossa. Questa informazione viene inoltrata allo strumento in modo che possa rispondere immediatamente in base alle condizioni del tessuto. Per poter essere utilizzato nei dispositivi medici. Il feedback che chiude il loop di controllo del motore deve essere estremamente preciso ed affidabile.


Physcient ha costruito il suo primo prototipo servendosi di un motore maxon. Una delle richieste più importanti è stata l'assenza di cogging del motore anche in caso di velocità molto basse. Il divaricatore costale deve eseguire movimenti delicati e regolari per ridurre al minimo i danni al paziente. I motori DC brushless vengono alimentati a batteria. Un sistema di controllo integrato dotato di sensori serve a controllare con precisione la divaricazione. Per poter gestire le forze elevate, Physcient ha scelto motori con coppia elevata. “I motori forniti da maxon non solo devono gestire le forze divaricatrici – le più elevate mai misurate nell'intera storia della medicina – ma anche operare in maniera estremamente precisa per minimizzare i danni a legamenti e tessuti molli” dichiara Pell.

Motori potenti per movimenti delicati.

maxon motor produce un'ampia gamma di motori con diametro da 6 mm a 90 mm per le più disparate applicazioni. Grazie alla commutazione elettronica, i disturbi elettromagnetici vengono ridotti al minimo. I motori DC brushless non sono dotati di spazzole meccaniche soggette a usura, garantendo così un'elevata durata di servizio. La loro durata è ancora maggiore grazie a cuscinetti a sfere di qualità precaricati  e le piccole dimensioni sono ideali per l’utilizzo in applicazioni che richiedono ingombri ridotti.
Il divaricatore Assuage™ Smart Retractor™ di Physcient prende in considerazione la consistenza di ossa e tessuti. Come nella maggior parte dei progetti di ricerca di chirurgia cardiotoracica, sono stati eseguiti test sui maiali, la cui biomeccanica è molto simile a quella dell'essere umano. Il team Physcient ha realizzato un prototipo con due file di rebbi metallici incurvati, ognuna delle quali circonda una costola. Mentre il divaricatore divarica automaticamente le costole, il motore maxon viene regolato con i segnali dei sensori in modo da ottenere un movimento delicato. Durante le prove il dispositivo di Physcient è stato in grado di ridurre in maniera considerevole i traumi ai tessuti e il dolore. L'utilizzo di questo strumento ha permesso anche una migliore respirazione e tempi di guarigione più rapidi. Una volta avviata definitivamente la produzione di Assuage™, il team di sviluppo Physcient si occuperà di altri strumenti medici che necessitano da tempo di miglioramenti.

Nel miglioramento degli strumenti medici, Physcient ha sempre avuto come obiettivo il benessere del paziente. L'azienda ha in progetto l'automatizzazione e il miglioramento dell'intera strumentazione chirurgica. L'introduzione sul mercato di Assuage™ Smart Retractor™ è prevista per il 2013.

 © maxon motor ag

Navigatore prodotti

Contatto

maxon motor italia S.r.l.

Società UnipersonaleVia Sirtori 3520017 Rho MIItalia
+39 02 93580588 +39 02 93580473
Contatto