Uno strumento salvavita all’interno di un piccolo contenitore in plastica
Storia di un pacemaker alla Siemens
Il primo pacemaker cardiaco, inventato nel 1952, aveva le dimensioni di un piccolo televisore a tubo catodico ed il paziente doveva spingerlo in giro come un carrello della spesa.
Con l’invenzione di batterie più piccole e transistor affidabili, le dimensioni dei pacemaker si sono rapidamente ridotte negli anni successivi e già nel 1957 potevano essere indossate al collo come un ciondolo.
Nello stesso anno, il medico ed inventore svedese Rune Elmqvist (1dicembre 1906 – 15dicembre 1996) iniziò a lavorare sul primo pacemaker cardiaco completamente impiantabile al mondo.
Arne Larsson non stava bene. Egli era affetto dalla cosiddetta “Sindrome di Adams-Stokes“.
LA SFIDA DI UN CUORE MATTO
Già giocatore della nazionale svedese di hockey su ghiaccio, nell’autunno del 1958 Larsson riusciva a malapena ad alzarsi dal letto e soffriva di frequenti attacchi sincopali.
Il suo cuore smetteva di battere fino a 30 volte al giorno, richiedendo a sua moglie, Else-Marie, di rianimarlo ogni volta con un colpo al petto. Larsson aveva solo 43 anni e le sue possibilità di invecchiare molto erano scarse. Ma Else-Marie rifiutò di arrendersi. Aveva letto sul giornale che un medico di nome Ake Senning (14dicembre 1915 – 21luglio 2000) stava lavorando con l’ingegnere Rune Elmqvist al Karolinska Hospital di Stoccolma nello sviluppo di un pacemaker cardiaco che potesse essere completamente impiantato nel corpo.
Un dispositivo improvvisato
Else-Marie contattò ripetutamente i due ricercatori, cercando di convincerli ad aiutare suo marito. Senning ed Elmqvist erano scettici: la loro ricerca finora si era concentrata sulla forza ideale per la corrente elettrica e sul numero di impulsi al minuto che avrebbero dovuto essere usati per stimolare il cuore.
Tuttavia, la loro tenacia alla fine diede i suoi frutti: Arne Larsson si sottopose a un intervento chirurgico segreto d’urgenza per impiantare il suo primo pacemaker, l’8ottobre 1958. Il dispositivo era improvvisato: il tempo era poco, e costrinse Elmqvist a modellare i componenti in un piccolo e semplice contenitore di plastica con resina sintetica. Il dottor Senning impiantò 2 elettrodi nel miocardio tramite una toracotomia del lato sinistro ed inserì il pacemaker del dottor Elmqvist nella parete addominale.
Il pacemaker smise di funzionare dopo poche ore e dovette essere sostituito la mattina seguente. Tuttavia, la nuova unità funzionò perfettamente per le successive sei settimane.
Una semplice curiosità tecnologica?
Diversi mesi dopo, Elmqvist e Senning presentarono il loro lavoro per la prima volta ad una conferenza internazionale, a Parigi, incentrata sull’uso dell’elettronica in Medicina. Elmqvist non era ancora convinto che la sua invenzione avesse un futuro, vedendo i pacemaker cardiaci come “una curiosità tecnologica, più o meno”.
Ma, fortunatamente, si sbagliava. Il suo datore di lavoro, Elema-Schönander (in seguito Siemens-Elema) sviluppò numerosi modelli dotati di una tecnologia complessa che consentiva loro di essere adattati ai singoli problemi cardiaci. Ad esempio, nei sistemi avanzati moderni, i sensori analizzano l’attività del corpo in tempo reale e regolano automaticamente la frequenza degli impulsi di conseguenza.
26 pacemakers
In media, circa 75.000 di questi dispositivi vengono impiantati ogni anno nella sola Germania.
Larsson ha ricevuto altri 25 pacemaker nei 43 anni successivi al primo impianto. Un pacemaker gli ha ripristinato la capacità di nuotare o andare in bicicletta a un ritmo tranquillo, ballare e persino viaggiare in aereo. Egli divenne in grado di soddisfare le esigenze della vita lavorativa. Larsson si è presentato come l’esempio più lampante del successo dei pacemaker cardiaci. Morì nel 2001, all’età di 86 anni, per cause non correlate ai suoi problemi cardiaci o al suo pacemaker (morì a causa di un melanoma metastatico). Larsson è persino sopravvissuto ad Elmqvist, l’uomo responsabile della sua lunga vita, di circa cinque anni.
IL PRIMO PACEMAKER
Il primo pacemaker impiantabile del dottor Elmqvist aveva un’ampiezza di impulso di 2v e una larghezza di impulso di 1,5 ms, a una frequenza costante di 70-80 impulsi al minuto. Utilizzava transistor al silicio, che all’epoca erano relativamente nuovi ed erano considerati più efficienti dei vecchi transistor al germanio. Due celle della batteria al nichel cadmio alimentavano il dispositivo, che era incapsulato in resina epossidica.
L’unità aveva un diametro di circa 55 mm e uno spessore di 16 mm. Le prime unità avevano 2 fili di filo di sutura ritorto rivestiti in polietilene con le estremità fissate al cuore per fungere da elettrodi.
EVOLUZIONI DEL PRIMO PACEMAKER
Tuttavia, questo filo di acciaio inossidabile non era abbastanza resistente per far fronte a un cuore che batteva 100.000 volte al giorno e al piombo che si fletteva a ogni battito.
Una nuova guida più duraturo ed estremamente flessibile venne rapidamente sviluppato. Le batterie del pacemaker del dottor Elmqvist avevano solo una carica limitata e un’antenna a circuito radio consentiva di ricaricare le batterie ogni settimana trasmettendo energia radio attraverso la pelle all’antenna del pacemaker.
fonti e riferimenti:
- https://www.medmuseum.siemens-healthineers.com/en/stories-from-the-museum/herzschrittmacher
- https://de.wikipedia.org/wiki/Rune_Elmqvist
- “The History of Cardiology“, di L. Acierno, 1994, cap. 20
- https://en.wikipedia.org/wiki/Arne_Larsson_(patient)
- https://en.wikipedia.org/wiki/%C3%85ke_Senning
- https://en.wikipedia.org/wiki/Artificial_cardiac_pacemaker?bbbgrepost#History
- https://www.nytimes.com/2002/01/18/world/arne-h-w-larsson-86-had-first-internal-pacemaker.html
- “In Memoriam: Tribute to Åke Senning, Pioneering Cardiovascular Surgeon“, by Denton A. Cooley, MD; Tex Heart Inst J. 2000; 27(3): 234–235.
- “Lessons From the First Patient with an Implanted Pacemaker: 1958–2001″, di BERIT LARSSON, HÅKAN ELMQVIST, LARS RYDÉN, HANS SCHÜLLER
- “1958: Ake Senning, Rune Elmqvist und der erste Herzschrittmacher“, di Prof. Dr. B. Lemke (8 maggio 2018)
- “Pioneers of Cardiology: Rune Elmqvist, MD“, Circulation (5 giugno 2007)