L'ingegneria è un processo, uno sviluppo continuo di nuove tecniche per migliorare i prodotti in modo da poterne ampliare l'utilità tramite migliori prestazioni, durata maggiore e costi ridotti. Ed è ancora più gratificante quando il miglioramento del processo di ingegneria salva più vite. Di recente, Potomac ha avuto l'opportunità di fare proprio questo lavorando per il Dipartimento di Neurochirurgia presso l'Università della Florida [UFL].
Idrocefalo e drenaggio cerebrale
I cateteri di drenaggio ventricolare, affettuosamente noti come drenaggi cerebrali, rimuovono il liquido cerebrospinale dai ventricoli nei pazienti affetti da idrocefalo, una malattia in cui l'eccesso di liquido nel cervello aumenta la pressione intracranica, portando al coma o alla morte se non curata rapidamente.
Secondo l'Hydrocephalus Association, oltre 1 milione di persone negli Stati Uniti attualmente convivono con l'idrocefalo e si stima che oltre 700.000 americani abbiano una versione chiamata idrocefalo a pressione normale, ma meno del 20% riceve una diagnosi appropriata. Per ogni 1.000 bambini nati in questo paese, uno o due saranno affetti da idrocefalo e la malattia è la causa più comune di intervento chirurgico al cervello nei bambini.
Per molti pazienti, i sistemi di derivazione per drenare il fluido cerebrale sono una salvezza. Tuttavia, questi cateteri non sono perfetti e il 25% di essi fallisce a causa di problemi di coagulazione o di crescita di tessuto nei fori del catetere necessari per drenare il fluido. Guidato dai Project Coach Dr. Frank Bova, Professore di Neurochirurgia, e Dr. Christopher Batich, Professore di Scienza dei Materiali e Ingegneria, il Brain Drain Team presso l'UFL sta esplorando e sviluppando nuovi metodi per prevenire e risolvere l'occlusione del catetere utilizzando nuovi rivestimenti, forme della punta e geometria del foro. L'eliminazione della sostituzione del dispositivo nei pazienti potrebbe comportare notevoli risparmi sui costi, oltre a migliorare il comfort per chiunque soffra di questa malattia.
Riprogettazione del design attuale
Samantha Solaski, membro del Brain Drain Team, spiega che l'obiettivo del progetto è dimostrare un prototipo di catetere operativo che limiti la formazione di occlusioni e possa essere pulito con un dispositivo di assistenza, se necessario. L'attuale catetere in silicone ha una serie di fori circolari perforati per drenare il fluido cerebrale. Il gruppo voleva testare fori più piccoli e provare fori di forme diverse, nonché una nuova rete di fori interconnessi.
Trattandosi di cateteri cranici, le dimensioni complessive del catetere sono già piuttosto ridotte. Il diametro esterno misura solo 3,4 mm. Per ridurre le dimensioni dei fori, Samantha si è resa conto che dovevano passare dalla perforazione dei fori alla microlavorazione laser. Tuttavia, nessuno dei venditori locali di Gainesville era in grado di ottenere le piccole dimensioni del foro necessarie. Tramite una ricerca su Internet, il ricercatore ha trovato Potomac che non aveva problemi con la scala spaziale.
Il presidente e CEO di Potomac, Mike Adelstein, osserva: "Perforiamo regolarmente fori di dimensioni comprese tra 1 e 200 micron. Inoltre, per noi, il silicone di grado medicale è un materiale familiare. A differenza di altri polimeri organici come il Kapton, il silicone presenta proprietà uniche che lo rendono particolarmente difficile da elaborare sia meccanicamente che con i laser. Nel corso degli anni abbiamo sviluppato tecniche di foratura laser per questi materiali di grado medicale che danno risultati eccezionali".
Poiché il Brain Drain Team stava testando vari progetti di prototipi, anche le dimensioni e la precisione dei fori erano importanti. La ripetibilità delle dimensioni dei fori garantiva la possibilità di confrontare accuratamente i progetti.
Grazie all'esperienza di Potomac nella microlavorazione laser, il Brain Drain Team sta migliorando i dispositivi medici per migliorare la qualità della vita dei pazienti affetti da idrocefalo e chissà dove altro potrebbero portare questi miglioramenti nei processi ingegneristici!
