Rigenerazione di cateteri per elettrofisiologia e ablazione cardiaca: tecniche fisico-chimiche per la validazione del processo

Francesco Tessarolo
E-Mail: tessaro@science.unitn.it

Relatori: G Nollo, R Antolini
Tesi di Laurea in Fisica (Corso di Laurea quadriennale)
Università di Trento, luglio 2002. 


Abstract

L’applicazione di nuovi materiali e tecnologie in campo medico-sanitario ha permesso lo sviluppo di tecniche di diagnosi, prevenzione e terapia sempre meno invasive ma allo stesso tempo particolarmente efficienti. L’impiego di cateteri per elettrofisiologia e ablazione cardiaca per la diagnosi e la cura delle aritmie cardiache è un esempio di come la tradizionale pratica clinica possa venire sostituita da procedure minimamente invasive con percentuali di riuscita dell’intervento spesso paragonabili.   
L’aumento considerevole del numero dei dispositivi  impiegati (cateteri per elettrofisiologia e ablazione cardiaca)  e della relativa spesa sanitaria spinge verso la ricerca di metodiche di rigenerazione che garantiscano da un lato le caratteristiche di sterilità e dall’altro la funzionalità, l’efficienza e la sicurezza di un prodotto nuovo.
Tuttavia l’etichettatura originale dei dispositivi medici in questione definiti “monouso” e la complessità costitutiva e funzionale, richiede una attenta valutazione del processo di rigenerazione e delle proprietà del prodotto rigenerato.
La valutazione sistematica delle proprietà, degli effetti e di altri impatti dell’applicazione pratica di una procedura di rigenerazione in ambito sanitario è un classico esempio di  (Health Care Technology Assessment) HCTA.
L’Azienda per i Servizi Sanitari  della provincia di Trento ha promosso il progetto SICC (Sicurezza In Cardiologia interventistica e Cardiochirurgia) che in collaborazione con l’Università di Trento, l’Università di Padova e l’Azienda Unità Locale Socio Sanitaria di Vicenza si propone di determinare e applicare procedure di HCTA in ambito di cardiologia e cardiochirurgia e in particolare nella definizione di una procedura per la rigenerazione di dispositivi medicali. 
Questo lavoro si inserisce nel progetto e si propone di fornire una traccia utile alla definizione di un corretto protocollo che garantisca le caratteristiche di sterilità, funzionalità e sicurezza già possedute dal dispositivo nuovo.
Si definisce innanzitutto un protocollo di rigenerazione ottimizzato per i cateteri per elettrofisiologia e ablazione cardiaca nel rispetto delle attuali normative in campo di sterilizzazione.
Si passa quindi alla individuazione e valutazione di tecniche di analisi per la caratterizzazione fisico-chimico-funzionale dei dispositivi sottoposti al ciclo di rigenerazione.
Una analisi preliminare dei componenti del dispositivo indica metodi e intervalli di misura più appropriati per una analisi più approfondita e, dove possibile, di tipo quantitativo eseguita in seguito.
L’impiego di tecniche di indagine di tipo standard (microscopia ottica, microscopia elettronica, microscopia a forza atomica, ecc) permette una caratterizzazione accurata della morfologia delle superfici esposte al processo di sterilizzazione evidenziandone eventuali modificazioni.
Si è posta particolare attenzione alla individuazione e all’analisi dei componenti critici quali la sonda poliuretanica che costituisce il corpo del catetere e l’elettrodo distale che rappresenta il vero centro funzionale per un dispositivo percutaneo per ablazione. 
Per la caratterizzazione della funzionalità si appronta una tecnica ad hoc basata sulla simulazione di funzionamento in un fantoccio che ripropone le condizioni operative presenti in vivo.  
L’impiego, in particolare di tecniche quantitative come la microscopia a forza atomica, ha permesso di identificare un aumento  non trascurabile nella rugosità superficiale del catetere sia su scala nanometrica che micrometrica a carico delle componenti poliuretaniche e degli elettrodi. E’ risultata anche una chiara dipendenza della rugosità al variare del numero di cicli di rigenerazione sostenuti dallo strumento.
L’indagine superficiale ha inoltre confermato la necessità di una caratterizzazione approfondita dei primi 500-600 nm interessati da modificazioni indotte dalla procedura di sterilizzazione impiegata.
La caratterizzazione della funzionalità mediante fantoccio ha invece testimoniato una buona regolarità e costanza per impieghi multipli, sottolineando però la necessità di verificare ad ogni ciclo di rigenerazione, in modo routinario, la precisione e l’accuratezza delle componenti elettriche dello strumento e in particolare del sistema di rilevamento della temperatura mediante termistore.
E’ stata quindi formulata una prima ipotesi per un possibile protocollo di validazione dello stato di funzionalità e di rilevamento delle modifiche indotte dalla rigenerazione.