עיצוב מכשירים ידידותיים לסביבה עם חומרים בר קיימא

הביקוש המצטבר למכשירים רפואיים מושתלים, במיוחד קוצני לב, ממריצים, ומכשירים לסיוע מזחלים שמאליים (LVADs), הביא את טביעת הרגל הסביבתית של בריאות להתמקד חד. בעוד טכנולוגיות מצילות חיים אלה שיפרו באופן דרמטי את תוצאות המטופל, הייצור שלהם, השימוש שלהם, וסילוק פסולת משמעותית וצריכה משאבים לא-renewable.

הגדלה צריכה למכשירי לב בר קיימא

בכל שנה, מעל מיליון קוצים ומאות אלפי קלוברים מושתלים (ICDs) מושתלים ברחבי העולם. קוצב טיפוסי מכיל סוללה ליתיום-יודין, טיטניום או אל-חלד cassteel casing, Polyurethane מוביל, ומגוון של רכיבים אלקטרוניים - אשר הם לא-מרודניים ומכילים חומרים מסוכנים.

טביעת רגל סביבתית של מכשירים

(FLT:0) פלסטיקים שאינם מבולדים 1 (לא-בידוד) בשימוש ב בידוד מוביל ודיור המכשיר נמשך בסביבה במשך מאות שנים, שחרור מיקרופלסטיקים כפי שהם מכים.
(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) ייצור אינטנסיבי של אנרגיה מתחדשת 1 (Feloph:1) - ייצור של טיטניום סוללות ליתיום דורש עיבוד עתיר גבוה וצריכה משמעותית של דלק מאובנים, לתרום פליטת גזי חממה.
(FLT:0)Low recycling Rate: (בהנחה של 5% ממכשירי לב מושתלים ממוחזרים או מעובדים, בשל מכשולים רגולטוריים, סיכונים בזיהום, וחוסר תוכניות משיכה מבוססות.

הנטל הסביבתי המצטבר הוא משמעותי.הערכה של מחזור חיים (LCA) של קוצב יחיד טיפוסי מעריך טביעת רגל פחמן שווה ערך לכ-1,500 ק"ג של CO2 - שניתן יהיה לנהוג במכונית המופעלת בנזין במשך 6,000 ק"מ, כך שסקר זה על פני האוכלוסייה העולמית של השתל מניב מיליוני טונות של פליטות CO2 ועשרות אלפי טונות של השנה הבזבוז מתמשך.

חומרים חדשניים למכשירי לב של אקו-חברתיים

(הופנה מהדף "החומרים הביולוגיים והכימיה הירוקה" (בלטינית: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פולימרים בעלי ערך

פולימרים שפורקים באופן טבעי לתוך מוצרי לוואי שפירים מבטיחים רכיבי השתל זמניים, כגון מוביל, ציפויי בידוד, ושכבות למניעת סמים. חומצה פולילאקטית (PLA) ופוליוייבקלקאנוטס (PHA) הם מחלוצי חזית:

(FLT:0) PLAveFLT:1 נגזר מקורות מתחדשים כמו עמילן תירס או סוכרקניה.זה מדגום באמצעות הידרוליזה לתוך חומצה גלקטית, אשר מטבול על ידי הגוף. עבור יישומי לב, PLA נחקר עבור ציפויים עמידים ביוסרבנטיים וחיפוש זמני.
(FLT:0)PHAveFLT:1) מיוצר על ידי תסיסה מיקרוביאלית ומציגה ביו-תחרותיות מעולה ושיעורי הפחתת טונה.שימושו בהתקנים הניתנים להשתלה עדיין בשלבים מוקדמים, אבל סרטים המבוססים על PHA מראים הבטחה לצמצום הדלקת.

פולימרים אחרים בגילוי ביולוגי תחת חקירה כוללים פוליפטרון (PCL), פולי(glycolic חומצה) (PGA), ו copolymers כגון חומצה פולי (חומצה פוליקלית-co-glycolic) (PLGA). חומרים אלה יכולים להיות מותאמים לניתוק מעל שבועות עד חודשים, מה שהופך אותם מתאימים יישומים שבהם נדרשת תמיכה זמנית או מתן סמים.

מתכת גמישה וביוסטרואלית

מרכיבים טיטניום מסורתיים ו-Altde-steel הם עמידים מאוד, אך קשה לעבד מחדש לאחר השתול. חלופות מתפתחות להתמקד מתכות שניתן למחזר או לדרגה מלאה בתוך הגוף לאחר שתפקודם הושלם:

(FLT:0) סגסוגת טיטניום סגסוגתFLT:1 נשאר עמוד ראשי עבור חיפויי מכשירים בגלל יחס כוח-למשקל והתנגדות קורוזיה ממוחזרת.
(FLT:0 MagnesiumסגסוגתsFLT:1) -magnesium הוא באופן טבעי נוכח בגוף האדם ו degrads באמצעות קורוזיה למוצרים שאינם רעילים.ניסויים קליניים אחרונים הוכיחו את השפע הביולוגי מבוסס מגנזיום עבור עורקים כלילית, ומושגים דומים מותאמים עבור קוצב זמני מוביל.
(FLT:0) סגסוגת מבוססת ZINC סגסוגת:1 ; ירידה איטית יותר מאשר מגנזיום, המציע חלון רחב יותר לריפוי רקמות.מחקר לתוך אלקטרודות מבוססות אבץ חד-חמצני עבור מכשירי לב טראנס הוא מתמשך.
(FLT:0) מתכות מבוססות Iron ראטמאט וניתן לסגסוגת כדי להתאים תכונות מכניות; הם נלמדים עבור רכיבים מובילים במערכות קוצב ביו-resorbable לחלוטין.