Dit artikel gaat over een specifiek onderdeel van de pacemaker, waardoor hij zijn functie kan uitvoeren: de draden die in het hart worden geïmplanteerd, ook wel de leads genoemd. In dit artikel lees je alles over de evolutie die de techniek wat betreft pacemakerleads heeft doorgemaakt en hoe de huidige leads hun werk doen.
De leads zijn over het algemeen genomen de zwakste schakel in het pacemakersysteem. Ze kunnen breken, los raken (dislocatie) en ze kunnen lekken (isolatiebreuk). Door de jaren heen zijn er verschillende vormen van isolatie ontwikkeld en toegepast om de pacemakerlead. Deze lead bestaat uit een aansluiting (deze gaat in de pacemaker waar deze wordt gefixeerd middels schroeven), een binnendraad en/of buitendraad met hier tussen en omheen isolatie bestaande uit polymeer, siliconen of siliconen rubberpolymeer.
Materiaal
De draad die de stroom geleidt is veelal gemaakt van een CoCrMO (kobalt-chroom) of metaal uit de platinium groep, deze is dan omhuld met een siliconen rubberpolymeer, polyurethaan of siliconen behuizing.
De eisen van een pacemaker draad liggen hoog. Zo moeten ze sterk zijn om breuken te voorkomen door tractie, flexibel genoeg om te plaatsen, goed tegen corrosie kunnen en niet onderhevig zijn aan slijtage door beweging in het lichaam. Verder moet hij niet te flexibel zijn omdat dit het hart kan beschadigen wanneer hij te makkelijk kan bewegen en dus kan dislokeren. Hij moet ook niet te stijf zijn omdat er dan weer gevaar is op perforatie.
Vroeger werd siliconen als standaard gebruikt voor pacemakerlead isolatie omdat het flexibel was. Dit had als gevolg dat de draad door beweging het hart kon beschadigen en makkelijk dislokeerde. Dit was te verhelpen met een stuggere binnendraad. Echter, hoe stugger je deze maakt hoe groter de kans op breuken. Ook binden lipiden zich meer aan siliconen rubber draad wat de eventuele verwijdering bemoeilijkt. De lipiden geven geen beschadiging van de draad zelf.
Hierop werd de polyurethaan 80A gebruikt. Deze had veel last van breuken waardoor ze niet betrouwbaar waren. Later is de polyurethaan 55D gekomen waardoor er minder problemen waren omdat deze stijver is dan de 80A. Ook konden ze dunner worden gemaakt dan de siliconen rubber variant. Later is de combinatie ontwikkeld door ST. Judas Medical. Inc. waarbij de flexibiliteit van siliconen gecombineerd wordt met de stijfheid van polyurethaan.
Hieronder zie je voordelen en nadelen van soliconen en polyurethaan opgesomd.
Soorten leads
Er zijn meerdere soorten leads: unipolaire leads en bipolaire leads. Bij een unipolaire draad gaat de stimulus via de draad naar het myocard, die vervolgens gestimuleerd wordt. De depolarisatiegolf wordt vervolgens weer opgevangen door het omhulsel van het pacemakerkastje. Deze draad heeft maar 1 geleidingsdraad die omhuld wordt door een isolatie. Bij een bipolaire draad gaat de stimulus via de punt van de draad naar het myocard. Deze wordt vervolgens een stuk terug op de draad weer opgevangen en over een andere interne ijzeren draad terug naar de pacemaker geleidt. Deze lead bevat dus twee draden die apart van elkaar geïsoleerd zijn, met daar omheen ook weer een isolatie.
Vroeger waren unipolaire leads populairder door de dunnere diameter die ze hadden. In de loop van de tijd zijn de bipolaire leads en pulsgenerators even groot geworden als de unipolaire draden en pulsgenerators. Daarbij kunnen bipolaire leads geprogrammeerd worden als unipolaire lead. Ook kunnen bipolaire leads bij een breuk van de draad of isolatie automatisch overgaan in een unipolaire lead. Hierdoor hoeft de draad niet vervangen te worden als er een lekkage optreed in de buitenste isolatielaag. Dit is de reden dat tegenwoordig voornamelijk de bipolaire lead wordt toegepast.
Hieronder zie je een afbeelding van deze soorten leads.
ECG
Er zit op het ECG verschil tussen een unipolaire lead en bipolaire lead. Een unipolaire lead geeft een grotere spike op het ECG dan de bipolaire lead, welke een kleine of zelfs niet zichtbare spike kan weergeven.
Punt van de draad
De punt (of zogenoemde tip) van de draad was vroeger breed met een groot oppervlakte. Hierdoor had de draad een lage weerstand. Dit gaat ten koste van de levensduur van de batterij. Later werd de punt van de draad kleiner gemaakt. Hierdoor kon er met minder voltage depolarisatie worden bereikt met hogere weerstand in de draad. Hierdoor is er minder lekkage van stroom is en is er betere sensing van eigen activiteit van het hart.
Het nadeel hiervan is dat het polarisatiefenomeen kan ontstaan. Hierbij wordt na-polarisatie gesenst die kan ontstaan vlak na een stimulus met als gevolg dat de pacemaker inhibeert. Om dit tegen te gaan is de tip van de draad poreus gemaakt om het contact met de electrode te vergroten zonder de diameter te vergroten. Hierdoor is er minder kans op het polarisatiefenomeen. Om dit nog verder tegen te gaan zijn er blanking periodes. Tijdens een blanking periode wordt de sensing van de pacemaker tijdelijk uitgeschakeld zodat na-polarisatie die kan ontstaan na het geven van een stimulus of depolarisatie niet wordt waargenomen.
Fixatie
Vroeger was er niet de mogelijkheid om pacemakerdraden te fixeren, waardoor er vaak dislocatie optrad en hiermee dus malfunctie optreed van de pacemaker. Hierop werd een pacemakerdraad ontwikkeld met passieve fixatie waarbij er een soort weerhaken op de punt van de pacemaker zaten die zich achter trabiculae van de rechterventrikel of rechteratrium vast zetten als een soort anker. Hierdoor ontstond er minder dislocatie van de draad. Dit houdt wel in dat de pacemakerlead in een gebied geplaatst dient te worden met trabiculae. Later werd er een actieve fixatie ontwikkeld waarbij de punt van de draad in het myocard word geschroefd. Dit geeft de mogelijkheid de draad overal in het ventrikel of atrium te plaatsen. Hierdoor is bijvoorbeeld Hisbundel pacing mogelijk met beter contractie van de ventrikels als resultaat.
Reactie myocard
Waar de draad het myocard raakt of wordt bevestigd in het myocard ontstaat irritatie danwel een soort van ontstekingsreactie met als gevolg littekenweefsel. Dit zorgt voor een hogere drempelwaarde want dit littekenweefsel en de ontstekingsreactie zorgen voor een barrière tussen de draad en het ontvangend weefsel. Hierbij zit de maximale drempelwaarde rond de 2 weken waarna deze weer afneemt.
Om dit tegen te gaan is er een coating van steroïden op de punt van de draad aangebracht om de lokale ontstekingsreactie te remmen en hiermee de drempelwaarde te verlagen. Dit heeft als gevolg dat de batterij langer mee gaat omdat er minder stroom gegeven hoeft te worden om het myocard te stimuleren.
Afsluiting
Bedankt voor het lezen van dit artikel. Vergeet je niet te abonneren op ons YouTube-kanaal. Ook zijn we te volgen op LinkedIn en Instagram! Verspreid het kanaal ook vooral onder je collega’s en andere geïnteresseerden, dat wordt enorm gewaardeerd!