Als minimaal invasief alternatief voor openhartchirurgie gebruiken hartchirurgen steeds vaker centrale veneuze katheters om van binnenuit toegang te krijgen tot het hart. Een experimentele nieuwe katheter zou dergelijke operaties binnenkort sneller en gemakkelijker dan ooit kunnen maken. Tijdens een hartoperatie met een centrale veneuze katheter brengt de arts de katheter doorgaans via een kleine incisie in een ader in de nek, borst, arm of lies van de patiënt in. De chirurg brengt vervolgens de katheter via de ader in het hart, meestal geleid door echografiebeelden. Zodra het uiteinde van de katheter zich in het hart bevindt, worden kleine chirurgische instrumenten aan de punt van de katheter gebruikt om de daadwerkelijke hartoperatie uit te voeren.

De nieuwe robotkatheter is voorzien van een inzetbaar stabilisatiemechanisme (zwarte ribben in de buis) en een flexibele pneumatische manipulatortip (blauw) - een doorzichtige siliconenbuis die de aderen voorstelt die naar het hart leiden.

Eén probleem is dat als de katheter smal genoeg is om soepel door de ader te gaan, deze vaak te klein is en de punt/het gereedschap ervan door het kloppende hartweefsel naar achteren kan worden geduwd. Dit betekent dat het erg moeilijk is om de katheter in het hart te bereiken en de punt van de katheter op afstand te bedienen zodra deze het orgaan is binnengegaan.

De nieuwe robotkatheter, ontwikkeld door professor Tommaso Lanzani en collega's van de Boston University, is ontworpen om dit probleem op te lossen.

De katheter is gebaseerd op een octopusachtig apparaat dat Lanzani eerder heeft ontworpen, met een flexibele, opblaasbare, accordeonachtige punt. Direct achter de punt bevindt zich een geribbelde uitzetbare ring. Terwijl het apparaat door de ader gaat, blijft de punt leeglopen en blijft de lus smal, zodat de katheter over het geheel genomen relatief smal is.

Wanneer deze de opening van het hart bereikt, zet de ring uit en ondersteunt de katheter tegen de binnenwand van de ader. Blaas vervolgens de punt op zodat deze in het hart uitsteekt. Omdat de katheter bij het opblazen dikker en sterker wordt, wordt deze niet geraakt door kloppend hartweefsel.

Het prototype is gebruikt voor het succesvol uitvoeren van pacemaker-leadplaatsing en tricuspidalisklepreparatie op geëxtraheerde harten van volwassen varkens. Bij de eerste procedure voltooiden vijf onervaren operators de procedure in een tijd die vergelijkbaar was met die van een ervaren hartchirurg die een standaardkatheter gebruikt.

"Toen we deze resultaten bespraken met artsen die op dit gebied werkten, zagen we een hoog enthousiasme en hoorden we steeds meer mensen deze technologie toepassen," zei Lanzani. "Ik denk dat deze strategie ons over het algemeen in de goede richting leidt."

In onderstaande video kun je de katheter in actie zien in het varkenshart. Er worden momenteel complexere operaties bij levende dieren gepland.

Een artikel over het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances.