Słuch


Urządzenia pasywne
W efektywny sposób zapewniają połączenie elementów przewodzących dźwięk w uchu środkowym.
Urządzenia aktywne
Skierowane do osób z dużym ubytkiem lub niesłyszących. Zaliczamy do tej grupy wszczepialne elektroniczne protezy słuchu.
np.: implanty ślimakowe, pniowe, BAHA.


Implant ucha środkowego

zastosowanie:
Stosowane są gdy pacjent ma niesprawne ucho środkowe, a zatem fale mechaniczne nie są zamieniane na drgania, warunek: nerw słuchowy nieuszkodzony.

Active – middle ear implant (AMEI):
Przekształcają dźwięk w drgania mechaniczne.
Sygnał z procesora dźwięku ( część zewnętrzna ) przechodzi przez skórę do cewki wewnętrznej, która przekazuje go do przetwornika FMT, który drgając pobudza kosteczki słuchowe.

TI – totally implanted:
Zbudowany z dwóch przetworników PZT, czujnika na kowadełku i aktuatora na strzemiączku.
Implant ten pozwala na pominięcie przewodu słuchowego i kosteczek ucha środkowego gdyż wykorzystuje przewodnictwo kostne. Sygnał przekazywany jest do ucha wewnętrznego za pomocą kości czaszki.

Implant BAHA
Sygnał przekazywany bezpośrednio do ucha wewnętrznego w celu ominięcia niesprawnego ucha środkowego. Ślimak i nerw słuchowy muszą funkcjonować poprawnie.
Implant Baha umieszcza się za uchem, w kości skroniowej. Eliminuje się w ten sposób pośrednictwo skóry i tkanki podskórnej w przekazywaniu drgań, co zmniejsza tłumienie sygnału. Procesor zewnętrzny odbiera sygnał i przetwarza go na wibracje mechaniczne, które następnie przekazuje do samego implantu.


Implanty ucha wewnętrznego

Pozwalają na pominięcie ucha zewnętrznego i środkowego, a ponadto spełniają rolę komórek zmysłowych w uchu wewnętrznym. Przetwarzają falę mechaniczną ( dźwięk ) na impulsy elektryczne za pomocą których stymulują nerw słuchowy.

Implant ślimakowy
Składa się z części zewnętrznej i wewnętrznej. Część zewnętrzna jest to procesor mowy, a część wewnętrzna to stymulator przekazujący impulsy elektryczne na nerw słuchowy.
Elektrody odpowiedzialne za pobudzenia elektryczne umieszczane są najczęściej w ślimaku, a dokładniej w schodach bębenka.

Implant pnia mózgu
Implant pniowy stosuje się w przypadku uszkodzonego nerwu słuchowego. Dzięki temu możliwe jest bezpieczne stymulowanie jądra nerwu, aby możliwe było odbieranie efektów słuchowych przez korę mózgową pacjenta.
Implant słuchowy wszczepiany do pnia mózgu jest zbudowany podobnie jak implant ślimakowy. Zasadnicza różnica polega na budowie zakończeń elektrod, które są mocowane na pniu mózgu i stymulują bezpośrednio umieszczone tam jądra nerwu słuchowego. Zatem implant pniowy zastępuje również uszkodzony nerw słuchowy.

Oko

Implant teleskopowy
Implant ten stosowany jest przy zwyrodnieniu plamki żółtej. 
Składa się on z dwóch soczewek znajdujących się w szklanym walcu. Umieszczony w oku działa jak teleobiektyw, rzucając powiększony obraz na centralną część siatkówki. 
Niestety ogranicza on znacznie widzenie obwodowe, dlatego umieszczany jest tylko w jednym oku.

Implant epiretinalny czyli nasiatkówkowy
Zastępuje on układ optyczny oka, jest to implant wszczepiany na powierzchnię siatkówki. Wytwarza on impulsy elektryczne, które wychwytywane są przez neurony siatkówki i przekazywane do mózgu. Implant ten nie posiada elementów światłoczułych, dlatego musi pracować w układzie z miniaturową kamerą. Obraz zarejestrowany przez kamerę przetwarzany jest na sygnał elektroniczny, który poprzez odbiornik znajdujący się w oku zamieniany jest na wytwarzane impulsy elektryczne. Impulsy te trafiają do elektrody znajdującej się na powierzchni siatkówki, która pobudza znajdujące się tam neurony. Przykładem są implanty typu Argus.

Implant subretinalny czyli podsiatkówkowy
Jest to implant wszczepiany pod siatkówkę oka. Zbudowany jest on z płytki posiadającej elementy światłoczułe, zatem zarówno odbiór jak i przekazanie obrazu odbywa się w obrębie jednego scalonego układu. Światło padające na fotokomórki zamieniane jest na impuls, który następnie jest wzmacniany i odpowiednio przetwarzany na impulsy elektryczne stymulujące neurony. Impuls elektryczny trafia do mózgu, gdzie zamieniany jest na obraz, jak przy zdrowym widzeniu.
Możemy tu dokładniej opisać implant podsiatkówkowy stworzony przez niemiecką firmę Retina Implant AG. Zasilany jest on przez małe źródło energii znajdujące się za uchem pacjenta, z którym implant ten połączony jest za pomocą bardzo cienkiego przewodu. Składa się z 1500 fotoelektrod i ma wymiary 3 na 3 mm oraz grubość 0,05 mm.
Przykładem może być również MIT implant.

Implant stymulujący pień mózgu
Jest to implant, który bezpośrednio przekazuje obraz poprzez stymulację części mózgu odpowiedzialnych za widzenie. W zdrowym oku impulsy z siatkówki przekazywane są poprzez nerwy wzrokowe do mózgu. Możemy tu mówić o ciałku kolankowatym bocznym, które zawiera LGN ( jądra kolankowate boczne ) będące drogą impulsów elektrycznych z siatkówki.
Implant stymulujący pień mózgu, omija cały układ oka i zamienia obraz odbierany przez kamerę bezpośrednio na impulsy pobudzające.








 

Skóra

Zbudowana jest z naskórka, skóry właściwej i tkanki podskórnej. Licznie występujące fibroblasty produkują kolagen i elastynę, z której jest zbudowana.
Skóra oddziela organizm człowieka od świata zewnętrznego, jest zatem mechaniczną osłoną i obroną odpowiedzialną również za termoregulację. Jest to również układ odbierający bodźce czuciowe.

Przeszczepy skóry

Przeszczep niepełnej grubości
Przeszczepiany jest naskórek i część skóry właściwej, najczęściej pobierany jest z uda.

Przeszczep pełnej grubości
Przeszczepiany jest naskórek i skóra właściwa z częścią mięśni i naczyń krwionośnych, najczęściej pobierany z podbrzusza lub pleców.

Sztuczna skóra

W ogólności hodowana jest w laboratorium, pobierane są komórki skóry od dawcy, a następnie rozmnażane.
Komórki te umieszczane są w specjalnym żelu kolagenowym, do którego dodaje się pożywkę złożoną z wody, cukru i aminokwasów. Po 3 dniach wierzchnia warstwa zostaje wystawiona na działanie powietrza, aby wyschła i wytworzyła szorstką warstwę podobną do naskórka. Po kolejnym tygodniu gdy sztuczna skóra ma już 1,5 mm grubości poddawana jest działaniu promieni UV, które ją postarzają. W ten sposób powstaje.

Jaka powinna być idealna sztuczna skóra:
- Giętka i sprężysta by łatwo dopasowywała się do ran, powinna również szybko i trwale do nich przylegać
- Zapewniająca ochronę przed drobnoustrojami jak i urazami mechanicznymi, a ponadto kontrolująca wymianę cieplną z otoczeniem poprzez odparowywanie wody ( potu ).

Epidermal cover czyli hodowla naskórka
Cultured Epithelial Autograft (CEA) jest to autologiczna hodowla nabłonka.
Od pacjenta pobierany jest fragment zdrowej skóry za pomocą biopsji, stosowanie komórek własnych pacjenta eliminuje ryzyko odrzucenia przeszczepu i przeniesienia zakażeń.
W pierwszym etapie od pobranego fragmentu skóry oddzielany jest naskórek, który następnie ulega wytrawianiu przy pomocy trypsyny. W ten sposób uzyskiwane są keratynocyty, które w formie zawiesiny trafiają do specjalnej hodowli. Tak wyhodowana in vitro skóra zostaje przeszczepiona.
Możemy też mówić o hodowli skóry właściwej metodą in vitro poprzez pozyskanie fibroblastów.

 

Dermal replacement czyli wymiana skóry właściwej
Technika ta polega na wszczepieniu w miejsce rany substytutu skóry. Złożony on jest z komórek zasiedlonych na podłożu syntetycznym. Powstaje materiał hybrydowy, który z powodzeniem może zastąpić skórę właściwą i stanowić podłoże dla wzrostu keratynocytów naskórka. Jest to zatem przestrzenna matryca pełniąca rolę rusztowania dla wzrostu zdrowej skóry.
Przykładem jest Integra, zbudowana z dwóch warstw. Warstwę górną tworzy silastikowa siatka spełniająca rolę naskórka, natomiast dolną warstwę tworzy wysokoporowata struktura z bydlęcego kolagenu i 6-siarczanu chondroityny ( z chrząstki rekina ). W miarę postępu leczenia górna warstwa jest usuwana, natomiast warstwa dolna ulega wchłonięciu dzięki czemu nie ma potrzeby przeprowadzenia kolejnego zabiegu. Po wszczepieniu Integra zostaje przebudowana czego efektem jest systematyczne zastępowanie jej komórkami własnymi pacjenta. Towarzyszy temu biodegradacja matrycy glikozaminoglikanowej.
Plusem stosowania substytutów skóry jest wyeliminowanie czasu potrzebnego do stworzenia skóry metodą in vitro. Dużym problemem jest jednak zapewnienie ponownego ukrwienia i zapobiegnięcie kurczeniu się ran.
Oprócz Integry obecnie stosowane są substytuty takie jak: Dermagraft, Transcyte, Apligraf, Permacol

Czym różni się sztuczna skóra od tej naturalnej?
Sztuczna skóra różni się przede wszystkim pod względem biochemicznym, chociażby występowanie pewnych typów keratyny czy też wysoka zawartość lipidów.
Cechuje ją również nieciągłość błony na której spoczywa naskórek, a także nie w pełni wykształcona zewnętrzna warstwa naskórka ( zrogowaciała ).
Jednak przede wszystkim musimy wskazać różnice w funkcjonalności, czyli większą i gwałtowniejszą przepuszczalność dla różnych związków. W przypadku wody jest to prawie trzydziestokrotna różnica.

Episkin
Jest to sztucznie wyhodowany naskórek pełnej grubości, używany do celów kosmetycznych jako zamiennik naturalnego naskórka. Tworzony jest w specjalnych naczyniach hodowlanych, które będąc wyścielone kolagenami imitują skórę właściwą wraz z błoną podstawną. Na tak przygotowanym dnie umieszcza się keratynocyty, które budują nowy naskórek. Oczywiście w procesie tym potrzebny jest dostęp powietrza jak również specjalna pożywka. W ten sposób powstaje struktura przypominająca naturalny ludzki naskórek.



 

Płuco

Respirator
Czyli inaczej mówiąc sztuczne płuco, jest to urządzenie medyczne, które zastępuje mięśnie pacjenta w wykonywaniu pracy oddechowej. Musi zapewniać skuteczną wymianę gazową bez przerwy, na poziomie pęcherzyków płucnych czyli wnikania tlenu do krwi i łączenia się z hemoglobiną.

Żelazne płuco
Jest to jeden ze znanych respiratorów, który używany był już od lat 50. Pacjent leżał w specjalnej komorze, która potrafiła zapewnić zmiany ciśnienia powietrza wystarczające do wywołania przepływu powietrza przez płuca pacjenta, czyli sztucznego oddechu.
Współczesne respiratory generują ciśnienie ujemne czyli zapewniają przepływ powietrza przez drogi oddechowe pacjenta, którego ciało znajduje się w cylindrze.

Płucoserce
Jest to urządzenie wykorzystywane podczas operacji na otwartym sercu. Przejmuje ono funkcję zarówno serca jak i płuc, realizując krążenie pozaustrojowo.
Wyróżnić możemy dwa najważniejsze elementy, z których jest zbudowany:
a) Oksygenator jest to urządzenie, które przejmuje rolę płuc. Czyli odpowiada za utlenowanie krwi oraz usuwanie z niej dwutlenku węgla, w procesie realizowanym poprzez kontakt krwi z tlenem na dużej powierzchni.
b) Pompa to urządzenie zapewniające przepływ krwi w organizmie, jest on wymuszany poprzez zagniatanie drenu przez toczące się na nim rolki.

Typy oksygenatorów

Pęcherzykowy
Ten typ nie jest obecnie już tak często używany, tlen w postaci pęcherzyków wtłaczany był bezpośrednio do krwi.
Membranowy
W tego typu urządzeniu tlen nie ma bezpośredniego kontaktu z krwią tylko przenika do niej przez półprzepuszczalną membranę wykonaną z żelbetowego silikonu. Membrana ta musi być biokompatybilna i  nietoksyczna, a ponadto nie może być przyczyną powstawania zakrzepów.
Przykładem jest HILITE 700LT ze zintegrowanym wymiennikiem ciepła, jest to urządzenie ze specjalną powłoką, która podnosi biokompatybilność urządzenia. Oczywiście jest wykorzystywany jako element dokonujący wymiany gazowej w trakcie krążenia pozaustrojowego ( operacje na otwartym sercu ).








Sztuczna trzustka

Pompa insulinowa - jest to urządzenie do ciągłego podskórnego podawania insuliny, ułatwia kontrolę leczenia cukrzycy i poprawia jakość życia chorego.

a)      Zewnętrzna

b)      Wszczepiana

Biohub – jest to silikonowy nośnik wysp trzustkowych. Pomysł polega na wszczepieniu nośnika, po czym zakłada się, że trzustka zacznie się  budować począwszy od naczyń krwionośnych i połączeń między wyspami. Projekt jest w stadium badań klinicznych

PCDIAB – pomysł zakłada zautomatyzowanie pomiarów i wyliczania potrzebnej dawki insuliny. Wszczepiać będzie się pompę oraz czujnik. Urządzenie ma automatycznie podawać pacjentowi odpowiednią ilość insuliny.

iLET – prototyp sztucznej trzustki(pompa, sensor i zewnętrzny kontroler), wyposażona w sesnor, który co 5 minut sprawdza poziom cukru we krwi, w razie potrzeby jest w stanie podać insulinę lub glukagon. W fazie testów klinicznych

Sztuczna trzustka w żelu – pomysł zakłada wykorzystanie materiału o zmiennej przepuszczalności, wrażliwego na stężenie glukozy. W razie potrzeby insulina ze sztucznej trzustki jest wyrzucana. Proces może być indukowany przez zmianę objętości lub pH.
 

Stymulatory Serca

Podział ze względu na:

1.       Mocowanie elektrody

a)      Epikardialne(na powierzchni)

b)      Endokardialne(wewnątrz)

2.       Konstrukcję końcówki elektrody

a)      Z kołnierzem

b)      Z wąsami

c)      Ze ślimakiem

d)      przyszywana

3.       Rodzaj stymulacji

a)      Jednobiegunowa(+ na obudowie)

b)      Dwubiegunowa(+ na pierścieniu)

4.       Slymulowane części serca

a)      Jedno, dwu i trój jamowe

b)      Adaptacyjne

c)      Antyarytmiczne

Schemat budowy:

1.       Zabezpieczenie wejścia

2.       Wzmacniacz i filtr wejściowy

3.       Detektor zespołu komorowego

4.       Przerzutnik czasu refrakcji

5.       Licznik

6.       Zegar

7.       Układ wyjściowy (generowanie impulsu stymulującego)(sprzężenie zwrotne)

Impuls stymulujący:

Serce

Sztuczne zastawki:

1.       Konstrukcja

a)      Jednolistkowe

b)      Dwuliskowe

c)      Kulowe(wycofane)

2.       Materiał

a)      Wykonane z metali szlachetnych oraz polimerów(ring)

b)      Allogenne( wykonane z naturalnych tkanek sercowych np. świńskich i polimerów)

Stent

niewielka „sprężynka” umieszczana wewnątrz naczynia krwionośnego w celu przywrócenia drożności naczynia. Wewnątrz znajduje się balonik, który operator może nadmuchać w celu umocowanie stentu na stałe. Balonik umożliwia również udrożnienie tętnicy, poprzez zgniecenie blaszki miażdżycowej

Mechaniczne wspomaganie pracy serca

VAD- ventricular assist device - automatyczna pompa wspomagająca pracę komory serca. Stosowane jest jako środek doraźny u chorych z niewydolnością serca(oczekujących na przeszczepienie lub u tych, u których przeszczepienie jest niemożliwe). VAD nie zastępuje komory serca, lecz wspomaga jego pracę (prawej lub lewej komory).

Obecnie na rynku występują pompy pneumatyczne(wycofywane) oraz elektryczne

VAD działają na zasadzie pompy rotacyjnej, centryfugalnej, osiowej lub membranowej(membana wytwarza podciśnienie, przez co krwe jest przepompowywana)

Nerka

Hemodializa

Polega na usuwaniu produktów przemiany materii i wody lub leków oraz toksyn z krwi pacjenta poprzez sztuczną błonę półprzepuszczalną, zabieg umożliwia także korektę kwasicy metabolicznej oraz zaburzeń elektrolitowych.

Hemofiltracja

Technika pozaustrojowego oczyszczania krwi, polegająca na usuwaniu wody i substancji w niej rozpuszczonych drogą transportu konwekcyjnego przez błonę o wysokiej przepuszczalności. Po drugiej stronie błony półprzepuszczalnej pompa wytwarza ujemne ciśnienie, co prowadzi do transportu konwekcyjnego wody i substancji w niej rozpuszczonych, z krwi do ultra przesączu.

Hemodializa, a hemofiltracja:

hemodializa opiera się na zjawisku dyfuzji i ma zdolność do usuwania małych cząstek i wymaga płynu - dializatu, a hemofiltracja opiera się na transporcie konwekcyjnym, błona jest o wysokiej przepuszczalności, a tym samym ma małą zdolność do usuwania niewielkich cząstek i konieczne jest zastosowanie płynu reinfuzyjnego.

...