Desenvolvimento e teste de um dispositivo para estimulação torácica externa com função de marca-passo e avaliação da eficácia da estimulação cardíaca mecânica

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Oliveira Neto, Nestor Rodrigues de
• Orientador(a): Fregonezi, Guilherme Augusto de Freitas
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Estimulação cardíaca artificial; Marca-passo; Acoplamento excitação-contração; Bloqueio atrioventricular
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57401

O marca-passo transcutâneo tem sido usado como terapia em casos de bradicardia sintomática e sinais de má perfusão, porém apresenta limitações importantes, em virtude da alta energia necessária para promover a ativação miocárdica causa desconforto e estimulação muscular. Assim, formas alternativas de estimulação artificial tem sido objeto de estudos. A estimulação mecânica é capaz de provocar a ativação cardíaca e exercer função de marca-passo, de forma similar a ativação por um estímulo elétrico, uma vez que um estímulo de natureza mecânica, de certa intensidade, pode gerar uma deformação mecânica no miocárdio capaz de iniciar a excitação miocárdica, resultando na contração ventricular. Este trabalho compreende duas partes: o desenvolvimento e teste em bancada de protótipo de dispositivo eletropneumático para estimulação transtorácica cardíaca em humanos, com função de marca-passo cardíaco, com depósito de pedido de patente de invenção, e a realização de um estudo experimental em sapos (Rhinella jimi) para avaliar a eficácia da estimulação cardíaca mecânica, comparando esta forma de estimulação com a estimulação elétrica padrão, quanto à ativação cardíaca, manutenção da captura ventricular e indução de arritmia ventricular. A estimulação mecânica foi realizada por meio do movimento de vai-e-vem e impacto da uma haste metálica de 2 mm de diâmetro na superfície externa do ventrículo esquerdo (visando a parede lateral e o ápice), com uma frequência de disparo de 10 bpm acima da FC basal de cada animal e comparando esta forma de estimulação com a estimulação elétrica, em um modelo de corações de sapo in vivo que foi mantido parcialmente fora do corpo. A estimulação elétrica ventricular foi fornecida por gerador de marca-passo temporário programado em modo de demanda conectado a dois eletrodos. Após a realização das medidas dos limiares, cada forma de estimulação foi mantida por cinco minutos, com FC de 10 bpm acima da FC basal de cada animal, mantendo a mesma energia e FC durante cada fase do experimento. O dispositivo pneumático testado apresentou uma correlação linear entre a energia mecânica liberada e pressão do ar comprimido, fornecendo valores de energia crescentes dentro da faixa prevista para a estimulação cardíaca transtorácica (considerando um limiar de 0,04 a 1,5 J), podendo atingir de zero a cerca de 2,8J, com as pressões máximas fornecidas pela rede de ar comprimido hospitalar. Os achados do estudo experimental mostraram que a estimulação mecânica direta pode manter o comando ventricular, sem perda de captura, por um período de cinco minutos ou mais, em coração de sapo, quando a estimulação ventricular é realizada em baixa frequência cardíaca. No entanto, a FC máxima em que a estimulação mecânica mantém a captura ventricular 1:1 foi próxima a FC de repouso do animal e significativamente menor do que durante a estimulação elétrica, possivelmente devido a diferentes tipos de canais iônicos ativados em cada forma de estimulação. A ocorrência de arritmias ventriculares foi semelhante nas duas formas de estimulação.