Måske kan patienter med urininkontinens i en nær fremtid få indopereret en ny type elektrode, som kan afhjælpe problemet, hvis den konventionelle behandling ikke slår til. Når man lider af urininkontinens, kan det være fordi, at kroppens autonome nervesystem sætter for meget aktivitet i gang i blæren. Den nye elektrode skal via elektrisk nervestimulation dæmpe denne aktivitet og dermed hæmme den ufrivillige vandladning. Potentialet er stort. Men en af udfordringerne er at udvikle elektroden, så kroppen vil acceptere den. Den opgave er professor Hans Nørgaard Hansen, DTU MEK, med til at løse.
Alene i Danmark lider op mod 400.000 personer af urininkontinens, og på europæisk plan anslår man, at tallet er omkring 40 millioner mennesker. Det kan være et stort socialt problem at lide af urininkontinens, og samfundsøkonomisk er problemet også væsentligt. Selv om alle patienter ikke vil egne sig til at få en elektrode implanteret, så er der stadig både håb om at øge livskvaliteten for mange mennesker, samtidig med at de kommercielle udsigter for projektet er ganske lovende.
Ideen er at udvikle en slags blære pacemaker, som er egnet til langtidsimplantation. Det kræver, at mange hensyn forenes. Man skal bl.a. sikre, at strømmen kan retningsbestemmes, så den rammer meget specifikke perifere nerver præcist. Man skal også sikre, at kroppen vil acceptere elektroden, så den vokser sig fast og ikke bevæger sig rundt i kroppen.
Figur 1: En oversigt over de implanterede dele af systemet som består af en elektrode, der er forbundet til en implanteret pulsgenerator. Systemet kan indsættes under lokalbedøvelse med specielt kirurgisk udstyr. Der er tale om en slags ”pacemaker” til behandling af symptomer i bækkenbunden. Implantatet fjernstyres af brugeren ved hjælp af en betjeningsenhed uden for kroppen, som ikke er vist på tegningen.
Kunsten at narre kroppen
Udfordringen med at få elektroden til hurtigt at blive integreret i kroppens væv rummer både elementer af fysiologi, anatomi og hard core fysik. Man kan nemlig narre kroppens celler til at hjælpe med at fastholde elektroden, hvis man forklæder den med en overflade, som kroppens celler gerne vil vokse sig fast på.
Firmaet Neurodan, som er partner i projektet, har allerede udviklet en elektrode, der kan afhjælpe problemet med ”dropfod”, det vil sige besvær eller manglende evne til at løfte forfoden. Elektroden aktiverer bestemte muskler i benet for at opnå et løft af foden og dermed et mere naturligt gangmønster . Men ét er foden, noget andet er vævet i bækkenbunden.
DTU Mekaniks fokus i projektet er at udvikle produktionsmetoder, der skal gøre det muligt at fremstile de ultra små elektroder med mikrostrukturerede overflader. Projektet involverer ud over DTU Mekanik og Neurodan også Teknologisk Institut og Ålborg Universitet.
Jo mindre elektrode jo sværere / Lille og kringlet
Men det er lettere sagt end gjort at skabe den rette overfladestruktur for elektroden. For elektrodens ydre form skal sprøjtestøbes. Her er der en ikke uvæsentlig forhindring, som skal overvindes. Elektroden er lille, og den har en kompleks 3D-geometri, som skal være med til at sikre, at den ikke drejer sig og flytter sig rundt inde i kroppen For at etablere mikrostrukturer på overfladen af elektrodens krop, skal der udvikles nye teknologier til at fremstille sprøjtestøbeværktøjet. Og endelig skal elektroden fremstilles i biokompatible materialer, som ikke hører til de nemmeste at arbejde med.
Stort potentiale
Hvis det lykkes for Hans Nørgaard Hansen at finde den rette overflade og overføre den til et både lille og tredimensionelt element, vil der være mange andre anvendelsesmuligheder end i den konkrete elektrode til behandling af urininkontinens. For kunsten af beherske produktionen af mikrogeometrier kan finde anvendelse langt ud over det medicinske teknologiområde som f.eks. i forbindelse med udvikling af selvrensende overflader.
Figur 2: Én af de eksperimentelle elektroder, der har været afprøvet til permanent stimulation af nerver i bækkenbunden. Elektroden er cirka 15 mm lang med en kropstykkelse på 1,2 mm.