German Artificial Sphincter System-GASS

Zur Therapie der hochgradigen Stuhlinkontinenz wurde mit dem German Artificial Sphincter System GASS erstmals der Prototyp einer Schließmuskelprothese entwickelt, der alle wesentlichen Funktionsbausteine (Kompressionscuff, Flüssigkeitsreservoir und Förderpumpe) in einem Gerät kleinsten Ausmasses integriert. Das maximale Kompressionsvolumen beträgt 23cc. Das GASS ist für eine einfache perianale Implantation vorgesehen und elektronisch durch den Patienten ansteuerbar. In diesem Zusammenhang wurde eine bidirektional arbeitende Piezo-Hochleistungsmikropumpe konzipiert. Die Mikropumpe misst 30×13×1 mm3, hält einem maximalen Gegendruck von 40000 Pa (300 mm Hg) stand und erreicht eine Förderrate bis zu 1,4 ml/min (16 Hz). Die in vitro Evaluation erfolgte im Biosimulator an explantierten Analkanalpräparaten des Schweins. Das GASS zeichnet sich neben einer einfachen Implantationstechnik durch eine effektive Kontinenzleistung bei minimalen Kompressionsvolumina und intraanal gemessenen gewebeprotektiven Drücken aus (15cc:24,1 mm Hg vs 21 cc:46,9 mm Hg). No highly integrated sphincter prosthesis for therapy of major fecal incontinence exists. Therefore, we developed a novel neosphincter, made of polyurethane. The GASS consists of a support ring (SR) which includes a fluid reservoir, fixed on the outer diameter of the SR, and a multi-chamber occluding cuff (Cint) on the inside diameter. The total inflation volume of Cint is about 23 cc. The integrated micropump based on piezotechnology measures 30×13×1 mm3 (flowrate 1.4 cc/min, max. backpressure 40000 Pa). GASS was evaluated around the external sphincter of isolated porcine anal canals. The threshold of continence was defined as the inflating volume wich water ceased to leak through the area occluded by Cint under an induced rectal pressure of 150 cm H20. Minimal filling volumes maintained continence for liquids against high luminal pressures. A low intraanal resting pressure (Δpanal) induced by activated GASS indicates a little risk of ischemic injury of the anal canal in vivo (median Δpanal 24.1 mm hg:15cc vs 46.9 mm hg:21cc). In summary, a highly integrated and efficient high-tech neosphincter for the therapy of major fecal incontinence could be realized.