211service.com
Det seneste kunstige hjerte: Del ko, del maskine
En ny slags kunstigt hjerte, der kombinerer syntetiske og biologiske materialer samt sensorer og software til at registrere en patients anstrengelsesniveau og justere output i overensstemmelse hermed, skal testes hos patienter på fire hjertekirurgiske centre i Europa og Mellemøsten. Hvis den bioprotetiske enhed, lavet af Paris-baserede Karmat , viser sig at være sikker og effektiv, kan den gives til patienter, der venter på en hjertetransplantation. I øjeblikket er der kun et fuldt kunstigt hjerte, lavet af Tucson, Arizona-baseret SynCardia , har amerikansk, canadisk og europæisk regulatorisk godkendelse til brug hos patienter.
Cardio cyborg: Denne gengivelse viser de biologiske ventiler i toppen af Carmats kunstige hjerte.
Forsøg på fuldstændig at erstatte det menneskelige hjerte med en proteseanordning startede for årtier siden (se CPR for det kunstige hjerte). Det er enormt udfordrende at skabe en enhed, der kan modstå de barske forhold i kroppens kredsløb og pålideligt pumpe 35 millioner gange om året, som hjertet gør. Andre komplikationer, såsom slagtilfælde forårsaget af blodpropper i kunstige hjerteimplantater, har også forårsaget tilbageslag. Af disse grunde tjener fuldt kunstige hjerter typisk som en midlertidig foranstaltning eller som en bro til transplantation, selvom FDA har for nylig givet dispensation til humanitær brug for et af SynCardias kunstige hjerter til patienter, der i øjeblikket ikke er berettiget til et donorhjerte.
Men det store behov for en livreddende behandling hos hjertesvigtpatienter har drevet efterforskere, både i den akademiske verden og den private industri, til at forsøge at bygge et bedre kunstigt hjerte. Omkring 5,7 millioner mennesker i USA har hjertesvigt på et givet tidspunkt, ifølge Centers for Disease Control and Prevention . Hos disse patienter er hjertets pumpeevne vokset så svagt, at det ikke kan levere nok ilt og næringsstoffer til kroppen. Nogle gange er svigt begrænset til den ene side af hjertet og kan behandles med et implantat, der booster flowet, men som ikke erstatter hjertet helt. Men i tilfælde, hvor begge sider af hjertet svigter, skal en patient have en hjertetransplantation. Og med efterspørgslen efter hjertetransplantationer, der langt overstiger donationer, kan patienter vente i årevis på et donorhjerte, mens andre kan være udelukket på grund af andre helbredsproblemer.
Et kunstigt hjerte kan give en livreddende bro, mens en patient venter på en transplantation. Kirurger har implanteret et SynCardia kunstigt hjerte i over 1.000 patienter. Luft pumpes fra det eksterne kontrolsystem (som for nylig har udviklet sig fra en stor 418-punds driver til en bærbar 13,5-pund driver ) gennem rør, der forbindes gennem huden ind i enheden. Luftpust udvider to små balloner inde i hvert kammer i det kunstige hjerte, som skubber blod ud af protesen.
I Carmats design er to kamre hver delt af en membran, der holder hydraulikvæske på den ene side. En motoriseret pumpe flytter hydraulisk væske ind og ud af kamrene, og den væske får membranen til at bevæge sig; blod strømmer gennem den anden side af hver membran. Den blodvendte side af membranen er lavet af væv fra en pose, der omgiver en ko hjerte, for at gøre enheden mere biokompatibel. Tanken var at udvikle et kunstigt hjerte, hvor de bevægelige dele, der er i kontakt med blod, er lavet af væv, der er [bedre egnet] til det biologiske miljø, siger Piet Jansen, overlæge i Carmat.
Det kan gøre patienter mindre afhængige af anti-koagulationsmedicin. Carmat-enheden bruger også ventiler lavet af kohjertevæv og har sensorer til at registrere øget tryk i enheden. Denne information sendes til et internt kontrolsystem, der kan justere flowhastigheden som reaktion på øget efterspørgsel, såsom når en patient træner.
Systemet blev udviklet gennem samarbejde mellem European Aerospace and Defence Systems og Alain Carpentier, en hjertekirurg, der var pioner for hjerteklapreparation.
Det er en genial enhed; Jeg bekymrer mig bare om størrelsen og den mekaniske holdbarhed, siger William Cohn , en hjertekirurg ved Texas Heart Institute i Houston. Med til opgave at pumpe 100.000 gange eller mere om dagen, holder de fleste kunstige hjerter ikke mere end et par år, siger Cohn. En enhed, der holder to til tre år, er i bedste fald et stop for transplantation.
Carmats enhed er blot et af flere kunstige hjerter i udvikling over hele kloden. Cohn og kolleger har testet en anden slags kunstigt hjerte, som ikke genererer et hjerteslag, men i stedet kontinuerligt pumper blod ud gennem kroppen. Håbet er, at et hjerte med konstant flow, selvom det er ganske anderledes end det naturlige organ, vil undgå risikoen for mekanisk svigt, der hænger over de pulserende kunstige hjerter.
For nylig har Texas Heart Institute rekrutterede den australske ingeniør Daniel Timms til at bringe sit nye kunstige hjerte med konstant flow til Houston. Enheden er lille, pulserer ikke og har en enkelt bevægelig del: en magnetisk svævende rotor, der har to pumpehjul, en der skubber blod fra kroppen ind i lungerne for at blive geniltet, og den anden til at skubbe de iltrige blod ind i kroppen. Enkelheden i designet, som Cohn siger, skal modstå mekanisk slid, står i kontrast til det komplekse Carmat kunstige hjerte, som indeholder mange bevægelige dele. Men Timms' system er år væk fra at blive testet på patienter, og det vil først blive testet på kalve.