211service.com
Det senaste konstgjorda hjärtat: Del ko, delmaskin
En ny sorts artificiellt hjärta som kombinerar syntetiska och biologiska material samt sensorer och mjukvara för att upptäcka en patients ansträngningsnivå och justera uteffekten därefter ska testas på patienter vid fyra hjärtkirurgiska centra i Europa och Mellanöstern. Om den bioprotetiska enheten, gjord av Paris-baserade Carmat , visar sig vara säkert och effektivt, det kan ges till patienter som väntar på en hjärttransplantation. För närvarande endast ett helt konstgjort hjärta, tillverkat av Tucson, Arizona-baserad SynCardia , har amerikanska, kanadensiska och europeiska regulatoriska godkännanden för användning hos patienter.
Cardio cyborg: Denna återgivning visar de biologiska klaffarna på toppen av Carmats konstgjorda hjärta.
Försök att helt ersätta det mänskliga hjärtat med en protesanordning startade för decennier sedan (se HLR för det konstgjorda hjärtat). Det är enormt utmanande att skapa en enhet som kan motstå de svåra förhållandena i kroppens cirkulationssystem och pålitligt pumpa 35 miljoner gånger per år, som hjärtat gör. Andra komplikationer, som stroke orsakad av blodproppar i konstgjorda hjärtimplantat, har också orsakat bakslag. Av dessa skäl fungerar helt konstgjorda hjärtan vanligtvis som en tillfällig åtgärd eller som en bro till transplantation, även om FDA har nyligen beviljat dispens för humanitär användning för ett av SynCardias konstgjorda hjärtan för patienter som för närvarande inte är berättigade till ett donatorhjärta.
Men det stora behovet av en livräddande behandling hos hjärtsviktspatienter har drivit utredare, både inom den akademiska världen och den privata industrin, att försöka bygga ett bättre konstgjort hjärta. Omkring 5,7 miljoner människor i USA har hjärtsvikt vid varje given tidpunkt, enligt Centers for Disease Control and Prevention . Hos dessa patienter har hjärtats pumpförmåga blivit så svag att det inte kan leverera tillräckligt med syre och näringsämnen till kroppen. Ibland är misslyckandet begränsat till en sida av hjärtat och kan behandlas med ett implantat som ökar flödet men som inte ersätter hjärtat helt. Men i fall där båda sidor av hjärtat sviker, kommer en patient att behöva en hjärttransplantation. Och med efterfrågan på hjärttransplantationer som vida överstiger donationer, kan patienter vänta i åratal på ett donatorhjärta, medan andra kan vara uteslutna helt och hållet på grund av andra hälsoproblem.
Ett konstgjort hjärta kan ge en livräddande bro medan en patient väntar på en transplantation. Kirurger har implanterat ett konstgjort hjärta av SynCardia hos över 1 000 patienter. Luft pumpas från det externa styrsystemet (som nyligen har utvecklats från en stor förare på 418 pund till en bärbar drivrutin på 13,5 pund ) genom rör som ansluts genom huden till enheten. Luftpust expanderar två små ballonger inuti varje kammare i det konstgjorda hjärtat, vilket trycker ut blod ur protesen.
I Carmats design är två kammare uppdelade av ett membran som håller hydraulvätska på ena sidan. En motordriven pump förflyttar hydraulvätska in och ut ur kamrarna, och den vätskan får membranet att röra sig; blod strömmar genom den andra sidan av varje membran. Den mot blodet vända sidan av membranet är gjord av vävnad som erhållits från en påse som omger en kos hjärta, för att göra enheten mer biokompatibel. Tanken var att utveckla ett konstgjort hjärta där de rörliga delarna som är i kontakt med blod är gjorda av vävnad som är [bättre lämpad] för den biologiska miljön, säger Piet Jansen, överläkare på Carmat.
Det kan göra patienter mindre beroende av antikoagulationsmediciner. Carmat-enheten använder också ventiler gjorda av kohjärtvävnad och har sensorer för att upptäcka ökat tryck i enheten. Den informationen skickas till ett internt kontrollsystem som kan justera flödet som svar på ökad efterfrågan, till exempel när en patient tränar.
Systemet utvecklades genom samarbete mellan European Aerospace and Defence Systems och Alain Carpentier, en hjärtkirurg som var pionjär med hjärtklaffreparation.
Det är en lysande enhet; Jag oroar mig bara för storleken och den mekaniska hållbarheten, säger William Cohn , en hjärtkirurg vid Texas Heart Institute i Houston. Med uppgift att pumpa 100 000 gånger eller mer om dagen, håller de flesta konstgjorda hjärtan inte mer än några år, säger Cohn. En apparat som varar två till tre år är i bästa fall ett stopp för transplantation.
Carmats enhet är bara ett av flera konstgjorda hjärtan under utveckling över hela världen. Cohn och kollegor har testat en annan sorts artificiellt hjärta som inte genererar ett hjärtslag, utan istället kontinuerligt pumpar ut blod genom kroppen. Förhoppningen är att ett kontinuerligt flödeshjärta, även om det är helt annorlunda än det naturliga organet, ska undvika risken för mekaniskt fel som hänger över de pulserande artificiella hjärtan.
Nyligen har Texas Heart Institute rekryterade den australiensiska ingenjören Daniel Timms för att ta med sitt nya konstgjorda hjärta med kontinuerligt flöde till Houston. Enheten är liten, pulserar inte och har en enda rörlig del: en magnetiskt svävande rotor som har två pumphjul, en som trycker blod från kroppen in i lungorna för att syresättas igen, och den andra för att trycka på de syrerika blod in i kroppen. Enkelheten i designen, som Cohn säger ska stå emot mekaniskt slitage, står i kontrast till det komplexa konstgjorda Carmat-hjärtat som innehåller många rörliga delar. Men Timms system är år borta från att testas på patienter och kommer först att testas på kalvar.