Naglušeni valentinki morda pravijo, da za zlomljeno srce ni zdravila. Toda pomoč je na voljo tistim, katerih dejansko boleha srce, zahvaljujoč inovativnemu paketu tehnologij, ki bi nekega dne lahko koristile milijonom ljudi, ki trpijo zaradi srčnega popuščanja.
Sorodne vsebine
- Spomin na Barneyja Clarka, čigar etično vprašljiva transplantacija srca Napredna znanost
- Jezni tweeti pomagajo Twitterju odkriti tveganje za srčne bolezni
Srce uporablja štiri komore za črpanje krvi po telesu: en atrij in en prekat na vsaki strani. Ko se kri obogati s kisikom v pljučih, se pošlje v levi atrij in skozi levi prekat, da se lahko črpa po telesu. Kri z zmanjšanim kisikom se vrne v desni atrij srca, nato se premakne v desni preddvor in se prečrpa nazaj v pljuča.
Večina bolnikov s presaditvijo srca je bila večkrat hospitalizirana zaradi hudega srčnega popuščanja, ker ena ali obe strani srca ne delujeta pravilno. To pogosto povzročijo poškodbe srčnih mišic ali zaklopk, koronarna bolezen srca, dedne razmere ali virusne okužbe.
"Nosljivi" srčni stroji
Umetno srce Jarvik-7 je bilo narejeno iz poliuretana, vsaka komora pa je bila velikosti pest. (Bettmann / CORBIS) V ZDA je vsako leto na razpolago od 2000 do 2500 darovalskih src, kar pomeni, da mora na tisoče kritično bolnih bolnikov čakati več mesecev ali celo let za presaditev - če lahko preživijo tako dolgo. SynCardia Total Umetno srce, dedič tehnologije, ki se uporablja v slavnih napravah Jarvik iz osemdesetih let, je daleč najpogosteje uporabljeno umetno srce, saj je bilo že več kot 1350 uspešnih vsadkov, odkar je bilo odobreno za uporabo. Deluje kot ključni most, saj bolnikom, ki trpijo za biventrikularnim srčnim popuščanjem, omogoča preživetje, dokler človeška presaditev ne postane na voljo.
Do nedavnega je bilo veliko ljudi, ki uporabljajo napravo SynCardia, zaprto v bolnišnico, saj so srčni motorji in elektronika nameščeni zunaj telesa v veliki, težki gonilni napravi. Voznik se z umetnim srcem poveže z dvema cevkama in ustvari umetno bitje srca, tako da v umetne komore naprave napolni balone. To potisne kri v obtočni sistem s hitrostjo 2, 5 litra na minuto. Sistem poenostavlja gibljive dele znotraj samega umetnega srca, kar je deloma posledica njegovega izjemno nizkega odpovedi, ki je nižji od enega odstotka.
Vendar lahko zmanjšana kakovost življenja pacientov, zadržanih v bolniški sobi, sprejme svoj davek. Po štirih letih testiranj je FDA julija 2014. odobrila prenosni voznik Freedom. V Evropi se uporablja od leta 2010, ta naprava pacientom omogoča zamenjavo voznikov bolnišničnih pomivalnih strojev z manjšo enoto, ki tehta le 13, 5 kilogramov. Lahko ga nosite v nahrbtniku ali kolesu v kotalkačem ali sprehajalcu. Enota deluje na litij-ionskih baterijah in jo je mogoče ponovno napolniti s priklopom v običajno stensko vtičnico ali polnilnik za avtomobile, kar omogoča, da se pacienti med čakanjem na presaditve vrnejo domov in živijo relativno normalno življenje.
Koliko lahko naprava pomaga umetnemu prejemniku srca? Razmislite o primeru Randyja Shepherda: Že kot najstnik mu je srce poškodovalo revmatično vročino in njegova dva prekata niso več mogla črpati dovolj krvi, da bi ga ohranila pri življenju. Shepherd je srce SynCardia dobil junija 2013. Manj kot leto kasneje je Shepherd uporabil svojo enoto Svoboda, da je opravil 4, 2 kilometra hoje kot udeleženec v Pat's Run v bližini Phoenixa v Arizoni.
"Čeprav se ne počutim nujno navdihujočega, se mi zdi [to] pokazati ljudem, kar je mogoče, da je življenje pomembno, da se življenje ne konča s slabo medicinsko diagnozo, " je napisal kmalu po dogodku v Reddit Ask Me Anything. Pastir, znan kot "kositer mož", je prejel presaditev srca darovalca oktobra 2014, potem ko je 15 mesecev živel s svojim umetnim srcem. Špekulira, da so mu telesne aktivnosti, ki jih je lahko užival v enoti Svoboda, celo povečale uspešno okrevanje.
Delni stroj, del krave
CARMAT umetno srce. (CARMAT) Za večino bolnikov naj bi srce SynCardia pomenilo zaustavitev, dokler ni na voljo donatorska toplota. Bolj zahteven cilj je oblikovanje trajne rešitve.
V Franciji raziskovalci uporabljajo mešanico umetnih in bioloških komponent, da bi to storili prav to. Umetno srce CARMAT je sestavljeno iz dveh komor, ki sta na pol ločena z membrano. Na eni strani je dom črpalnega sistema motorjev in tekočin, ki premikajo membrano, da iz druge strani kri izstopijo v obtočni sistem. Senzorji in mikroelektronski krmilniki spremljajo pritisk in prilagajajo hitrost pretoka, da ustrezajo pacientovi aktivnosti - na primer omogoča srčni utrip, ki omogoča vadbo.
Površina membrane, ki je obrnjena proti črpalnemu sistemu, je izdelana iz poliuretana, medtem ko je stran, ki je v stiku s človeško krvjo, zgrajena iz tkiv iz kravjih src. Umetni zaklopki srca so narejeni tudi iz kravjega tkiva in oblikovalci upajo, da bodo ti kemično sterilizirani biološki materiali omilili težave, ki so se mučile mimo umetnih src. Neskladnost telesa s sintetičnimi materiali lahko na primer uniči rdeče krvne celice ali sproži strjevanje.
Prvi prejemnik srca CARMAT, smrtno bolan 76-letni moški, je vsadek prejel decembra 2013, umrl pa marca naslednje leto. Drugi pacient, ki je bil opremljen z napravo, je 19. januarja zapustil univerzitetno bolnišnico v Nantesu, oborožen s svetlobo, prenosnim zunanjim akumulatorjem. Moški je srce prejel lani poleti v okviru kliničnega preskušanja.
"Naša največja nagrada je bilo veselje pacienta ob ponovnem pridobivanju stopnje dejavnosti, ki je bila pred nekaj meseci nepredstavljiva zahvaljujoč bioprotezi, ampak še pomembneje, da smo lahko živeli resnično življenje doma z družino in prijatelji, " šef CARMAT Izvršni direktor Marcello Conviti je dejal v izjavi za javnost.
Življenje brez srčnega utripa
Poleg tveganj zaradi biološke zavrnitve je velika težava oblikovalcev umetnega srca ujemala tudi neverjetno trajnost zasnove matične narave. Zdravo človeško srce mora črpati približno 35 milijonov krat na leto, kar je neverjetna delovna obremenitev, ki so jo inženirji težko imeli s katero koli napravo.
Raziskovalci Teksaškega inštituta za srce se spoprijemajo s to težavo s končnim problemom - ustvarijo srce, ki sploh ne bije, ampak namesto tega zagotavlja stalen pretok krvi. Njihov koncept umetnega srca BiVACOR ima za seboj že nekaj dokazane zgodovine. Ko obe strani srca ne uspeta, postane presaditev potrebna. Če pa samo ena stran ne črpa pravilno, se srce lahko zdravi z vsadki, ki povečujejo pretok. Levi prekatni pomožni aparati (LVAD) so vsadki z neprekinjenim tokom, ki boleče srce krepijo s stalno vrtljivim rotorjem, ki potiska kri po telesu - včasih prevzame večino ali skoraj ves črpalni izpust človeškega srca. Te turbine podobne srčne pomočnike trenutno ima že več kot 20.000 ljudi.
Prizadevajo si, da bi to tehnologijo razširili na nadomeščanje celotnega srca, raziskovalci so zasnovali napravo z le enim gibljivim delom: rotor z dvema lopaticama, ki se vrti v majhni titanovi komori. Manjše rezilo sili kri skozi desno komoro v pljuča, večje pa jo iz leve komore premaknejo v obtočni sistem in skozi telo. Rotor je obešen z magnetnimi polji, kar še dodatno zmanjša obrabo z odpravo trenja. Tehnologija MAGLEV nadzoruje vrtenje rezil, da ustreza ravni uporabnikove aktivnosti.
Srce BiVACOR je ena redkih možnosti, ki je dovolj majhna, da jih lahko vsadimo otroku, ključni napredek pred drugimi umetnimi napori, ki so lahko celo zajetnejši tudi za manjše odrasle. Kot doslej vse umetne srčne tehnologije ima tudi sistem potencialne slabosti. Zamenjava naravnega črpanja s propelerjem povzroči, da se kri nekoliko peni, kar lahko spodbudi notranje krvavitve, možganske kapi ali druge zaplete. Toda koncept ima vsaj eno zgodbo o uspehu.
Prejšnjo različico zdravila BiVACOR so vsadili smrtno bolnemu pacientu Craigu Lewisu na Teksaškem inštitutu za srce marca 2011. Lewis je živel šest tednov, preden je umrl odpoved jeter in ledvic, povezano z njegovim srčnim stanjem, kar je bilo tako grozno, da noben tok zdravljenje bi prineslo daljšo življenjsko dobo. Toda dokazal je, da je mogoče preživeti dlje, kot je bilo mogoče, le z nežnim vrtinčenjem propelerja v prsih.
