Jilted valentines může říci, že neexistuje žádné léčení na zlomené srdce. Pomoc je však na cestě pro ty, jejichž skutečná srdce jsou nemocná, a to díky inovativní sadě technologií, které by jednoho dne mohly prospět milionům lidí trpících srdečním selháním.
Související obsah
- Vzpomínáme na Barneyho Clarka, jehož eticky pochybné transplantace srdce pokročilá věda
- Rozzlobené tweety pomáhají Twitteru detekovat riziko srdečních chorob
Srdce používá čtyři komory k pumpování krve do těla: jednu síň a jednu komoru na každé straně. Poté, co je krev v plicích obohacena kyslíkem, je poslána do levé síně a skrze levou komoru, aby mohla být pumpována do celého těla. Krev zbavená kyslíku se vrací do pravé srdeční síně, poté se pohybuje do pravé komory a čerpá se zpět do plic.
Většina pacientů po transplantaci srdce byla několikrát hospitalizována pro závažné srdeční selhání, protože jedna nebo obě strany jejich srdce nefungují správně. To je obvykle způsobeno poškozením srdečních svalů nebo komorových chlopní, koronárních srdečních chorob, dědičných stavů nebo virových infekcí.
„Nositelné“ stroje na srdce
Umělé srdce Jarvik-7 bylo vyrobeno z polyuretanu a každá komora měla velikost pěstí. (Bettmann / CORBIS) V USA je každý rok k dispozici pouze 2 000 až 2 500 dárcovských srdcí, což znamená, že tisíce kriticky nemocných pacientů musí čekat na transplantaci měsíce nebo dokonce roky - pokud mohou tak dlouho přežít. Umělé srdce SynCardia Total Artificial Heart, dědic technologie používané ve známých Jarvikových zařízeních 80. let, je zdaleka nejčastěji používaným umělým srdcem s více než 1350 úspěšnými implantáty, protože bylo schváleno k použití. Působí jako kritický můstek a umožňuje pacientům trpícím biventrikulárním srdečním selháním v přežití přežít, dokud není k dispozici lidská transplantace.
Až donedávna však bylo mnoho lidí používajících zařízení SynCardia uvězněno v nemocnici, protože motory a elektronika srdce jsou umístěny mimo tělo ve velkém, těžkém ovladačovém zařízení. Řidič se připojuje k umělému srdci pomocí dvou zkumavek a vytváří umělý srdeční rytmus vyplněním „balónků“ uvnitř umělých komor zařízení. To tlačí krev ven do oběhového systému rychlostí 2, 5 galonů za minutu. Systém zjednodušuje pohyblivé části uvnitř samotného umělého srdce, což částečně způsobuje jeho extrémně nízkou poruchovost menší než jedno procento.
Snížená kvalita života u pacientů uvězněných v nemocničním pokoji však může vybírat daň. Takže po čtyřech letech zkoušek schválil FDA přenosný ovladač Freedom v červenci 2014. Při používání v Evropě od roku 2010 umožňuje toto zařízení pacientům nahradit ovladače nemocnic velikosti myčky nádobí menší jednotkou, která váží pouhých 13, 5 liber. Může být nesen v batohu nebo na kolečkách ve válčícím caddy nebo chodci. Jednotka pracuje na lithium-iontových bateriích a lze ji dobít připojením do standardní zásuvky nebo do autonabíječky, což umožňuje pacientům vrátit se domů a žít relativně normální život, zatímco čeká na transplantaci.
Kolik může zařízení pomoci příjemci umělého srdce? Zvažte případ Randyho Shepherda: Jako teenager bylo jeho srdce poškozeno revmatickou horečkou a jeho dvě komory již nemohly pumpovat dostatek krve, aby ho udržely naživu. Shepherd obdržel srdce SynCardia v červnu 2013. Méně než o rok později použil Shepherd svou jednotku Freedom k dokončení 4, 2 mílové procházky jako účastník v Pat's Run u Phoenixu v Arizoně.
"I když se nutně necítím inspirativní, mám pocit, že ukazuji lidem, co je možné, že život nekončí špatnou lékařskou diagnózou, " napsal krátce po události v Reddit Ask Me Anything. Shepherd, známý jako „cínový muž“, obdržel transplantaci srdce v říjnu 2014 poté, co žil se svým umělým srdcem po dobu 15 měsíců. Spekuluje, že fyzická aktivita, kterou si mohl užít s jednotkou svobody, možná dokonce zvýšila jeho pravděpodobnost úspěšné zotavení.
Část stroje, část krávy
Umělé srdce CARMAT. (CARMAT) Pro většinu pacientů se srdce SynCardia považuje za zarážku, dokud není k dispozici teplo dárce. Náročnějším cílem je navrhnout trvalé řešení.
Ve Francii vědci používají k tomu právě směs umělých a biologických složek. Umělé srdce CARMAT je tvořeno dvěma komorami rozdělenými na polovinu membránou. Na jedné straně je čerpací systém motorů a tekutin, které pohybují membránou a tlačí krev z druhé strany ven do oběhového systému. Senzory a mikroelektronické ovládací prvky monitorují tlak a upravují průtoky tak, aby odpovídaly aktivitě pacienta - například umožňují srdeční frekvenci přizpůsobit se cvičení.
Povrch membrány směřující k čerpacímu systému je vyroben z polyuretanu, zatímco strana převrácená v kontaktu s lidskou krví byla vytvořena z tkání z kravských srdcí. Umělé chlopně srdce jsou také vyrobeny z kravské tkáně a konstruktéři doufají, že tyto chemicky sterilizované biologické materiály zmírní problémy, které sužovaly minulá umělá srdce. Například nekompatibilita těla se syntetickými materiály může zničit červené krvinky nebo vyvolat srážení.
První příjemce srdce CARMAT, nevyléčitelně nemocný 76letý muž, dostal implantát v prosinci 2013 a zemřel v březnu následujícího roku. Druhý pacient, který byl vybaven zařízením, opustil 19. ledna Nantesovu univerzitní nemocnici vyzbrojenou lehkým přenosným externím bateriovým zdrojem. Muž dostal srdce minulé léto jako součást klinického hodnocení.
"Naší největší odměnou je pacientova radost nejen z regenerace úrovně aktivity, která byla nemyslitelná jen před několika měsíci díky bioprostéze, ale co je důležitější, schopnost žít skutečný život doma s rodinou a přáteli, " šéf CARMATu výkonný důstojník Marcello Conviti řekl v tiskovém prohlášení.
Život bez tepu
Kromě rizik souvisejících s biologickým odmítnutím je velkým problémem konstruktérů umělých srdcí také sladění s neuvěřitelnou trvanlivostí designu Mother Nature. Zdravé lidské srdce musí pumpovat přibližně 35 milionůkrát ročně, což je neuvěřitelné pracovní zatížení, které inženýři těžko zvládli s jakýmkoli zařízením.
Vědci z ústavu Texas Heart Institute se tímto problémem zabývají tím, že problém vyřeší - vytvoří srdce, které nebije vůbec, ale místo toho poskytuje neustálý tok krve. Jejich celkový koncept umělého srdce BiVACOR má za sebou nějakou osvědčenou historii. Když obě strany srdce selhávají, je nutná transplantace. Pokud však pouze jedna strana pumpuje správně, srdce může být ošetřeno implantáty zvyšujícími průtok. Levé ventrikulární asistenční zařízení (LVAD) jsou implantáty s kontinuálním tokem, které posilují churavějící srdce se neustále se točícím oběžným kolem, které tlačí krev skrz tělo - někdy převezme většinu nebo téměř veškerý čerpací výkon lidského srdce. Více než 20 000 lidí v současné době sportuje tyto turbínové srdce pomocníky.
Ve snaze rozšířit tuto technologii na náhradu celého srdce vědci navrhli zařízení s pouze jednou pohyblivou částí: rotor se dvěma lopatkami, které se točí v malé titanové komoře. Menší čepel tlačí krev skrz pravou komoru do plic, zatímco větší ji posouvá z levé komory do oběhového systému a skrz tělo. Rotor je zavěšen magnetickými poli, což dále snižuje opotřebení vyloučením tření. Technologie MAGLEV řídí rotaci lopatek tak, aby odpovídala úrovni aktivity uživatele.
Srdce BiVACOR je jednou z mála možností, které jsou dostatečně malé na to, aby mohly být implantovány do dítěte, což je klíčový pokrok oproti jiným umělým snahám, které mohou být příliš objemné i pro menší dospělé. Stejně jako všechny dosud používané technologie umělého srdce má systém potenciální nevýhody. Nahrazení přirozeného čerpání vrtulou vystavuje krev trochu zpěnění, které může podpořit vnitřní krvácení, mrtvice nebo jiné komplikace. Koncept má však alespoň jeden časný úspěch.
Předchozí verze BiVACORu byla implantována do nevyléčitelně nemocného pacienta, Craiga Lewise, v institutu Texas Heart Institute v březnu 2011. Lewis žil šest týdnů, než zemřel na selhání jater a ledvin v souvislosti se srdečním stavem, což bylo tak hrozné, že žádný proud léčba by přinesla delší životnost. Dokázal však, že je možné přežít déle, než by se dalo myslet, jen s jemným vrčícím zvukem vrtule uvnitř jeho hrudi.
