Jilted valentines môžu povedať, že neexistuje žiadne riešenie pre zlomené srdce. Pomoc je však na ceste tým, ktorých skutočné srdcia sú choré, a to vďaka inovatívnej skupine technológií, ktoré by jedného dňa mohli prospieť miliónom ľudí trpiacich zlyhaním srdca.
Súvisiaci obsah
- Spomíname si na Barneyho Clarka, ktorého eticky pochybná transplantácia srdca je pokročilá veda
- Nahnevané Tweety pomôžu Twitteru odhaliť riziko srdcových chorôb
Srdce používa štyri komory na pumpovanie krvi do tela: jednu predsieň a jednu komoru na každej strane. Potom, čo je krv obohatená kyslíkom v pľúcach, je odoslaná do ľavej predsiene a cez ľavú komoru, takže ju možno čerpať do celého tela. Kyslík ochudobnená krv sa vracia do srdcovej pravej predsiene, potom sa pohybuje do pravej komory a čerpá sa späť do pľúc.
Väčšina pacientov po transplantácii srdca bola niekoľkokrát hospitalizovaná pre závažné zlyhanie srdca, pretože jedna alebo obe strany ich srdca nefungujú správne. Bežne je to spôsobené poškodením srdcových svalov alebo chlopňových komôr, ischemickou chorobou srdca, dedičnými stavmi alebo vírusovými infekciami.
„Nositeľné“ stroje na srdce
Umelé srdce Jarvik-7 bolo vyrobené z polyuretánu a každá komora mala veľkosť pästi. (Bettmann / Corbis) V USA je každý rok k dispozícii iba 2 000 až 2 500 darcovských sŕdc, čo znamená, že tisíce kriticky chorých pacientov musia na transplantáciu čakať mesiace alebo dokonca roky - ak môžu prežiť tak dlho. Syntetické srdce SynCardia Total, ktorý je dedičom technológie používanej v známych Jarvikových zariadeniach 80. rokov, je zďaleka najbežnejšie používaným umelým srdcom s viac ako 1350 úspešnými implantátmi, pretože bolo schválené na používanie. Pôsobí ako kritický most, ktorý umožňuje pacientom trpiacim biventrikulárnym zlyhaním srdca v prežívaní prežiť, kým nebude k dispozícii ľudská transplantácia.
Až donedávna však mnoho ľudí používajúcich zariadenie SynCardia bolo zadržiavaných v nemocnici, pretože motory a elektronika srdca sú umiestnené mimo tela vo veľkom, ťažkom ovládacom zariadení. Vodič sa pripája k umelému srdcu dvoma trubicami a vytvára umelý tlkot srdca vyplňovaním „balónov“ vo vnútri umelých komôr zariadenia. To tlačí krv von do obehového systému rýchlosťou 2, 5 galónov za minútu. Systém zjednodušuje pohyblivé časti vnútri samotného umelého srdca, čo čiastočne spôsobuje jeho nízku mieru zlyhania menšiu ako jedno percento.
Ale znížená kvalita života pacientov uväznených v nemocničnej izbe si môže vybrať svoju daň. Takže po štyroch rokoch testov FDA schválila prenosný vodič Freedom v júli 2014. Pri používaní v Európe od roku 2010 umožňuje toto zariadenie pacientom nahradiť vodičov nemocníc s veľkosťou umývačky riadu menšou jednotkou s hmotnosťou iba 13, 5 libier. Môže sa nosiť v batohu alebo kolesá vo vozíku alebo chodci. Jednotka pracuje na lítium-iónových batériách a môže sa nabíjať pripojením k štandardnej zásuvke alebo do nabíjačky do auta, čo pacientom umožňuje návrat domov a život relatívne normálnym životom, zatiaľ čo sa čaká na transplantáciu.
Koľko môže zariadenie pomôcť príjemcovi umelého srdca? Zoberme si prípad Randyho Shepherda: Ako teenager bol jeho srdce poškodený reumatickou horúčkou a jeho dve komory už nemohli pumpovať dostatok krvi, aby ho udržali nažive. Shepherd dostal srdce SynCardia v júni 2013. O necelý rok neskôr použil Shepherd svoju jednotku Freedom na absolvovanie 4, 2 míľovej chôdze ako účastník v Pat's Run neďaleko Phoenixu v Arizone.
"Aj keď sa nevyhnutne necítim inšpiratívny, mám pocit, že ukazujem ľuďom, čo je možné, že život nekončí zlou lekárskou diagnózou, " napísal krátko po udalosti v Reddit Ask me Anything. Shepherd, známy ako „cínový muž“, dostal transplantáciu srdca darcu v októbri 2014 po tom, čo žil s umelým srdcom po dobu 15 mesiacov. Spekuluje, že fyzická aktivita, ktorú dokázal využívať s jednotkou Sloboda, mohla dokonca zvýšiť jeho pravdepodobnosť úspešné zotavenie.
Časť stroja, časť Krava
Umelé srdce CARMAT. (Carmo) Pre väčšinu pacientov je srdce SynCardia považované za stopku, kým nie je k dispozícii teplo darcu. Náročnejším cieľom je navrhnúť trvalé riešenie.
Vo Francúzsku vedci používajú len umelé a biologické zložky. Umelé srdce CARMAT je vyrobené z dvoch komôr rozdelených na polovicu membránou. Na jednej strane je čerpací systém motorov a tekutín, ktoré pohybujú membránou tak, aby tlačili krv z druhej strany do obehového systému. Senzory a mikroelektronické ovládače monitorujú tlak a upravujú prietokové rýchlosti tak, aby sa zhodovali s aktivitou pacienta - napríklad umožňujú srdcový rytmus.
Povrch membrány smerujúci k čerpaciemu systému je vyrobený z polyuretánu, zatiaľ čo výklopná strana v kontakte s ľudskou krvou bola skonštruovaná z tkanív kravských sŕdc. Umelé chlopne srdca sú tiež vyrobené z kravského tkaniva a dizajnéri dúfajú, že tieto chemicky sterilizované biologické materiály zmiernia problémy, ktoré sužovali minulé umelé srdcia. Napríklad nekompatibilita tela so syntetickými materiálmi môže zničiť červené krvinky alebo vyvolať zrážanie krvi.
Prvý príjemca srdca CARMAT, nevyliečiteľne chorý 76-ročný muž, dostal implantát v decembri 2013 a zomrel v marci nasledujúceho roku. Druhý pacient, ktorý mal byť vybavený týmto zariadením, opustil 19. januára Nantesovu nemocnicu vyzbrojenú ľahkým prenosným externým zdrojom batérie. Muž dostal srdce minulé leto ako súčasť klinického skúšania.
"Našou najväčšou odmenou je pacientova radosť nielen z regenerácie úrovne aktivity, ktorá bola nemysliteľná len pred niekoľkými mesiacmi vďaka bioprostéze, ale čo je dôležitejšie, schopnosť žiť skutočný život doma s rodinou a priateľmi, " šéf CARMAT výkonný riaditeľ Marcello Conviti uviedol v tlačovom vyhlásení.
Život bez srdca
Okrem rizík vyplývajúcich z biologického odmietnutia je veľkým problémom umelých dizajnérov srdca vyrovnanie s neuveriteľnou trvanlivosťou dizajnu Matky prírody. Zdravé ľudské srdce musí pumpovať asi 35 miliónov krát ročne, čo je neuveriteľné pracovné zaťaženie, ktoré technici ťažko zvládli s akýmkoľvek zariadením.
Vedci z ústavu Texas Heart Institute tento problém riešia tak, že sa problém vyrieši až do konca - vytvára srdce, ktoré vôbec nebije, ale namiesto toho poskytuje nepretržitý tok krvi. Ich celkový koncept umelého srdca BiVACOR má za sebou niekoľko osvedčených dejín. Ak zlyhávajú obe strany srdca, je potrebná transplantácia. Ak však iba jedna strana pumpuje správne, srdce sa môže ošetriť implantátmi zvyšujúcimi prietok. Ľavé ventrikulárne asistenčné zariadenia (LVAD) sú implantáty s nepretržitým tokom, ktoré posilňujú choré srdcia neustále sa otáčajúcim obežným kolesom, ktoré tlačí krv do tela - niekedy preberá väčšinu alebo takmer všetok čerpací výkon ľudského srdca. Viac ako 20 000 ľudí v súčasnosti športuje s týmito pomocníkmi srdca podobnými turbínam.
V snahe rozšíriť túto technológiu na náhradu celého srdca vedci navrhli zariadenie s iba jednou pohyblivou časťou: rotor s dvoma lopatkami, ktorý sa točí v malej titánovej komore. Menšia čepeľ tlačí krv cez pravú komoru do pľúc, zatiaľ čo väčšia ju posúva z ľavej komory do obehového systému a cez telo. Rotor je zavesený na magnetických poliach, čo ďalej znižuje opotrebenie elimináciou trenia. Technológia MAGLEV riadi rotáciu čepelí tak, aby zodpovedala úrovni aktivity používateľa.
Srdce BiVACOR je jednou z mála možností, ktoré sú dostatočne malé na to, aby sa dali implantovať do dieťaťa, čo je kľúčový pokrok v porovnaní s iným umelým úsilím, ktoré môže byť príliš objemné aj pre malých dospelých. Rovnako ako všetky doterajšie technológie umelých srdcov, aj tento systém má potenciálne nevýhody. Nahradenie prirodzeného čerpania vrtulou vystavuje krv trochu peneniu, ktoré môže podporovať vnútorné krvácanie, mozgové príhody alebo iné komplikácie. Tento koncept má však aspoň jeden príbeh skorého úspechu.
Predchádzajúca verzia BiVACORu bola implantovaná do smrteľne chorého pacienta Craiga Lewisa v inštitúte Texas Heart Institute v marci 2011. Lewis žil šesť týždňov predtým, ako zomrel na zlyhanie pečene a obličiek v súvislosti so srdcovým stavom, čo bolo také zlé, že žiadny prúd liečba by priniesla dlhšiu životnosť. Dokázal však, že je možné prežiť dlhšie, ako sa predpokladalo, len s jemným víriacim zvukom vrtule vo vnútri jeho hrude.
