CPR mākslīgajai sirdij

Četros ASV medicīnas centros ķirurgi, medmāsas un anesteziologi klusi meklē, lai atgrieztu vienu no visvairāk nomelnotajām medicīnas ierīcēm, kas jebkad ir iecerēta – mākslīgo sirdi. Katru no četrām komandām pirms gada izmantoja Abiomed, mazpazīstams Danvers, Masačis, uzņēmums, kura inženieri ir strādājuši vairāk nekā desmit gadus, lai izveidotu 900 gramu smagu elektromehānisko sūkni, ko viņi sauc par PulsaCor. Teksasas Sirds institūta un Masačūsetsas vispārējās slimnīcas ķirurgi tagad praktizē sintētisko sirds ievietošanu teļos. Deivids Ledermans, Abiomed izpilddirektors, saka, ka viņi veiks operāciju cilvēkam pirms 2000. gada iznākšanas.

Šis pirmais pacients, visticamāk, jau būs miris. Ledermans paziņo, ka Abiomeds, pārvietojoties piesardzīgi, lūgs atļauju veikt ķirurģisku sauso skrējienu ar smadzenēm mirušam indivīdam ar pilnīgu dzīvības nodrošināšanu. Pirms ārsti un medmāsas uzvilks cimdus, Abiomeda nesen sasauktā ētikas padomdevēju padome būs pavadījusi mēnešus, pārraudzot kandidātu atlasi. Turklāt Ledermans ir izstrādājis sarežģītu kredītu sadales shēmu, lai nodrošinātu, ka neviens spēlētājs nenozog uzmanības centrā, viņaprāt, ļoti redzamu notikumu. Pat lēmums piešķirt TR piekļuvi Abiomed inženieriem un iekārtām bija rūpīgi pārdomāts plašsaziņas līdzekļu pārbaudes gadījums.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 1999. gada maija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Iemesls šai neparastajai bērnu cimdu pieejai ir mākslīgās sirds nemierīgā vēsture. Ierīce ir vienreizējs medicīnisks brīnums, un tagad tā atrodas īsajā tehnoloģiju sarakstā, ko amerikāņu sabiedrība ir atzīmējusi kā vienkārši nav tā vērts. Tas, kā tas tur nokļuva līdzās virsskaņas lidmašīnām un atomelektrostacijām, ir stāsts, kas aizsākās 1982. gadā, kad Jūtas Universitātes ķirurģijas komanda nomainīja 61 gadu vecā zobārsta Bārnija Klārka slimo sirdi ar ierīci, ko sauc par Jarvik. 7. Pneimatiskais sūknis, ko darbina gaisa kabeļi, kas ved no veļasmašīnas izmēra konsoles Klārka krūtīs, pierādīja, ka mehāniska sirds var uzturēt cilvēka dzīvību. Klārks dzīvoja 112 dienas. Otrs pacients, kurš ieguva Jarvik-7, Viljams Šrēders, nodzīvoja pārsteidzošas 620 dienas.

Ja to sauc par dzīvi. Bostonas universitātes bioētiķis Džordžs Annass, cilvēku eksperimentu eksperts, saka: Es runāju ar Bilu… un viņš ienīda mākslīgo sirdi. Ir lietas, kas ir sliktākas par nāvi, un šī bija viena no tām. Līdz 21. dienai ierīce bija inficējusi Šrēdera asinis. 420 dienas viņam bija drudzis. 366 dienas viņš tika barots caur zondi. Četras reizes Šrēders pārcieta insultu, kad viņa asinsritē ieplūda sacietējuši asins recekļi, kas bija sakrājušies sirdī. Kad Jarvik-7 nāvējošās kļūmes kļuva skaidras, plašsaziņas līdzekļu izrāvienu ažiotāža pārvērtās par nežēlīga un priekšlaicīga eksperimenta nosodījumu.

Tagad New York Times redakcijas koncepcija, ko kādreiz sauca par Medicīnas tehnoloģiju drakulu, ir atgriezusies, un ar to ir atgriezušies daži veci, sarežģīti jautājumi. Daži saka, ka valdības mākslīgās sirds programma (kas līdz šim maksāja par Abiomeda pētniecību un attīstību) ir politikas, nevis zinātnes radījums. Citi baidās no vēl viena negaidīta gung-ho ķirurgu piedzīvojuma. Un daudzi apšauba, vai iekārta jebkad būs kaut kas vairāk par postu paildzinošu sirds transplantācijas pētījumu.

Abiomedas piepilsētas laboratorijās PulsaCor sūknējas sālsūdens tvertnē, gandrīz nemaisot plastmasas bumbiņas, kas peld uz tvertnes virsmas, lai apturētu iztvaikošanu. Sāls, kas atdarina ķermeņa korozīvo ietekmi uz metālu, ir daļa no plašām laboratorijas pārbaudēm, lai noteiktu, vai šī titāna un plastmasas ierīce var sūknēt 160 miljonus reižu bez neveiksmes, lai pārvietotu pacientam nepieciešamos 2 miljonus litru asiņu. piecus gadus.

Tāpat kā cilvēka sirdij, arī PulsaCor ir četri vārsti, kas nodrošina asins ieeju un izeju. Bet ar to līdzība beidzas. Šai sirdij ir tikai divas kameras, nevis četri caurspīdīgi hamburgera bulciņas formas plastmasas kupoli, kas piestiprināti abās metāla korpusa pusēs. Šajā noslēgtajā, hokeja ripas lieluma kodolā ir elektromotors, kas darbina griežamo asmeni caur hidraulisko šķidrumu. Šķidrums izspiežas pret divām diafragmām, kas izspiež asinis no kamerām caur vārstiem un nonāk artērijās.

Atšķirībā no Jarvik-7, Abiomed PulsaCor ir izstrādāts tā, lai pilnībā ietilptu ķermenī, lai pacients varētu atstāt slimnīcu un, iespējams, pat atgriezties darbā. Lai sasniegtu šo mērķi, sistēmā ir iekļauts implantējams akumulators un kontrollera pakete, kurā ir elektronika, kas nosaka sūkņa ātrumu. Katrs no tiem ir apmēram maza, mīksta vāka romāna izmērā, savienots ar sūkni, bet implantēts vēderā. Tā kā litija jonu šūna var nodrošināt sūkņa 12–20 vatu enerģijas patēriņu tikai aptuveni stundu, tas būs nepārtraukti jāuzlādē no valkājama ārējā akumulatora. Pāris spirālveida indukcijas spoļu — viena ārpus ķermeņa, otra iekšpusē – gara elektriskā enerģija pāri ādai. Tas ir dīvains izkārtojums, taču, saka Roberts Kungs, Abiomeda inženieru vadītājs, jebkurš kabelis, kas iet caur ādu, ir aicinājums inficēties.

Vairāki tehniskie sasniegumi kopš Jarvik-7 laikiem ir panākuši mērķi izveidot pilnībā implantējamu mākslīgo sirdi. Piemēram, labākas baterijas ļauj likvidēt ārējo strāvas avotu, kura dēļ Klārks un Šrēders bija piesieti pie slimnīcas gultām. Ātrāki datoru procesori ir ļāvuši inženieriem modelēt asins kustību caur mākslīgām kamerām un vārstiem, tādējādi novēršot vietas, kur asinis var saplūst un sarecēt.

Tomēr, lai izveidotu sūkni, kas ir īpaši uzticams, ārkārtīgi energoefektīvs un pietiekami mazs, lai ietilptu 12 centimetru atstarpē starp mugurkaulu un ribu loku, ir prasījis zināmas inženierijas darbības. Spriegumi uz elastīgajām diafragmām ir lieli un nesamazinās, taču tie tiek izvairīti no sliekšņa, pie kura var veidoties plaisas. Vārsti ir izturīgi pret recekli, bet pacientiem, kas nav izturīgi pret recekļiem, joprojām būs jālieto asins šķidrināšanas zāles. Kontrollera pakete un akumulators noplūdīs siltumu ķermenī, bet mazāk par 2,3 milivatiem uz kvadrātcentimetru, kas var sabojāt apkārtējos audus. Deivids Maijersons, elektroinženieris, kurš kļuva par kardiologu Džona Hopkinsa universitātē, salīdzina mākslīgo sirdi ar Stealth bumbvedēju: abi ir inženierijas novirzes. Tas lido, bet tas prasa katru triku, kas jums ir.

Inženieriem, kuri ir strādājuši pie mākslīgajām sirdīm, ir bijuši 35 gadi, lai apgūtu dažus no šiem trikiem. Nacionālie veselības institūti (NIH) 1964. gadā izveidoja Mākslīgās sirds programmas biroju pēc Beiloras Medicīnas koledžas sirds ķirurga Maikla Debekija aicinājuma. Tolaik līdz sirds transplantācijai bija trīs gadi, un pacienti, kuru sirds neizdevās, saskārās ar drošu nāvi. Daudzi domāja, ka mehāniska aizstāšana prasīs tikai desmit gadus, lai izstrādātu Apollo misijas laikmetu, asiņu izspiešana caur sūkni izskatījās nepārprotami iespējama.

Sākotnējā cerība bija, ka jūs varētu paņemt esošās sastāvdaļas un salikt tās kopā. Tas izrādījās nepatiess pieņēmums, saka Džons Vatsons, NIH Nacionālā sirds, plaušu un asins institūta (NHLBI) bioinženierijas biroja direktors, kas tagad finansē mākslīgo sirdi. Tuvumā projekts bija hidra, un visur parādījās negaidīti materiāli, jaudas un dizaina izaicinājumi.

Tehnoloģija nebija vienīgā problēma. Šķiet, ka cilvēka sirds simboliskā nozīme aizrauj cilvēkus un padara tos aklus par šķēršļiem, saka Renē Fokss, medicīnas antropologs no Pensilvānijas universitātes. Savā 1992. gada grāmatā Rezerves daļas Fox aprakstīja, kā tehnoloģisko trūkumu un ķirurģiskās dedzības kombinācija noveda pie Jarvik-7 fiasko.

Kopš 80. gadiem mākslīgā sirds ir cīnījusies, lai izdzīvotu, un tā ir nonākusi cīņā starp politiķiem un NIH vadītājiem. 1988. gada janvārī izdevumu tiesību akti noteica, ka NHLBI četriem darbuzņēmējiem (ieskaitot Abiomed) ir jāpiešķir USD 22,6 miljoni, lai izstrādātu un izveidotu pilnībā implantējamu mākslīgo sirdi. NHLBI amatpersonas, atsaucoties uz neatbilstošām tehnoloģijām, dažus mēnešus vēlāk atcēla līgumus, lai tos atjaunotu, kad iejaucās sens Teds Kenedijs un Orins Hečs (abiem bija vēlētāji, kas strādāja pie projekta). Kopš tā laika programma ir virzījusies uz priekšu ar nelielu uzplaukumu, taču pastāv aizdomas, ka politika, nevis zinātne, virza to uz priekšu.

Līdz šim NHLBI ir samazinājis laukumu no sākotnējām četrām komandām līdz divām komandām: Abiomed un Pensilvānijas štata universitāte (kuru sirds ir līdzīga Abiomeda koncepcijai, bet atšķiras detaļās). Katra komanda no NHLBI līdz šim ir saņēmusi aptuveni 13 miljonus ASV dolāru, tādējādi pārspējot mazāk finansētos centienus universitātēs Eiropā un Japānā. 1997. gadā Ledermans saka, ka viņa tehniskais personāls un padomnieki secināja, ka ir pienācis laiks sākt ieguldīt paša Abiomeda naudu projektam, atdalot to no akadēmiskās paketes un virzoties uz priekšu NHLBI grafikam (Penn State pētnieki negaida klīniskos testus pirms 2001. gada). 1998. gadā Abiomed ielēja PulsaCor projektā 10 miljonus dolāru, un šogad Ledermans plāno tērēt vēl vairāk.

Pagaidām Abiomedam nav komerciālu konkurentu. Mākslīgās sirds biedējošie inženiertehniskie izaicinājumi apvienojumā ar satraucošo publisko tēlu, saka Viktors Puarē, Waltham, Masačnijā bāzētās Thermo Cardiosystems izpilddirektors, nozīmē, ka vienīgais iemesls, kāpēc cilvēki ir turpinājuši strādāt pie mākslīgās sirds, ir tāpēc, ka valdība par to maksāja. . Thermo pirms vairākiem gadiem pārtrauca savu programmu un kopā ar lielāko daļu citu laukuma spēlētāju ir pievērsis uzmanību vienkāršāka veida implantējamam sūknim, kas pazīstams kā kreisā kambara palīgierīce (LVAD), kas palīdz vājai sirdij, nevis to aizstāj.

Pārtikas un zāļu pārvalde (FDA) jau ir apstiprinājusi LVAD izmantošanu kā pagaidu tiltu līdz transplantācijai, kas palīdz pacientiem, kuriem nepieciešama cilvēka sirds, noturēties, līdz kļūst pieejams donora orgāns. Tilts uz transplantāciju būtu acīmredzams sākotnējais pilnīgas mākslīgās sirds pielietojums, taču notiekošo sarunu ar FDA dēļ Ledermans neteiks, vai šī būs pirmā PulsaCor izmantošana. Galu galā, viņš saka, Abiomeds plāno pierādīt mākslīgās sirds izturību kā pastāvīgu implantu 315 000 amerikāņu, kuri, viņaprāt, katru gadu mirst no pēkšņām sirdslēkmēm un cita veida akūtas sirds mazspējas, kas neatliek laika transplantācijai. Tā ir lielākā daļa pacientu, ar kuriem mums jātiek galā, saka O. H. Freizers, Teksasas Sirds institūta vadošais skalpelis un ilggadējais Abiomed līdzstrādnieks. Mums bija 40 gadus vecs vīrietis, kurš vakar vakarā ieradās ar [sirdslēkmi], un būtībā viņa sirds tika iznīcināta. Vienīgais, kas viņu varēja glābt, bija pilnīga mākslīgā sirds.

Vai tas 40 gadus vecais tiešām būs tipisks mākslīgās sirds saņēmējs? Viedokļi atšķiras. Mehmets Ozs, Kolumbijas presbiteriāņu medicīnas centra ķirurgs, uzskata, ka ierīcei būs daudz ierobežotāka loma, galvenokārt kā aizvietotājs, ja transplantāta saņēmējs noraida ziedoto sirdi un nav piemērots citai. Citi ir vēl mazāk optimistiski. Man ir dažas šaubas par to, cik labi tas darbosies kā pastāvīgs implants, saka DeBakey. Vēsture mums saka, ka tas ir ļoti grūti.

Neatkarīgi no skepticisma pakāpes visi novērotāji piekrīt, ka atbildes sniegs tikai cilvēku testi. Ledermans ir solījis, ka cilvēku testi tiks uzsākti līdz nākamā gada beigām. Tomēr, kad TR nonāca presē, Abiomed inženieri joprojām pielāgoja sirds galīgo dizainu; FDA pieprasīs, lai Abiomed laboratorijā darbinātu aptuveni 12 līdz 20 vienības līdz vienam gadam ar nelielām mehāniskām atteicēm vai bez tās, pirms varēs uzsākt pētījumus ar cilvēkiem.

Un, lai gan Abiomeda izmēģinājumi ar dzīvniekiem izskatās daudzsološi, pāreja no veseliem teļiem uz slimiem cilvēkiem rada daudz nezināmu, saka Ričards Smits, Arizonas Universitātes mākslīgās sirds programmas vadītājs. Kā, piemēram, cilvēka āda reaģēs uz elektrību vadošajām spolēm? Mums būs jāmācās tā, kā mēs vienmēr esam mācījušies — kas ir grūtākais ceļš, saka Smits.

Šis viedoklis ir plaši izplatīts, un Alans Snaiders, kurš vada inženieru komandu, kas strādā pie Penn State sirds, brīdina, ka sabiedrībai ir jābūt reālām cerībām. Viņš atzīmē, ka pat pacientiem, kuriem tikai viens sirds vārsts ir aizstāts ar mehānisku aizstājēju, ir zināma insulta iespēja. Viņš saka, ka ar četriem sintētiskiem vārstiem jums ir jāsaprot, ka ar šiem pacientiem notiks lietas, kuras mēs vēlētos, lai tās nenotiktu.

Uzņēmumā Abiomed Ledermans turpina darīt visu iespējamo, lai izveidotu vēsturi, to neatkārtojot. Taču nekāda tehniskā aprūpe vai ētiskā piesardzība, konsultatīvās padomes vai plašsaziņas līdzekļu pārbaudes gadījumi nevar droši pateikt, kā PulsaCor veiksies cilvēku pārbaudēs. Freizers saka, ka agrāk vai vēlāk mums būs jāvirzās uz priekšu ar dažām neskaidrībām.

paslēpties