211service.com
Mākslīga sirds, kas nepukst
Šā mēneša sākumā Pārtikas un zāļu pārvalde apstiprināja pirmo pilnībā implantējamo mākslīgo sirdi. Tas nes cerību pacientiem, kuri ir tuvu nāvei no sirds mazspējas; tomēr ar to joprojām pastāv dažas lielas problēmas, proti, tās lielais izmērs un salīdzinoši īsais kalpošanas laiks.
HeartMateII ir nepārtrauktas plūsmas sirds palīgierīce. Sirds ķirurgs Buds Freizers un viņa komanda strādā ar divām šādām ierīcēm, lai izstrādātu nepārtrauktas plūsmas mākslīgo sirdi. (Pieklājīgi: Teksasas Sirds institūts)
Jauna mākslīgās sirds koncepcija varētu atrisināt dažus no šiem jautājumiem. Taču tā novatoriskā bezpulsu arhitektūra var radīt arī pašas problēmas.
Mākslīgās sirdis darbojas, sūknējot deoksigenētas asinis no ķermeņa uz plaušām. Pēc tam ierīce sūknē ar skābekli bagātinātas asinis caur ķermeni. Nesen apstiprinātā ierīce AbioCor, ko izgatavoja Masačūsetsā bāzētā Abiomed, izmanto implantētu hidraulisko sūknēšanas sistēmu, lai modelētu dabisku sirdsdarbību. Taču alternatīvs dizains, ko izstrādājis O.H. Bud Frazier, ievērojams sirds ķirurgs un sirds ierīču izstrādes pionieris Teksasas Sirds institūtā Hjūstonā, nepārtraukti sūknē asinis caur ķermeni, nevis ar periodisku normālu sirdsdarbību.
Sūkņi, kas darbojas pēc šī principa, kas pazīstami kā nepārtrauktas plūsmas sūkņi, jau tiek klīniski izmantoti kā daļa no sirds kambaru palīgierīcēm, kuras tiek implantētas pacientiem ar kādu atlikušo sirds funkciju, lai palīdzētu cirkulēt asinīs caur ķermeni. (Mākslīgās sirdis pilnībā aizstāj sirdi.)
Nepārtrauktas plūsmas sūkņi ir kā mazas turbo mašīnas, saka Tims Boldvins, Bethesda MD Nacionālā sirds, plaušu un asins institūta progresīvo tehnoloģiju un ķirurģijas nodaļas programmas direktors. Tie ir izturīgāki un ļauj izgatavot mazākas ierīces.
Izmantojot Frazier nepārtrauktas plūsmas dizainu pilnībā mākslīgai sirdij, smagi bojāta sirds tiek noņemta un aizstāta ar diviem uz rotoru balstītiem sūkņiem, kas nepārtraukti cirkulē asinis caur ķermeni, pilnībā pārņemot sirds funkciju.
Iepriekšējos eksperimentos, kas veikti pēdējo divu gadu laikā, Freizers un viņa komanda ir implantējuši pārus komerciāli pieejamus ventrikulārus palīgierīčus teļiem, kuriem tika izņemta sirds. Pētnieki saka, ka ierīces varēja sūknēt asinis un reaģēt uz dzīvnieku vajadzībām, pamatojoties uz viņu aktivitātēm. Jūs to ieliekat liellopiem, un tie pieceļas, ņaud, ēd un brīnās, kāpēc visi uz viņiem skatās tik dīvaini, saka Viljams Kons, Teksasas Sirds institūta līdzstrādnieks un minimāli invazīvās ķirurģiskās tehnoloģijas direktors. Jūs redzat govs, kas luncina asti, un jūs sakāt: oho, tā ir mākslīgās sirds nākotne.
Lielākā rotora tipa vai aksiālo sūkņu priekšrocība ir tā, ka tie ir mazi un salīdzinoši vienkārši. Piemēram, AbioCor sirds ir tik liela, ka to var implantēt tikai cilvēkiem ar lieliem krūšu dobumiem, tāpēc lielākajai daļai sieviešu tā nav piemērota. Freizers saka, ka aksiālie sūkņi ir apmēram pieauguša īkšķa izmēra un var sūknēt vairāk asiņu nekā normāla sirds.
Nepārtrauktas plūsmas sūkņi ir arī izturīgāki to konstrukcijas vienkāršības dēļ – vienīgā kustīgā daļa ir rotors. Citi sūkņi darbojas labi, taču ir daudz kustīgu daļu, tāpēc tie ir pakļauti mehāniskam nodilumam, saka Kons. Klīniskajos pētījumos visilgāk darbojās AbioCor sirds, kas bija 18 mēneši, savukārt nepārtrauktas plūsmas ierīces ir paredzētas darbam 10 vai vairāk gadus.
Freizers arī saka, ka nepārtrauktas plūsmas sūkņi spēj labāk reaģēt uz ķermeņa mainīgajām vajadzībām pēc asinīm. Ja jūs staigājat, vairāk asiņu tiek sūknēts atpakaļ uz sirdi, un sirds automātiski sūknēs vairāk, viņš saka. Ja spiediens vienā sūkņa pusē palielinās, plūsma caur ierīci automātiski palielinās, ļaujot sūknim reaģēt kā dabiskajai sirdij, saka Freizers.
Bet kā ir ar dzīvošanas bez pulsa ilgtermiņa ietekmi? Šis jautājums ir dzīvu diskusiju jautājums sirds ierīču kopienā. Penn State University klīnikas ārsts un sirds pētnieks Akifs Undars saka, ka pulss ir svarīgs, lai asinis nonāktu visos mazajos kapilāros, kas baro orgānus. Es domāju, ka jūs varētu redzēt orgānu bojājumus dzīvniekiem, kam ir [nepulsējoša] sirds, viņš saka. Citi, piemēram, Yukihiko Nose no Beiloras Medicīnas koledžas, saka, ka viņa grupas veiktie pētījumi ar dzīvniekiem liecina, ka nepārtrauktas plūsmas ierīces var būt tikpat drošas kā ierīces, kurās tiek izmantots sūknis ar impulsu.
Frazier un komanda cenšas precīzāk atbildēt uz šo jautājumu, veicot ilgtermiņa eksperimentus ar dzīvniekiem, gaidot projekta finansējumu. (Līdz šim garākie eksperimenti, ko pētnieki ir veikuši, ilga 20 dienas.) Komanda arī izstrādā specializētus sūkņus, kas pielāgoti lietošanai kā mākslīgās sirdis ar rotoriem, kas efektīvāk reaģē uz plūsmas izmaiņām. Ir jāpaveic daudz darba, lai to varētu pat apsvērt klīniskai lietošanai, brīdina NHLBI Boldvins.
Pagaidām nav skaidrs, kuri būtu galvenie kandidāti bezpulsa sirdij, ja tā izrādītos droša un efektīva pētījumos ar dzīvniekiem. Tā kā mākslīgās sirds tehnoloģija joprojām ir tik riskanta, pašreizējais FDA apstiprinājums AbioCor sirdij ierobežo ierīci ar sirds mazspēju, kas nav piemērota transplantācijai un, iespējams, nomirs mēneša laikā. Cohn cer, ka nākotnē mākslīgās sirds tehnoloģijas kļūs daudz drošākas un vieglāk lietojamas, paplašinot potenciālo pacientu loku. Viņš saka, ka mani nepārsteigtu, ja 2050. gada olimpiskajās spēlēs būtu standarta un modificētas [konkurentu] nodaļas.