Jiltede valentiner kan si at det ikke er noen kur for et ødelagt hjerte. Men hjelpen er på vei for de som faktisk har hjerte, er takket være en innovativ pakke med teknologier som en dag kan komme millioner av mennesker som lider av hjertesvikt til gode.
Relatert innhold
- Husker Barney Clark, hvis etisk tvilsomme Heart Transplant Advanced Science
- Sinte tweets hjelper Twitter med å oppdage risiko for hjertesykdom
Hjertet bruker fire kamre for å pumpe blod i hele kroppen: ett atrium og en ventrikkel på hver side. Etter at blod er beriket med oksygen i lungene, blir det sendt inn i venstre atrium og gjennom venstre ventrikkel slik at det kan pumpes i hele kroppen. Oksygenutarmet blod går tilbake til hjertets høyre atrium, beveger seg deretter til høyre ventrikkel og pumpes tilbake i lungene.
De fleste hjertetransplantasjonspasienter er blitt innlagt flere ganger for alvorlig hjertesvikt fordi en eller begge sider av hjertet ikke fungerer som de skal. Det er ofte forårsaket av skade på hjertemuskulaturen eller kamrenes ventiler, hjertesykdom, arvelige tilstander eller virusinfeksjoner.
“Wearable” Heart Machines
Det kunstige hjertet av Jarvik-7 var laget av polyuretan, og hvert kammer var omtrent på størrelse med en knyttneve. (Bettmann / CORBIS) Bare 2000 til 2500 donorhjerter blir tilgjengelige hvert år i USA, noe som betyr at tusenvis av kritisk syke pasienter må vente måneder eller år på en transplantasjon - hvis de kan overleve så lenge. SynCardia Total Artificial Heart, arving etter teknologi som ble brukt i de berømte Jarvik-enhetene på 1980-tallet, er det desidert mest brukte kunstige hjertet, med mer enn 1350 vellykkede implantater siden det ble godkjent for bruk. Det fungerer som en kritisk bro, slik at pasienter som lider av biventrikulær hjertesvikt i sluttstadiet, kan overleve til en menneskelig transplantasjon blir tilgjengelig.
Inntil nylig var imidlertid mange som bruker SynCardia-enheten innesperret på sykehuset, fordi hjertets motorer og elektronikk er plassert utenfor kroppen i en stor, tung driverenhet. Føreren kobler seg til det kunstige hjertet med to rør, og det skaper en kunstig hjerteslag ved å fylle "ballonger" inne i enhetens kunstige ventrikler. Som skyver blod ut i sirkulasjonssystemet med en hastighet på 2, 5 liter per minutt. Systemet forenkler de bevegelige delene i selve det kunstige hjertet, noe som til dels utgjør for sin ekstremt lave sviktfrekvens på under en prosent.
Men den reduserte livskvaliteten for pasienter som sitter fast på et sykehusrom kan ta sin uttelling. Så etter fire år med tester godkjente FDA den bærbare driveren Freedom i juli 2014. I bruk i Europa siden 2010, gjør denne enheten pasienter i stand til å erstatte sykehussjåførene i oppvaskmaskin med en mindre enhet som veier bare 13, 5 pund. Den kan bæres i en ryggsekk eller på hjul i rullende caddy eller rullator. Enheten kjører på litium-ion-batterier og kan lades ved å koble til et standard vegguttak eller en billader, slik at pasienter kan reise hjem og leve relativt normale liv mens de venter på transplantasjoner.
Hvor mye kan enheten hjelpe en kunstig hjertemottaker? Tenk på tilfelle av Randy Shepherd: Som tenåring hadde hjertet hans blitt skadet av revmatisk feber, og de to ventriklene kunne ikke lenger pumpe nok blod til å holde ham i live. Shepherd fikk et SynCardia-hjerte i juni 2013. Mindre enn et år senere brukte Shepherd sin Freedom-enhet til å fullføre en 4, 2 mil lang spasertur som deltaker i Pat's Run nær Phoenix, Arizona.
Selv om jeg ikke nødvendigvis føler meg inspirerende, føler jeg at det å vise folk hva som er mulig er viktig, at livet ikke ender med en dårlig medisinsk diagnose, ”skrev han rett etter hendelsen i en Reddit Ask Me Anything. Shepherd, kjent som "Tin Man", mottok en hjerte transplantasjon i oktober 2014 etter å ha levd med sitt kunstige hjerte i 15 måneder. Han spekulerer i at den fysiske aktiviteten han var i stand til å glede seg over med Freedom-enheten, kan ha til og med økt sjansen for en vellykket utvinning.
Del maskin, del ku
Et CARMAT kunstig hjerte. (CARMAT) For de fleste pasienter er et SynCardia-hjerte ment å være et stopphull inntil en givervarme er tilgjengelig. Det mer utfordrende målet er å designe en permanent løsning.
I Frankrike bruker forskere en blanding av kunstige og biologiske komponenter for å gjøre nettopp det. Det kunstige hjertet av CARMAT er laget av to kamre delt i to med en membran. Den ene siden er hjemmet til et pumpesystem av motorer og væsker, som beveger membranen for å tvinge blod fra den andre siden ut i sirkulasjonssystemet. Sensorer og mikroelektroniske kontroller overvåker trykk og justerer strømningshastigheter for å matche pasientens aktivitet - slik at for eksempel hjertefrekvensen får plass til trening.
Membranoverflaten som vender mot pumpesystemet er laget av polyuretan, mens baksiden i kontakt med menneskelig blod er konstruert av vev fra kuhjerter. Hjertets kunstige ventiler er også laget av kuvev, og designere håper at disse kjemisk steriliserte biologiske materialene vil lindre problemer som har plaget forbi kunstige hjerter. For eksempel kan kroppens uforenlighet med syntetiske materialer ødelegge røde blodlegemer eller utløse koagulering.
CARMAT-hjertets første mottaker, en dødssyk 76 år gammel mann, fikk implantatet i desember 2013 og døde i mars året etter. Den andre pasienten som ble utstyrt med enheten forlot Nantes universitetssykehus 19. januar bevæpnet med en lett, bærbar ekstern batteriforsyning. Mannen mottok hjertet i fjor sommer som en del av en klinisk studie.
"Vår største belønning har vært pasientens glede over ikke bare å gjenvinne et aktivitetsnivå som var utenkelig for bare noen måneder siden takket være bioprotesen, men enda viktigere å kunne leve et skikkelig liv hjemme med familie og venner, " sier CARMAT-sjefen sa administrerende direktør Marcello Conviti i en pressemelding.
Å leve uten hjerteslag
I tillegg til risikoen ved biologisk avvisning, har et stort problem for kunstige hjertedesignere matchet den utrolige holdbarheten til Mother Natures design. Et sunt menneskehjerte må pumpe rundt 35 millioner ganger i året, en utrolig arbeidsmengde som ingeniører har hatt vanskelig for å få plass til noen enheter.
Forskere ved Texas Heart Institute takler problemet med en sluttløp rundt problemet - og skaper et hjerte som ikke slår i det hele tatt, men i stedet gir en kontinuerlig strøm av blod. Deres BiVACOR totale kunstige hjerte-konsept har en viss bevist historie bak seg. Når begge sider av hjertet svikter, blir en transplantasjon nødvendig. Men hvis bare den ene siden ikke pumper ordentlig, kan hjertet behandles med strømningsøkende implantater. Left Ventricular Assist Devices (LVADs) er implantater med kontinuerlig strømning som øker smertefulle hjerter med et konstant spinnende løpehjul som skyver blod gjennom kroppen - noen ganger tar over det meste eller nesten hele menneskets hjertes pumpeutgang. Mer enn 20 000 mennesker idretter idag disse turbinlignende hjertehjelperne.
For å utvide denne teknologien til hjerteutskiftning, har forskere designet en enhet med bare en bevegelig del: en rotor med to kniver som snurrer i et lite titankammer. Et mindre blad tvinger blod gjennom høyre kammer til lungene, mens et større flytter det ut fra venstre kammer til sirkulasjonssystemet og gjennom kroppen. Rotoren er opphengt av magnetfelt, noe som ytterligere reduserer slitasje ved å eliminere friksjon. MAGLEV-teknologien styrer rotasjonen av knivene for å matche brukerens aktivitetsnivå.
BiVACOR-hjertet er et av få alternativer som er små nok til å bli implantert i et barn, et viktig fremskritt i forhold til annen kunstig innsats som kan være for klumpete selv for mindre voksne. Som alle kunstige hjerteteknologier til dags dato, har systemet potensielle ulemper. Å bytte ut den naturlige pumpingen med en propell utsetter blodet for litt skumming som kan fremme indre blødninger, slag eller andre komplikasjoner. Men konseptet har minst en tidlig suksesshistorie.
En tidligere versjon av BiVACOR ble implantert hos en dødssyk pasient, Craig Lewis, ved Texas Heart Institute i mars 2011. Lewis levde i seks uker før han døde av lever- og nyresvikt relatert til hans hjertetilstand, som var så vanskelig at ingen strøm behandling ville gitt lengre levetid. Men han beviste at det var mulig å overleve lenger enn antatt mulig med bare den milde surrende lyden fra en propell inni brystet.
