Jiltede valentiner kan sige, at der ikke er nogen kur mod et brudt hjerte. Men hjælp er på vej for dem, hvis egentlige hjerter er skidt, takket være en innovativ pakke med teknologier, der en dag kan gavne de millioner af mennesker, der lider af hjertesvigt.
Relateret indhold
- Husker Barney Clark, hvis etisk tvivlsomme hjertetransplantation Advanced Science
- Vred tweets hjælper Twitter med at opdage risiko for hjertesygdom
Hjertet bruger fire kamre til at pumpe blod gennem kroppen: et atrium og en ventrikel på hver side. Når blod er beriget med ilt i lungerne, sendes det ind i det venstre atrium og gennem den venstre ventrikel, så det kan pumpes i hele kroppen. Oxy-udtømt blod vender tilbage til hjertets højre atrium, bevæger sig derefter til højre ventrikel og pumpes tilbage i lungerne.
De fleste hjertetransplantationspatienter er blevet indlagt flere gange på grund af alvorlig hjertesvigt, fordi den ene eller begge sider af deres hjerter ikke fungerer korrekt. Det er ofte forårsaget af skade på hjertemuskler eller kamerventiler, hjertesygdom, arvelige tilstande eller virusinfektioner.
“Wearable” Heart Machines
Det kunstige hjerte Jarvik-7 var lavet af polyurethan, og hvert kammer var på størrelse med en knytnæve. (Bettmann / CORBIS) Kun 2.000 til 2.500 donorhjerter bliver tilgængelige hvert år i USA, hvilket betyder, at tusinder af kritisk syge patienter skal vente måneder eller endda år på en transplantation - hvis de kan overleve så længe. SynCardia Total Artificial Heart, arving til teknologi, der blev brugt i det berømte Jarvik-udstyr i 1980'erne, er langt det mest almindeligt anvendte kunstige hjerte med mere end 1.350 succesrige implantater, siden det blev godkendt til brug. Det fungerer som en kritisk bro, hvilket gør det muligt for patienter, der lider af biventrikulær hjertetransport i sluttrin, at overleve, indtil en human transplantation bliver tilgængelig.
Indtil for nylig var dog mange mennesker, der brugte SynCardia-enheden, begrænset til hospitalet, fordi hjertets motorer og elektronik ligger uden for kroppen i et stort, tungt førerenhed. Driveren opretter forbindelse til det kunstige hjerte med to rør, og det skaber en kunstig hjerteslag ved at fylde "balloner" inde i enhedens kunstige ventrikler. Det skubber blod ud i kredsløbet med en hastighed på 2, 5 gallon per minut. Systemet forenkler de bevægelige dele i selve det kunstige hjerte, der til dels tegner sig for dets ekstremt lave svigtfrekvens på mindre end en procent.
Men den nedsatte livskvalitet for patienter, der sidder fast i et hospitalrum, kan betale det. Så efter fire års test godkendte FDA den bærbare driver Freedom i juli 2014. I brug i Europa siden 2010 giver denne enhed patienter mulighed for at udskifte de chauffører, der er i størrelse med opvaskemaskine, med en mindre enhed, der vejer kun 13, 5 pund. Den kan bæres i en rygsæk eller på hjul i en rullende caddy eller rullator. Enheden kører på lithium-ion-batterier og kan genoplades ved at tilslutte en standard stikkontakt eller billader, så patienter kan vende hjem og leve relativt normale liv, mens de venter på transplantationer.
Hvor meget kan enheden hjælpe en kunstig hjertemodtager? Overvej tilfældet med Randy Shepherd: Som teenager var hans hjerte blevet beskadiget af gigtfeber, og dens to ventrikler kunne ikke længere pumpe nok blod til at holde ham i live. Shepherd modtog et SynCardia-hjerte i juni 2013. Mindre end et år senere brugte Shepherd sin Freedom-enhed til at gennemføre en 4, 2-mils gåtur som deltager i Pat's Run nær Phoenix, Arizona.
”Selvom jeg ikke nødvendigvis føler mig inspirerende, føler jeg [at] det at vise mennesker, hvad der er muligt, er vigtigt, at livet ikke ender med en dårlig medicinsk diagnose, ” skrev han kort efter begivenheden i en Reddit Ask Me Anything. Hyrde, kendt som "Tin Man", modtog en donorhjertetransplantation i oktober 2014 efter at have boet med sit kunstige hjerte i 15 måneder. Han spekulerer i, at den fysiske aktivitet, han var i stand til at nyde med Freedom-enheden, måske endda har øget hans odds for en vellykket bedring
Del maskine, del ko
Et CARMAT kunstigt hjerte. (CARMAT) For de fleste patienter menes et SynCardia-hjerte at være en stopgap, indtil en donorvarme er tilgængelig. Det mere udfordrende mål er at designe en permanent løsning.
I Frankrig bruger forskere en blanding af kunstige og biologiske komponenter til at gøre netop det. Det kunstige hjerte af CARMAT er lavet af to kamre, der er delt i to med en membran. Den ene side er hjemsted for et pumpesystem af motorer og væsker, der bevæger membranen for at tvinge blod fra den anden side ud i kredsløbet. Sensorer og mikroelektroniske kontroller overvåger tryk og justerer strømningshastighederne, så de matcher en patients aktivitet - så hjertefrekvensen f.eks.
Membranoverfladen, der vender mod pumpesystemet, er lavet af polyurethan, mens flipsiden i kontakt med humant blod er konstrueret af væv fra kohjerter. Hjertets kunstige ventiler er også lavet af kovev, og designere håber, at disse kemisk steriliserede biologiske materialer vil lindre problemer, der har plaget forbi kunstige hjerter. For eksempel kan kroppens uforenelighed med syntetiske materialer ødelægge røde blodlegemer eller udløse koagulation.
CARMAT-hjertets første modtager, en dødelig syg 76-årig mand, modtog implantatet i december 2013 og døde i marts året efter. Den anden patient, der skulle udstyres med enheden, forlod Nantes Universitetshospital den 19. januar bevæbnet med en let, bærbar ekstern batteriforsyning. Manden modtog hjertet sidste sommer som en del af et klinisk forsøg.
”Vores største belønning har været patientens glæde ved ikke kun at genvinde et aktivitetsniveau, som man kunne tænke for kun få måneder siden takket være bioprotesen, men endnu vigtigere at kunne leve et rigtigt liv hjemme med familie og venner, ” udtaler CARMAT-chef sagde administrerende direktør Marcello Conviti i en pressemeddelelse.
At leve uden hjerteslag
Ud over risici ved biologisk afvisning har et stort problem for kunstige hjertedesignere matchet den utrolige holdbarhed af Mother Nature's design. Et sundt menneskeligt hjerte er nødt til at pumpe omkring 35 millioner gange om året, en utrolig arbejdsbyrde, som ingeniører har haft svært ved at rumme med ethvert udstyr.
Forskere ved Texas Heart Institute håndterer dette problem med en ende løber rundt om problemet - skaber et hjerte, der slet ikke slår, men i stedet giver en kontinuerlig strøm af blod. Deres BiVACOR samlede kunstige hjerte-koncept har en vis bevist historie bag sig. Når begge sider af et hjerte svigter, bliver en transplantation nødvendig. Men hvis kun den ene side ikke pumper ordentligt, kan hjertet behandles med flow-boosting implantater. Venstre ventrikulære hjælpeapparater (LVAD'er) er implantater med kontinuerlig strømning, der øger skrantende hjerter med en konstant roterende løberhjul, der skubber blod gennem kroppen - undertiden overtager det meste eller næsten hele det menneskelige hjertes pumpeudgang. Mere end 20.000 mennesker sport i øjeblikket disse turbinelignende hjertehjælpere.
Forskere har forsøgt at udvide denne teknologi til helhjertet udskiftning og har designet en enhed med kun en bevægelig del: en rotor med to klinger, der drejer rundt i et lille titankammer. Et mindre blad tvinger blod gennem det højre kammer til lungerne, mens et større flytter det ud af det venstre kammer til kredsløbet og gennem kroppen. Rotoren er ophængt af magnetfelter, hvilket yderligere reducerer slid ved at fjerne friktion. MAGLEV-teknologi styrer rotation af knive for at matche brugerens aktivitetsniveau.
BiVACOR-hjertet er en af de få muligheder, der er små nok til at blive implanteret i et barn, et vigtigt fremskridt i forhold til andre kunstige anstrengelser, der kan være for klodsede, selv for mindre voksne. Som hidtil har alle kunstige hjerte teknologier haft systemet potentielle ulemper. Udskiftning af den naturlige pumpning med en propel udsætter blodet for en smule skum, der kan fremme indre blødninger, slagtilfælde eller andre komplikationer. Men konceptet har mindst en tidlig succeshistorie.
En tidligere version af BiVACOR blev implanteret i en terminisk syg patient, Craig Lewis, på Texas Heart Institute i marts 2011. Lewis levede i seks uger før han døde af lever- og nyresvigt relateret til hans hjertesygdomme, hvilket var så kedeligt, at der ikke var nogen strøm behandling ville have givet en længere levetid. Men han beviste, at det var muligt at overleve længere end troet var muligt med bare den blide hvirvlende lyd fra en propell inde i brystet.
