Допоміжний двигун для слабких сердець

01.04.2020 | 17:35 | Елке Яук-Оффнер, Die Presse

Серце людини б'ється близько трьох мільярдів разів протягом свого життя і, перебуваючи в спокої, перекачує в середньому п'ять літрів крові за хвилину. Залежно від вимог, це може бути до 10 000 літрів на день. Понад десять мільйонів людей страждають в євро-
в рік від серцевої недостатності, в тому числі 160 000 в Австрії. Серцева недостатність є одним з найпоширеніших внутрішніх захворювань (див. Стор. 20). Коли серце більше не може виробляти необхідну насосну потужність, щоб забезпечити організм достатньою кількістю крові, люди потребують заміни, що підтримує життя.

За останні кілька десятиліть механічні серцеві допоміжні системи відіграли важливу роль у терапії пацієнтів із кінцевою серцевою недостатністю. Як “Міст до трансплантації”, вони не лише перекривають час очікування на трансплантацію серця, але як “Терапія призначення” вони все частіше стають постійним варіантом для людей з важкими серцевими захворюваннями. В Австрії в 2018 році вперше було виконано більше таких імплантацій, ніж трансплантація серця - не в останню чергу тому, що це життєздатний варіант для літніх пацієнтів з додатковими захворюваннями.

"Перше штучне серце у світі вже було імплантовано в рік посадки на Місяць".

Системи підтримки серця відрізняються від штучного серця в справжньому розумінні цього слова, "оскільки вони активні на додаток до хворого серця, тоді як Total Artificial Heart" повністю замінює біологічне серце ", говорить кардіохірург Джулія Дамфарт з Університетської лікарні Інсбрука. Однак застосовується рідше, процедура масивна, а навантаження на пацієнта велика. На відміну від роторних насосів, які працюють безшумно, пульсуючі насоси, такі як ті, що використовуються у справжньому штучному серці, також добре чутні завдяки своєму клапану та механізму приводу.

"Перше штучне серце у світі було імплантовано в Х'юстоні, США, в той рік, коли місяць приземлився", - повідомляє Зімпфер. Медичні центри у всьому світі активізували свої дослідження в наступні роки, "однак проблема полягала в пневматичному приводі цієї системи, це повинно було розміщуватися поза тілом у великих коробках, і на перших етапах розвитку не було мобільності для пацієнта" - каже Зімпфер. У міру вдосконалення технологій зростала і свобода пересування. Перші ротаційні насоси почали використовуватись наприкінці 1990-х. «Вони були технічно дуже малі, і їх можна було експлуатувати за допомогою акумуляторів. Революційна річ у цьому: люди втрачають пульс, оскільки ротаційний насос більше не викликає скорочень ".

У сучасній операції, яка займає в середньому три-шість годин, мінімально інвазивні методи означають, що грудну клітку більше не потрібно відкривати. Після регенерації, як правило, можливо, залежно від віку, займатися професійною та приватною діяльністю у повсякденному житті та займатися помірним видом спорту. Однак слід постійно контролювати розрідження крові та з'єднувальний кабель від насоса до блоку управління. Плавання залишається табу, при душі потрібно дотримуватися особливих запобіжних заходів. Блок управління в кишені або на поясі, включаючи блок живлення, стає постійним супутником. Той факт, що 85 відсотків пацієнтів у Відні живуть два роки після використання серцевої системи підтримки, є найвищим показником у всьому світі. Десять років тому значення було менше 50 відсотків.

Ахілесова п’ята. Ахілесова п’ята системи включає в себе трансмісію, з'єднувальний кабель від насоса до блоку управління та акумулятори. Тому що точка, де кабель проходить через черевну стінку, сприйнятлива до зараження. Тому Zimpfer, як Dumfarth, взяв курс на подальший розвиток: "Метою є система без трансмісії, в якій батареї будуть заряджатися через шкіру в майбутньому", - говорить Dumfarth. «Це називається транскутанною трансформацією енергії, - додає Зімпфер, - на сподівання можна сподіватися протягом найближчих чотирьох-п’яти років. Уже є перші розгортання, але поки немає серйозних досліджень ".

"Мета - система без трансмісії, в якій батареї будуть заряджатися через шкіру в майбутньому".

В яких напрямках дослідження все ще просуваються? Вже використовується перфузія ex-vivo, процес, при якому донорські органи людини обробляються механічно поза тілом, щоб поліпшити функціональність трансплантата. Це також є великою темою для донорських сердець. Дамфарт вважає оптимізацію людських органів головним напрямком на майбутнє. Ксенотрансплантація, трансплантація чужорідних органів, пропагується міжнародною командою, яку очолюють кардіохірург Бруно Рейхарт та Екхард Вольф з генного центру Університету Людвіга Максиміліана в Мюнхені. Два бабуїни вижили кілька місяців із генетично модифікованим свинячим серцем. Дослідження тривають, шлях до клінічних випробувань наближається, але це також порушує етичні питання.

Технологія 3D-друку, у свою чергу, у майбутньому відіграватиме вирішальну роль у світі медицини. "Це може підтримати нас у швидшому розвитку, у швидших тестових процедурах, - каже Зімпфер, - але це не відкриває нового поля і не забезпечує нам нову систему".

Біологічні альтернативи? У випадку з «тканинною інженерією» для виробництва штучних органів із стовбурових клітин, яку тирольський кардіоторакальний хірург і дослідник Гарварда Гаральд Отт здійснює в США, «виникає проблема, чи справді конструкція працює так добре на клітинному рівні може дати клітинам знати, як працювати разом », - говорить Дамфарт. Цімпфер також бачить тут мало майбутнього. Швидше, стверджується, що сучасні варіанти терапії слід застосовувати якомога ширше, "системи підтримки серця стали рутинною терапією, особливо в США вони вже є стандартними". Ранній звернення до фахівця може врятувати багато життів.

Віхи в історії штучного серця

1969 рік Трансплантація першого штучного серця в США.
1986 рік «Нове Віденське серце», перше успішне подолання трансплантації в Європі у Віденській загальній лікарні.
1999 рік Перший у світі пацієнт із ротаційним насосом крові, виписаним із Віденської загальної лікарні.
2006 рік Вперше у світі у Віденській загальній лікарні імплантували ротаційний насос крові з гідромагнітним підшипником.
2015 рік З системою Heartmate III на ринок вийшов найсучасніший насос. Перш за все, такий подальший розвиток практично виключив утворення тромбів у насосній системі. На сьогоднішній день найменший насос, що використовується, має вагу 145 г та об’єм 45 куб.

Віхи в історії штучного серця