211service.com
Het nieuwste kunstmatige hart: deels koe, deels machine
Een nieuw soort kunsthart dat synthetische en biologische materialen combineert met sensoren en software om het inspanningsniveau van een patiënt te detecteren en de output dienovereenkomstig aan te passen, moet worden getest bij patiënten in vier hartchirurgische centra in Europa en het Midden-Oosten. Als het bioprothetische apparaat, gemaakt door de in Parijs gevestigde Carmat , veilig en effectief blijkt te zijn, kan het worden gegeven aan patiënten die wachten op een harttransplantatie. Momenteel is er slechts één volledig kunstmatig hart, gemaakt door Tucson, in Arizona SynCardia , heeft Amerikaanse, Canadese en Europese wettelijke goedkeuringen voor gebruik bij patiënten.
Cardio-cyborg: Deze weergave toont de biologische kleppen aan de bovenkant van het kunstmatige hart van Carmat.
Pogingen om het menselijk hart volledig te vervangen door een prothese zijn tientallen jaren geleden begonnen (zie reanimatie voor het kunstmatige hart). Het is een enorme uitdaging om een apparaat te maken dat bestand is tegen de zware omstandigheden van de bloedsomloop van het lichaam en dat 35 miljoen keer per jaar betrouwbaar pompt, net als het hart. Andere complicaties, zoals een beroerte veroorzaakt door bloedstolsels in kunstmatige hartimplantaten, hebben ook voor tegenslagen gezorgd. Om deze redenen dienen volledig kunstmatige harten meestal als tijdelijke maatregel of als overbrugging naar transplantatie, hoewel de FDA dat heeft gedaan onlangs een vrijstelling voor humanitair gebruik verleend voor een van de kunstharten van SynCardia voor patiënten die momenteel niet in aanmerking komen voor een donorhart.
Maar de grote behoefte aan een levensreddende behandeling bij hartfalenpatiënten heeft onderzoekers, zowel in de academische wereld als in de particuliere sector, ertoe aangezet om te proberen een beter kunsthart te bouwen. Ongeveer 5,7 miljoen mensen in de VS hebben op een gegeven moment hartfalen, volgens de Centers for Disease Control and Prevention . Bij deze patiënten is het pompvermogen van het hart zo zwak geworden dat het niet genoeg zuurstof en voedingsstoffen aan het lichaam kan leveren. Soms is falen beperkt tot één kant van het hart en kan het worden behandeld met een implantaat dat de doorstroming stimuleert, maar het hart niet volledig vervangt. Maar in gevallen waarin beide zijden van het hart falen, heeft een patiënt een harttransplantatie nodig. En aangezien de vraag naar harttransplantaties veel groter is dan de donaties, kunnen patiënten jaren wachten op een donorhart, terwijl anderen misschien helemaal niet in aanmerking komen vanwege andere gezondheidsproblemen.
Een kunsthart kan een levensreddende brug vormen terwijl een patiënt wacht op een transplantatie. Chirurgen hebben bij meer dan 1.000 patiënten een SynCardia-kunsthart geïmplanteerd. Er wordt lucht gepompt uit het externe besturingssysteem (dat onlangs is geëvolueerd van een grote bestuurder van 418 pond naar een draagbare 13,5-pond driver ) door buizen die door de huid in het apparaat worden aangesloten. Luchtwolken zetten twee kleine ballonnen uit in elke kamer van het kunsthart, waardoor het bloed uit de prothese wordt geduwd.
In het ontwerp van Carmat zijn twee kamers elk gescheiden door een membraan dat aan één kant hydraulische vloeistof vasthoudt. Een gemotoriseerde pomp beweegt hydraulische vloeistof in en uit de kamers, en die vloeistof zorgt ervoor dat het membraan beweegt; bloed stroomt door de andere kant van elk membraan. De naar bloed gerichte zijde van het membraan is gemaakt van weefsel dat is verkregen uit een zak die het hart van een koe omringt, om het apparaat meer biocompatibel te maken. Het idee was om een kunsthart te ontwikkelen waarbij de bewegende delen die in contact komen met bloed gemaakt zijn van weefsel dat [beter geschikt] is voor de biologische omgeving, zegt Piet Jansen, medisch directeur van Carmat.
Dat zou patiënten minder afhankelijk kunnen maken van antistollingsmedicatie. Het Carmat-apparaat maakt ook gebruik van kleppen gemaakt van koeienhartweefsel en heeft sensoren om verhoogde druk in het apparaat te detecteren. Die informatie wordt naar een intern controlesysteem gestuurd dat de stroomsnelheid kan aanpassen aan de toegenomen vraag, bijvoorbeeld wanneer een patiënt aan het sporten is.
Het systeem is ontwikkeld door samenwerking tussen de European Aerospace and Defense Systems en Alain Carpentier, een hartchirurg die pionierswerk verrichtte op het gebied van hartklepreparatie.
Het is een briljant apparaat; Ik maak me alleen zorgen over de grootte en mechanische duurzaamheid, zegt William Cohn , een hartchirurg aan het Texas Heart Institute in Houston. De meeste kunstmatige harten, die belast zijn met het pompen van 100.000 keer of meer per dag, gaan niet langer dan een paar jaar mee, zegt Cohn. Een apparaat dat twee tot drie jaar meegaat, is op zijn best een noodoplossing voor transplantatie.
Het apparaat van Carmat is slechts een van de vele kunstmatige harten die over de hele wereld in ontwikkeling zijn. Cohn en collega's hebben een ander soort kunsthart getest dat geen hartslag genereert, maar in plaats daarvan continu bloed door het lichaam pompt. De hoop is dat een hart met continue stroom, hoewel heel anders dan het natuurlijke orgaan, het risico van mechanisch falen dat over de kunstmatige harten met pulserende stroom hangt, zal vermijden.
Onlangs is de Texas Heart Institute rekruteerde de Australische ingenieur Daniel Timms om zijn nieuwe kunstmatige hart met continue stroom naar Houston te brengen. Het apparaat is klein, pulseert niet en heeft een enkel bewegend onderdeel: een magnetisch zwevende rotor met twee waaiers, één die bloed uit het lichaam in de longen duwt om opnieuw van zuurstof te worden voorzien, en de andere om de zuurstofrijke bloed in het lichaam. De eenvoud van het ontwerp, dat volgens Cohn mechanische slijtage moet weerstaan, staat in contrast met het complexe Carmat-kunsthart, dat veel bewegende delen bevat. Maar het systeem van Timms is nog jaren verwijderd van testen bij patiënten en zal eerst bij kalveren worden getest.