áttekintés

a második felében a huszadik század koszorúér-betegség lett a vezető halálok a gazdag, iparosodott nemzetek. Ráadásul az Egyesült Államokban a halálesetek több mint felét kardiovaszkuláris betegségek okozták. Ezek közül a halálesetek közül sok megelőzhető lett volna agresszív kezelési és sebészeti beavatkozásokkal, beleértve a szívátültetést is. A donorszívek hiánya azonban reményhez vezetett, hogy egy teljesen beültethető mechanikus eszköz képes leküzdeni a hiányt, és elkerülni az immunológiai elutasítás problémáját, de az állandó mesterséges szívek implantálására tett korai kísérleteket korai emberi kísérletekként kritizálták. Valójában az 1960-as években a kísérleti implantációk által felvetett viták gátolhatták az állandó szívpótlás kialakulását. A mesterséges szívek által nyújtott rossz életminőség ehelyett a bal kamrai segédeszközök új generációjának kifejlesztésére irányuló erőfeszítésekhez vezetett.

háttér

az emberi szív egy figyelemre méltó szerv-kicsit nagyobb, mint egy ököl -, amely naponta több mint 100 000-szer ver pihenés nélkül. Egy átlagos felnőttnél a szív naponta több mint 4300 gallon (16 000 liter) vért pumpál közel 100 000 mérföld (161 000 km) véredényen keresztül. Michael E. DeBakey, a szívműtét úttörője, akit “Texas Tornado” – nak hívtak, azt jósolta, hogy egy mechanikus eszköz megismételheti fő funkcióját. A mesterséges szívek valójában 1957-re nyúlnak vissza, amikor Willem Kolff, a mesterséges vese feltalálója, Tetsuzo Akutsu kísérleti szívet ültetett állatokba. Kolff modell szíve 36 órán keresztül tartotta életben a kutyát. Szív szakemberek, valamint a tudósok kitűzött négy általános megközelítések szív csere: mesterséges szív-transzplantáció a donor szívek, segít eszközök helyett csak egy része a természetes szív, csere szív által kifejlesztett szövet-műszaki technikák a laboratóriumban, vagy a szív nőtt a genetikailag módosított állatok.

Az ideális mesterséges szív a test forró, párás, korrozív belső környezetében lényegében karbantartás nélkül működne évekig. A sikeres mesterséges szív kialakításának meg kell küzdenie azokat a nehézségeket, amelyeket az 1960-as évek első ilyen eszközeinek tesztelése óta fedeztek fel: a mesterséges anyagokkal való érintkezés által okozott vérkárosodás, a pótló szív kilökődése a szervezet immunrendszeréből, a bőrön keresztül történő csatlakozások nélküli megfelelő adagolás nehézségei, a szivattyúk miniatürizálása elegendő a gyermekek és a kis felnőttek számára, valamint a véráramlás beállítása a fiziológiai stresszre reagálva. Bár az 1990-es években a fejlesztés alatt álló mesterséges szívek sok ilyen problémát megoldhatnak, ezek az eszközök valószínűleg évek óta nem lesznek praktikusak vagy rutinszerűek. Valójában a mesterséges szív története ellentmondásos esetek története.

Hatással

Tanulmányokat végzett az Institute of Medicine-ben az 1990-es években becslések szerint 10.000 20.000 Amerikai évente lehet jelöltek összesen mesterséges szív, a másik 25,000 50,000 szükség lehet egy bal kamrai támogató eszköz. A szívelégtelenség évente mintegy 5 millió amerikait érint; emellett a szívelégtelenség miatti halálozás háromszorosára nőtt 1974 és 1994 között. A mesterséges szivattyúk különböző formái ideiglenes “hidakat” biztosítottak, amelyek életben tartják a betegeket, miközben transzplantációra várnak, de az adományozott szívek száma évente csak körülbelül 2000. Sok beteg esetében az asszisztszivattyúk, más néven bal kamrai segédeszközök (LVAD), praktikusabbak lehetnek, mint az egész szív cseréje. DeBakey 1960-ban kezdett el dolgozni egy mesterséges szíven és kapcsolódó eszközökön. Feltalált egy egyszerű vérszivattyút, az LVAD-t, amely segítheti a szívet, miközben a beteg várt a transzplantációra. 1966-ban DeBakey elvégezte az LVAD első emberi beültetését.

a huszadik századi műtét egyik legdrámaibb eseménye 1967 – ben történt, amikor Christiaan Barnard (1922 -), egy dél-afrikai sebész elvégezte az első emberi szívátültetést. (Sok esetben a szívbetegség olyan súlyos lehet, hogy a beteg nem éli túl a donor szív várakozását.) Az állati szervek felhasználására irányuló kísérletek, mint például Leonard Bailey 1984-es pávián szívének újszülöttbe történő átültetése, akit Fae csecsemőként azonosítottak, kudarcba fulladtak. Ezért a donorszervek hiánya nagy lendületet adott a mesterséges szív fejlődésének.

1969.április 4-én Denton A. Cooley elvégezte a teljes mesterséges szív első emberi beültetését, amikor Domingo Liotta által kifejlesztett eszközt használt Haskell Karp életének fenntartásához. Karp egy 47 éves beteg volt, aki szívelégtelenségben szenvedett a bal kamrai aneurizma műtét után. Karp 65 órán át élt a mesterséges szívvel a mellkasában, de röviddel a szívátültetés után meghalt. DeBakey azt állította, hogy a Cooley által használt szív megegyezik a laboratóriumában fejlesztés alatt álló szívével,és hogy Cooley engedély nélkül használta. Mivel a készüléket csak korlátozott sikerrel használták a borjaknál, DeBakey korai és bölcs dolognak tartotta az emberi implantációt. Bár Cooley engedélyt kapott a műtéthez a betegtől, nem kért engedélyt a kórház felülvizsgálati testületétől vagy a szövetségi ügynökségektől. Ő és Liotta úgy gondolták, hogy az engedélyt nem adták volna meg, és elvesztették volna a tökéletes lehetőséget a kísérlet elvégzésére. A Cooley és DeBakey közötti munkakapcsolatot tönkretette a karp-műveletet övező vita.

ezután Karp özvegye jogtalan halálozási pert indított Cooley ellen. Azt állította, hogy ő és férje nem kaptak teljes körű tájékoztatást a kísérleti eljárás kockázatairól. A bíró elutasította az ügyet, mondván, hogy a beteg tájékozott beleegyezést adott, és hogy a kórház és a sebészek alaposan tájékoztatták a beteget az eljárás kockázatairól, valamint a teljes gyógyulás vagy túlélés alacsony valószínűségéről. A döntés ebben az esetben tekinthető mérföldkő a fejlesztés és a végrehajtás az orvosi technológia.

1981-ben Cooley újabb ellentmondásos műveletet hajtott végre, a Tetsuzo Akutsu által kifejlesztett teljes mesterséges szív beültetését. A 36 éves beteget 55 órán keresztül tartották a mesterséges szívben, amíg donor szív nem állt rendelkezésre transzplantációra. Robert Jarvik orvos és orvosbiológiai mérnök megkereste DeBakey-t egy hasonló eszköz, a Jarvik-7 teszteléséről, de DeBakey elutasította, mert nem gondolta, hogy a készülék emberi használatra kész. Egy évvel később William DeVries, Jarvikkal együttműködve, beültette a Jarvik-7 szívét Barney Clark mellkasába, egy 61 éves Seattle-i fogorvos, aki szívelégtelenségben halt meg.

ellentétben a Karp-tokkal, amelyben a mesterséges szívet a transzplantáció hídjaként ültették be, DeVries és Jarvik azt tervezték, hogy mesterséges szívüket a beteg szív állandó helyettesítésére használják. Clarkot, aki 112 napig túlélte a mesterséges szívet, az implantátum csapat tagjai “igazi úttörőként” tisztelték, aki megértette, hogy részt vesz egy olyan kísérletben, amely valószínűleg nem mentette meg az életét, hanem olyan információt szolgáltat, amely segít az orvosbiológiai tudománynak és más betegeknek.

öt hasonló implantátumot végeztek 1985-ben. A leghosszabb túlélő William Schroeder volt, akit a Jarvik-7 támogatott 620 napig. Az olyan betegek rossz életminőségének és fájdalmas szövődményeinek látványa, mint Clark és Schroeder, jelentős közéleti visszhangot váltott ki a műszív ellen. Sőt, sok orvos, tudós, etikus és szakpolitikus arra a következtetésre jutott, hogy a mesterséges szív használata korai volt, és hogy jó lenne a következő évszázadban, mielőtt a mesterséges szívek új generációja jelentősen javította a betegek életét. A beültethető mesterséges szívekkel kapcsolatos problémák végül általános konszenzushoz vezettek, hogy egy segédeszköz praktikusabb és előnyösebb lenne a betegek számára. Az LVADs eredeti célja az volt, hogy életben tartsa a terminális szívelégtelenségben szenvedő embereket, amíg a donor szív elérhetővé nem válik. Ily módon a Jarvik-7-et később több száz betegben használták a transzplantáció hídjaként.

az 1990-es évek elejére a kifinomult Lvadokat rutinszerűen használták a kórházakban a világ minden tájáról. Sok korai eszköz azonban túl nagy volt a gyermekek és a kis felnőttek számára. A kutatók így egy kicsi, de még mindig erős LVAD fejlesztésére összpontosítottak. DeBakey-nek és másoknak is el kellett végeznie néhány kísérletét és klinikai kísérletét Európában, mivel a klinikai vizsgálatokra vonatkozó kormányzati szabályok szigorúbbak voltak az Egyesült Államokban. A DeBakey és a National Aeronautics and Space Administration (NASA) tudósai közötti együttműködésből újszerű megoldások születtek a jobb szivattyú létrehozásának problémájára. (Ez az együttműködés egy olyan műveletet követően jött létre, amelyet DeBakey végzett David Saussier-en, a NASA mérnökén.

a DeBakey ventricularis Assist Device (VAD), egy miniatürizált szivattyú, amely körülbelül egytizede a régebbi eszközök méretének, kevesebb károsodást okozott a vérsejtekben, kevesebb, mint nyolc watt energiát igényelt, és a bőrön keresztül újratölthető. Sok más kísérleti eszközt is teszteltek 1998 – ra, amikor a 90 éves DeBakey Németországba ment, hogy személyesen felügyelje VAD első emberi kísérleteit. Összesen hat beteg, az első, aki a műtét idején kritikus állapotban volt, hat héttel később meghalt. A második eszközét eltávolították a vérrög kialakulása miatt a mechanizmusban, de két másik beteg képes volt elhagyni a kórházat a készülékkel.

az LVADs új generációja sok beteg számára reményt kínál egy váratlan jelenség miatt, amelyet több szívátültetési központ jelentett. Néhány LVAD-t használó beteg, miközben donor szívre várt, valójában felépült. Úgy tűnik, hogy az LVAD által biztosított teljes pihenés jelentős mértékben visszafordította a szívelégtelenséget, és a megnagyobbodott szívsejtek visszatértek a normál mérethez. Ezért LVADs is lehet használni, mint egy “híd hasznosítás.”

az emberi szívátültetések és a mechanikus szívek mellett egyes tudósok úgy vélik, hogy az állati szöveteket és szerveket vagy az élő sejtek mesterséges anyagokkal való kombinációját végül a beteg szívek támogatására vagy helyettesítésére használják. A tudósok most a szívizomszövetet, a szívbillentyűket és az ereket próbálják növelni a laboratóriumban; ezt a megközelítést szövettechnikának nevezik. Mivel egy egész szív ritkán kudarcot vall, sok, szövetalapú szívizomban szenvedő beteg segítése lehetséges. Ezenkívül a Xeno-transzplantációnak nevezett területen a tudósok már vizsgálják az állati szervek megváltoztatásának módjait, hogy az emberi címzettek ne utasítsák el őket. Az állatvédő aktivisták tiltakozása és a korábban fel nem ismert vírusok fenyegetése miatt a főemlősök kevésbé kívánatosak, mint a szervek forrásai, de a transzgenikus sertések végül szerveket biztosíthatnak az emberek számára. Más tudósok azonban úgy vélik, hogy a szívbetegségek társadalmi és egyéni terheinek nagy részét meg lehet akadályozni a testmozgás, az étrend megváltozása és a dohányzás megszüntetése révén.

MAGNER

további olvasmányok

Könyvek

ad Hoc munkacsoport a Szívpótlásról. Szívpótlás: Orvosi, Etikai, pszichológiai és gazdasági vonatkozások. Washington, DC: Amerikai Állami Nyomda, 1969.

Conrad, Peter és Rochelle Kern, eds. Az egészség szociológiája & betegség: kritikus perspektívák. 4. Szerk. New York: St. Martin ‘ s Press, 1994.

Hogness, John R., Szerk. Mesterséges szív: prototípusok, szakpolitikák és betegek. Washington, DC: National Academy Press, 1991.

Kolff, Willem. Mesterséges Szervek. – Wiley, 1976.

Lübeck, D. és J. P. Bunker. A mesterséges szív: költségek, kockázatok és előnyök. Washington, DC: Office of Technology Assessment, 1982.

Reiser, Stanley Joel és Michael Anbar, eds. A gép az ágy mellett: stratégiák a technológia használatára a betegellátásban. New York: Cambridge University Press, 1984.

Shaw, Margery W., Szerk. Miután Barney Clark: gondolatok a Utah mesterséges szív Program. Austin, TX: University of Texas Press, 1984.

folyóiratok

Jarvik, Robert. “A Teljes Mesterséges Szív.”Scientific American 244 (1981): 74-80.

Stover, Dawn. “Mesterséges Szív.”Popular Science 254 (Február 1999): 11-17.