Sztuczne serce z własnym systemem zasilania już niedługo może być dostępne w Polsce

Pierwsze sztuczne serce z własnym systemem zasilania to przełom na miarę przeszczepu nerki. Na początku czerwca prof. Iraj Gandjabakhch z grupą francuskich uczonych przeprowadził udaną operację przeszczepu sztucznej komory serca wraz z bateriami zaopatrującymi je w niezbędną energię. W ciągu najbliższych kilku lat mają zostać zakończone prace nad całym sztucznym sercem wszczepianym do klatki piersiowej.
Nad sztucznym sercem, które nie potrzebuje zewnętrznych źródeł energii, naukowcy pracują od lat. Zasilanie urządzenia nie powoduje naruszenia powłoki skóry i pacjent nie wymaga ciągłej opieki medycznej. Francuscy uczeni umieścili baterie napędzające sztuczną komorę zaraz za mięśniem brzusznym pacjenta, a ich ładowanie będzie się odbywać bez żadnych kabli, przez skórę, na zasadzie indukcji magnetycznej. Tuż pod skórą znajduje się jedno uzwojenie cewki elektromagnetycznej, a drugie naklejane jest na ciało pacjenta i połączone z układem zasilania lub baterią zapasową, którą pacjent nosi przy pasku. Energia z jednej baterii do drugiej przebiega przez te dwie położone blisko siebie, a oddzielone tylko skórą cewki. Takie rozwiązanie budzi jednak trochę obaw, gdyż w obszarze transmisji energii o dużej mocy, jaka potrzebna jest do doładowania wszczepionych pacjentowi baterii, mogą wystąpić zmiany na poziomie komórkowym. Zasilanie będzie się musiało odbywać przez cały okres wspomagania, a więc w niektórych wypadkach przez wiele lat.
Kardiolodzy twierdzą, że w nadchodzącym stuleciu właśnie pompy wspomagające pracę pojedynczych komór serca staną się alternatywnym rozwiązaniem dla przeszczepów serca. Często bowiem nie trzeba wymieniać całego organu lub istnieją przeciwwskazania do takiego zabiegu. Pacjent zoperowany w Paryżu ma 70 lat, choruje na cukrzycę, więc w jego wypadku przeszczep serca i późniejsze leczenie immunosupresyjne byłyby bardzo ryzykowne. Niewydolny organ nadal pozostał w organizmie chorego, ale ok. 60 proc. jego pracy przejęła mechaniczna komora serca. Obecnie najlepsze baterie wszczepiane choremu umożliwiają tylko 30-40 minut pracy bez zasilania z zewnątrz. W nocy w czasie snu pacjent musi być podłączony do zasilania zewnętrznego. Baterie mogą działać najwyżej dwa lata. Niezależnie od doładowań "transskórnych" chory po tym czasie będzie musiał wrócić na stół operacyjny, żeby wymienić zużyte baterie na nowe. Pierwsze próby kliniczne sztucznych komór serca zasilanych bateriami mogącymi pracować aż pięć lat mają się rozpocząć w USA jeszcze pod koniec tego roku.
Najpowszechniej dotychczas stosowane wszczepiane sztuczne komory serca są produkcji amerykańskich firm Baxter Co. i TCI Co. Oprócz przewodu doprowadzającego energię wyposażono je w przezskórny wentyl, który umożliwia pracę membrany pompującej krew. Jest to dla chorego bardzo kłopotliwe. W aparacie wszczepionym francuskiemu pacjentowi zastosowano sposób mniej uciążliwy - tzw. komorę adaptacyjną, nie mającą ujścia na zewnątrz, co znacznie zmniejsza ryzyko infekcji. Podobne rozwiązanie zostanie zastosowane również w polskiej sztucznej komorze serca, w całości wszczepianej pacjentowi. Nosi ona nazwę Polhivad (Polish hydraulic implantable leftventricular assist device) i jest konstruowana w kierowanym przez prof. Zbigniewa Religę Instytucie Protez Serca Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu.
- To pompa wspomagająca lewą komorę serca. Po niewielkiej korekcie może wspomagać również prawą komorę - mówi współtwórca urządzenia, inżynier Roman Kustosz z Pracowni Sztucznego Serca Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu. Polskie urządzenie - podobnie jak to wszczepione w Paryżu - jest elektrohydrauliczną pompą pulsacyjną (krew pulsuje w niej tak jak w naturalnym organie). W polskiej sztucznej komorze serca ładowanie baterii nie będzie się jednak odbywać przez skórę, ale przez wprowadzony na stałe do organizmu specjalny przewód, łączący je ze znajdującym się na zewnątrz generatorem mocy lub bateriami umocowanymi przy pasku. Urządzenie przeszło już badania podstawowe, sprawdzające jego wytrzymałość, bezpieczeństwo i niezawodność. Teraz przewiduje się etap badań przedklinicznych na zwierzętach. Gdy wszystkie te próby wypadną pomyślnie, będzie można opracować technologię produkcji urządzenia na potrzeby badań klinicznych, które mają potwierdzić jego przydatność w leczeniu ludzi. Obecnie powstaje projekt wdrożeniowy, mający umożliwić rozpoczęcie takiej produkcji w ciągu trzech lat.
Najbardziej zaawansowane prace nad wszczepianym sztucznym sercem prowadzi się w USA, a do przodujących ośrodków należą 3M Health Care w Ann Arbor w stanie Michigan, Abiomed w Den-vers w stanie Massachusetts oraz Texas Heart Institute w Houston. Pierwsze sztuczne serce wszczepione człowiekowi skonstruował dr Robert Jarvik z Uniwersytetu Stanu Utah na początku lat 80. Urządzenie nazwano jego nazwiskiem. Obie pompy imitujące pracę lewej i prawej komory wszczepiono w miejsce chorego serca. Ważący ponad 100 kg mechanizm napędowy i układ zasilający znajdowały się przy łóżku chorego. Pierwszym pacjentem, który skorzystał z tego urządzenia, był Barney Clark. Żył on ze sztucznym sercem kilka tygodni. Zmarł z powodu zaburzeń krzepliwości krwi.
Każde sztuczne serce musi się składać z trzech głównych części: pompy tłoczącej krew, urządzenia sterującego całym mechanizmem i zasilania. Specjaliści z firmy Abiomed opracowali tytanowe serce wielkości grejpfruta, mogące przepompować w ciągu minuty 10 litrów krwi. Cielęta, którym eksperymentalnie wszczepiono urządzenie, żyły w dobrej kondycji cztery tygodnie. Po tym czasie pojawiała się niewydolność krążeniowa, wywołana zmianą wagi zwierząt, które szybko rosły. Elektroniczny grejpfrut stawał się dla nich za słaby. W wypadku tego urządzenia elektryczny silnik napędzany był przez baterię, która musiała być umieszczona na skórze zwierzęcia. W przyszłości urządzenie ma być wszczepiane w całości, bowiem tylko wtedy pacjent może się czuć w pełni komfortowo.
Operacja przeprowadzona na początku czerwca w paryskim szpitalu La Pitié-Salpetriére była drugim na świecie zabiegiem wszczepienia pompy tego typu. Pierwszy przeprowadzono w Niemczech w październiku ubiegłego roku. Operacji dokonał zespół prof. Reinerta Korfera ze szpitala w Bad Oysenhausen. Tę pierwszą próbę poprzedziło siedem lat badań na zwierzętach. "Czekaliśmy z naszą pierwszą operacją, by się przekonać, jak zniósł zabieg tamten pacjent. Już wyszedł ze szpitala i ma się dobrze - komentuje francuski kardiochirurg. - Jeśli wszystko przebiegnie prawidłowo, liczba operacji powinna znacznie wzrosnąć. Chorzy, którzy nie mogli się ruszać, przykuci do fotela inwalidzkiego, będą mogli wieść normalne życie odpowiadające ich wiekowi".
Oba wszczepione do tej pory aparaty wyprodukowała amerykańska firma Arrow International Inc. Otrzymały one nazwę Lyonheart (Serce lwa). W USA dopuszczenie do stosowania takich urządzeń zależy od zgody Federalnej Agencji Kontroli Leków i Żywności. Jej normy są jednak bardzo rygorystyczne, dlatego niektóre urządzenia amerykańskich firm medycznych są najpierw stosowane w Europie, gdzie przepisy są bardziej liberalne.