עזרה לבעלי לב שבור: לבבות מלאכותיים לבישים, ביו-סינתטיים ו'קצב-ביט '

ולנטיינים מוזהבים עשויים לומר שאין תרופה ללב שבור. אבל עזרה בדרך למי שליבם בפועל מחל, בזכות חבילת טכנולוגיות חדשנית שיכולה יום אחד להועיל למיליוני האנשים הסובלים מאי ספיקת לב.

תוכן קשור

• זוכר את בארני קלארק, אשר השתלת לב מדע מתקדמת מבחינה אתית
• ציוצים כועסים עוזרים לטוויטר לאתר סיכון למחלות לב

הלב משתמש בארבע תאים כדי לשאוב דם בכל הגוף: אטריום אחד וחדר אחד מכל צד. לאחר שהדם מועשר בחמצן בריאות, הוא נשלח לאטריום השמאלי ודרך החדר השמאלי כך שניתן יהיה לשאוב אותו בגוף. דם מרוקן חמצן חוזר לאטריום הימני של הלב, ואז עובר לחדר ימין ונשאב חזרה לריאות.

מרבית חולי השתלת הלב אושפזו פעמים רבות בגלל אי ​​ספיקת לב קשה מכיוון שאחד משני צדי ליבם אינם מתפקדים כראוי. זה בדרך כלל נגרם על ידי נזק לשרירי הלב או לשסתומי החדרים, מחלות לב כליליות, מצבים תורשתיים או זיהומים נגיפיים.

מכונות לב "לבישות"

הלב המלאכותי של Jarvik-7 היה עשוי מפוליאוריתן, וכל תא היה בערך בגודל של אגרוף. (בטמן / CORBIS)

רק 2, 000 עד 2, 500 לבבות תורמים זמינים מדי שנה בארה"ב, מה שאומר שאלפי חולים אנושיים חייבים להמתין חודשים ואף שנים להשתלה - אם הם יכולים לשרוד כל כך הרבה זמן. לב מלאכותי SynCardia Total, יורש הטכנולוגיה המשמש במכשירי ג'רוויק המפורסמים של שנות השמונים, הוא ללא ספק הלב המלאכותי הנפוץ ביותר, עם יותר מ -1, 350 שתלים מוצלחים מאז שאושר לשימוש. זה משמש כגשר קריטי, ומאפשר לחולים הסובלים מאי ספיקת לב בשלב הבינית לשרוד עד להשתלה אנושית.

אולם עד לאחרונה, אנשים רבים המשתמשים במכשיר SynCardia הוסגרו בבית החולים, מכיוון שמנועי הלב והאלקטרוניקה של הלב שוכנים מחוץ לגוף במכשיר נהג גדול וכבד. הנהג מתחבר ללב המלאכותי עם שני צינורות, והוא יוצר פעימות לב מלאכותיות על ידי מילוי "בלונים" בתוך החדרים המלאכותיים של המכשיר. זה דוחף דם למערכת הדם בקצב של 2.5 גלון לדקה. המערכת מפשטת את החלקים הנעים בתוך הלב המלאכותי עצמו, אשר מהווה, בחלקו, את אחוז הכישלון הנמוך ביותר שלה, פחות מאחוז אחד.

אולם איכות החיים המופחתת עבור חולים שנתקעים בחדר בית חולים יכולה לקחת את מחירם. אז לאחר ארבע שנים של בדיקות, ה- FDA אישר את הנהג הנייד של Freedom ביולי 2014. בשימוש באירופה מאז 2010, מכשיר זה מאפשר למטופלים להחליף את נהגי בית החולים בגודל מדיח כלים ליחידה קטנה יותר שמשקלה 13.5 פאונד בלבד. ניתן לשאת אותו בתיק גב או לגלגל באדימה או בהליכון. היחידה פועלת על סוללות ליתיום-יון וניתן לטעינה מחדש באמצעות חיבור לשקע קיר רגיל או למטען לרכב, ומאפשרת למטופלים לחזור הביתה ולחיות חיים נורמליים יחסית בזמן שהם ממתינים להשתלות.

כמה המכשיר יכול לעזור למקבל לב מלאכותי? קחו למשל את המקרה של רנדי רועה: כנער, לבו נפגע בגלל קדחת שגרונית ושני חדריו לא יכלו עוד לשאוב מספיק דם כדי להחזיק אותו בחיים. רועה קיבל לב של SynCardia ביוני 2013. פחות משנה לאחר מכן, רועה השתמש ביחידת החופש שלו כדי להשלים הליכה של כקילומטר של מטר וחצי כמתמודד במתחם הפאט ליד הפניקס, אריזונה.

"אמנם אני לא בהכרח מרגיש השראה, אבל אני מרגיש שהמראה של אנשים מה אפשרי הוא חשוב, שהחיים לא מסתיימים באבחון רפואי גרוע, " הוא כתב זמן קצר לאחר האירוע בסרט Reddit Ask Me Anything. רועה, המכונה "איש הפח", קיבל השתלת לב תורם באוקטובר 2014 לאחר שחי עם ליבו המלאכותי במשך 15 חודשים, והוא משער כי הפעילות הגופנית שהוא הצליח ליהנות ביחידת החופש אולי אף הגדילה את הסיכוי שלו ל התאוששות מוצלחת.

חלק מכונה, חלק פרה

לב מלאכותי של קרמט. (CARMAT)

עבור מרבית המטופלים, לב של SynCardia אמור להיות נקודת עצירה עד לקבלת חום תורם. המטרה המאתגרת יותר היא לתכנן פיתרון קבוע.

בצרפת החוקרים משתמשים בתערובת של רכיבים מלאכותיים וביולוגיים כדי לעשות זאת. הלב המלאכותי של CARMAT עשוי משני תאים המחולקים לשניים על ידי קרום. בצד אחד נמצאת מערכת שאיבה של מנועים ונוזלים, המניעים את הממברנה בכוח לכפות דם מהצד השני החוצה אל מערכת הדם. חיישנים ובקרות מיקרו-אלקטרוניות עוקבים אחר לחץ ומתאימים את קצב הזרימה כך שיתאימו לפעילות המטופל - למשל, מאפשרים לדופק להתאים לאימונים.

משטח הקרום הפונה למערכת השאיבה עשוי מפוליאוריתן, ואילו הצד ההפוך במגע עם דם אנושי נבנה מרקמות מלבבות פרה. השסתומים המלאכותיים של הלב עשויים גם מרקמת פרה, והמעצבים מקווים כי חומרים ביולוגיים מעוקרים כימית אלה יקלו על בעיות שפקדו את הלבבות המלאכותיים. למשל, חוסר ההתאמה של הגוף לחומרים סינתטיים עלול להרוס תאי דם אדומים או לעורר קרישת דם.

הנמען הראשון של ה- CARMAT, גבר בן 76 הסופק סופית, קיבל את השתל בדצמבר 2013 ונפטר במארס של השנה שלאחר מכן. החולה השני שהותקן במכשיר עזב את בית החולים האוניברסיטאי נאנט ב -19 בינואר כשהוא חמוש באספקת סוללות חיצונית קלה וניידת. האיש קיבל את הלב בקיץ שעבר במסגרת ניסוי קליני.

"התגמול הגדול ביותר שלנו היה שמחתו של המטופל שלא רק להחזיר לעצמו רמת פעילות שלא ניתן היה להעלות על הדעת רק לפני מספר חודשים בזכות הביוספרוטזה, אלא חשוב מכך שיכול היה לחיות חיים אמיתיים בבית עם משפחה וחברים", אמר ראש CARMAT. כך אמר בהודעה לעיתונות קצין המנהל מרצ'לו קונוויטי.

לחיות בלי פעימות לב

בנוסף לסיכונים הנובעים מדחייה ביולוגית, בעיה גדולה עבור מעצבי לב מלאכותיים התאימה לעמידות המדהימה של העיצוב של אמא טבע. לב אנושי בריא צריך לשאוב כ -35 מיליון פעמים בשנה, עומס עבודה מדהים שהמהנדסים התקשו להכיל בכל מכשיר.

חוקרים ממכון הלב של טקסס מתמודדים עם הבעיה עם סיום הסוגיה - יוצרים לב שלא פועם כלל, אלא במקום זאת מספק זרימת דם מתמדת. למושג הלב המלאכותי של BiVACOR יש היסטוריה מוכחת מאחוריה. כששני צידי הלב נכשלים, הופך להשתלה להשתלה. אך אם רק צד אחד אינו נשאב כראוי, ניתן לטפל בלב באמצעות שתלים מגבירי זרימה. התקנים מסייעים לחדר שמאל (LVADs) הם שתלים עם זרימה מתמדת המגבירים לבבות חולים בעזרת גלגל מסתובב ללא הרף שדוחף דם בגוף - לפעמים משתלט על רוב תפוקת השאיבה של הלב האנושי או כמעט. כיום למעלה מ- 20, 000 איש עוסקים בסייעות לב הדומות לטורבינה.

החוקרים תכננו להרחיב טכנולוגיה זו להחלפת לב שלם, ועיצבו מכשיר עם חלק נע אחד בלבד: רוטור עם שני להבים המסתובב בתוך תא טיטניום קטן. להב קטן יותר מאלץ את הדם דרך התא הימני לריאות, ואילו אחד גדול יותר מעביר אותו מהחדר השמאלי אל מערכת הדם ודרך הגוף. הרוטור מושעה על ידי שדות מגנטיים, מה שמפחית עוד יותר את הבלאי על ידי ביטול החיכוך. טכנולוגיית MAGLEV שולטת על סיבוב הלהבים כך שתתאים לרמת הפעילות של המשתמש.

לב ה- BiVACOR הוא אחת האפשרויות הבודדות שמספיקות להושתיל אצל ילד, התקדמות מפתח על פני מאמצים מלאכותיים אחרים שיכולים להיות מגושמים מדי אפילו עבור מבוגרים קטנים יותר. כמו כל טכנולוגיות הלב המלאכותיות עד היום, למערכת יש חסרונות פוטנציאליים. החלפת השאיבה הטבעית באמצעות מדחף מכניסה את הדם לקצף הקצפה שעלול לקדם דימום פנימי, שבץ או סיבוכים אחרים. אבל לקונספט יש סיפור הצלחה מוקדם אחד לפחות.

גרסה קודמת של BiVACOR הושתלה בחולה חולה סופני, קרייג לואיס, במכון הלב של טקסס במארס 2011. לואיס חי שישה שבועות לפני שנפטר מאי ספיקת כבד וכליות הקשורה למצב הלב שלו, שהיה כה קשה עד כי אין זרם הטיפול יכול היה לספק תוחלת חיים ארוכה יותר. אבל הוא הוכיח שאפשר היה לשרוד זמן רב יותר ממה שחשבו אפשרי, רק עם הרעש המסתחרר של מדחף בתוך חזהו.