CPR dirbtinei širdžiai

Keturiuose JAV medicinos centruose chirurgai, slaugytojai ir anesteziologai tyliai šveičia, kad būtų sugrąžintas vienas iš labiausiai šmeižtų kada nors sukurtų medicinos prietaisų – dirbtinės širdies. Kiekviena iš keturių komandų buvo panaudota prieš metus Abiomed, mažai žinoma Danvers, Mass., įmonė, kurios inžinieriai daugiau nei dešimtmetį dirbo kurdami 900 gramų elektromechaninį siurblį, vadinamą PulsaCor. Teksaso širdies instituto ir Masačusetso bendrosios ligoninės chirurgai, be kita ko, dabar praktikuoja sintetinės širdies įdėjimą į veršelius. Davidas Ledermanas, Abiomed generalinis direktorius, sako, kad jie atliks operaciją žmogui iki 2000 m.

Tikėtina, kad pirmasis pacientas jau bus miręs. Ledermanas patikina, kad Abiomedas, judėdamas atsargiai, sieks leidimo atlikti chirurginį sausą nuo smegenų mirusio asmens paleidimą, kuris palaiko visą gyvybę. Prieš gydytojams ir slaugytojams užsimovus pirštines, neseniai sušaukta Abiomedo etikos patarėjų taryba kelis mėnesius prižiūrės kandidatų atranką. Be to, Ledermanas sukūrė sudėtingą kreditų pasidalijimo schemą, siekdamas užtikrinti, kad nė vienas žaidėjas nepavogs dėmesio tam, kas, jo manymu, bus labai matomas įvykis. Net sprendimas suteikti TR prieigą Abiomedo inžinieriams ir įrenginiams buvo kruopščiai apgalvotas žiniasklaidos bandymas.

Ši istorija buvo mūsų 1999 m. gegužės mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Šio nepaprasto vaikiškų pirštinių metodo priežastis yra nerami dirbtinės širdies istorija. Vienkartinis medicinos stebuklas, prietaisas dabar yra trumpame technologijų, kurias Amerikos visuomenė pavadino „Tiesiog neverta“, sąraše. Kaip tai atsidūrė kartu su viršgarsiniais lėktuvais ir atominėmis elektrinėmis, pasakojama apie 1982 m., kai Jutos universiteto chirurgų komanda ligotą 61 metų odontologo Barney Clarko širdį pakeitė prietaisu, vadinamu Jarvik. 7. Pneumatinis siurblys, maitinamas oro kabelių, einančių iš skalbimo mašinos dydžio konsolės į Klarko krūtinę, įrodė, kad mechaninė širdis gali palaikyti žmogaus gyvybę. Clarkas gyveno 112 dienų. Antrasis pacientas, gavęs Jarvik-7, Williamas Schroederis, išgyveno nuostabias 620 dienų.

Jei tai vadini gyvenimu. Bostono universiteto bioetikas George'as Annasas, eksperimentų su žmonėmis ekspertas, sako: Aš kalbėjausi su Bilu... ir jis nekentė dirbtinės širdies. Yra dalykų, kurie yra blogesni už mirtį, ir tai buvo vienas iš jų. Iki 21 dienos prietaisas užkrėtė Schroederio kraują. 420 dienų jis karščiavo. 366 dienas jis buvo maitinamas per zondą. Keturis kartus Schroederis patyrė insultą, kai širdyje susikaupę sukietėję kraujo krešuliai pateko į jo kraują. Kai išaiškėjo mirtini Jarvik-7 gedimai, žiniasklaidos proveržio ažiotažas peraugo į žiauraus ir ankstyvo eksperimento pasmerkimą.

Dabar „New York Times“ redakcijos koncepcija, kažkada vadinta „Medicinos technologijų drakula“, grįžo – ir kai kurie seni, keblūs klausimai sugrįžo. Kai kas sako, kad vyriausybės dirbtinės širdies programa (kuri iki šiol mokėjo už Abiomedo mokslinius tyrimus ir plėtrą) yra politikos, o ne mokslo būtybė. Kiti bijo dar vieno greito gung-ho chirurgų nuotykio. Ir daugelis abejoja, ar aparatas kada nors prilygs nelaimingam atsitikimui širdies transplantacijos studijoms.

Abiomedo priemiesčio laboratorijose PulsaCor pumpuojasi į sūraus vandens baką, beveik nemaišydamas plastikinių rutuliukų, kurie plūduriuoja bako paviršiuje, kad sustabdytų garavimą. Druska, imituojanti korozinį organizmo poveikį metalui, atliekama atliekant išsamius laboratorinius tyrimus, kuriais siekiama nustatyti, ar šis titano ir plastiko prietaisas gali be gedimų išpumpuoti 160 milijonų kartų, kad pajudėtų 2 milijonai litrų kraujo, kurių reikia pacientui gyventi. penkeriems metams.

Kaip ir žmogaus širdis, „PulsaCor“ turi keturis vožtuvus, kurie užtveria kraujo įėjimą ir išėjimą. Bet tuo panašumas ir baigiasi. Ši širdis turi tik dvi kameras, o ne keturis permatomus mėsainio bandelės formos plastikinius kupolus, pritvirtintus prie abiejų metalinio korpuso pusių. Šioje sandarioje ledo ritulio dydžio šerdyje yra elektros variklis, kuris varo besisukančią geležtę per hidraulinį skystį. Skystis išstumiamas prieš dvi diafragmas, kurios išspaudžia kraują iš kamerų, pro vožtuvus ir į arterijas.

Skirtingai nei Jarvik-7, Abiomed PulsaCor sukurtas taip, kad tilptų visiškai kūno viduje, kad pacientas galėtų išeiti iš ligoninės ir galbūt net grįžti į darbą. Siekiant šio tikslo, sistemoje yra implantuojama baterija ir valdiklio paketas, kuriame yra elektronika, kuri diktuoja siurblio greitį. Kiekvienas iš jų yra maždaug mažo minkšto viršelio romano dydžio, prijungtas prie siurblio, bet implantuojamas į pilvą. Kadangi ličio jonų elementas gali tiekti siurblio 12–20 vatų energijos poreikį tik maždaug valandą, jį reikės nuolat įkrauti iš nešiojamo išorinio akumuliatoriaus bloko. Pora spiralinių indukcinių ritinių – viena kūno išorėje, kita viduje – dvasios elektros energija per odą. Tai keista, bet, sako Robertas Kungas, Abiomedo inžinierių vadovas, bet koks kabelis, einantis per odą, yra kvietimas užsikrėsti.

Keletas techninių pažangų nuo „Jarvik-7“ laikų atnešė tikslą sukurti visiškai implantuojamą dirbtinę širdį. Pavyzdžiui, geresnės baterijos leidžia pašalinti išorinį maitinimo šaltinį, dėl kurio Clarkas ir Schroederis buvo pririšti prie savo ligoninės lovų. Greitesni kompiuterių procesoriai leido inžinieriams modeliuoti kraujo judėjimą per dirbtines kameras ir vožtuvus ir taip pašalinti vietas, kur kraujas gali kauptis ir krešėti.

Vis dėlto, norint sukurti itin patikimą, itin efektyvų ir pakankamai mažą siurblį, kuris tilptų į 12 centimetrų tarpą tarp stuburo ir šonkaulių narvelio, prireikė tam tikrų inžinerinių ruožų. Lenkiamųjų diafragmų įtempiai yra dideli ir nesumažėja, tačiau vengiama slenksčio, prie kurio gali susidaryti įtrūkimai. Vožtuvai yra atsparūs krešuliams, bet neatsparūs krešuliams pacientai vis tiek turės vartoti kraują skystinančius vaistus. Valdiklio paketas ir baterija nutekės į kūną šilumą, tačiau mažiau nei 2,3 milivato kvadratiniam centimetrui gali pažeisti aplinkinius audinius. Davidas Myersonas, elektros inžinierius, tapęs kardiologu iš Johnso Hopkinso universiteto, lygina dirbtinę širdį su slaptu bombonešiu: abu yra inžineriniai nuokrypiai. Jis skrenda, bet tam reikia visų jūsų gudrybių.

Inžinieriai, dirbę su dirbtinėmis širdimis, turėjo 35 metus išmokti kai kurių iš šių gudrybių. Nacionaliniai sveikatos institutai (NIH) 1964 m. įkūrė Dirbtinės širdies programos biurą, raginant Baylor College of Medicine širdies chirurgui Michaelui DeBakey. Tuo metu širdies transplantacija buvo atlikta po trejų metų, o pacientai, kurių širdis sugedo, susidūrė su tikra mirtimi. Daugelis manė, kad mechaninis pakeitimas užtruks tik dešimtmetį – „Apollo“ misijos amžiuje kraujo spaudimas per siurblį atrodė visiškai įmanomas.

Iš pradžių tikėtasi, kad galėsite paimti esamus komponentus ir juos sujungti. Tai pasirodė klaidinga prielaida, sako Johnas Watsonas, NIH Nacionalinio širdies, plaučių ir kraujo instituto (NHLBI) bioinžinerijos biuro, kuris dabar finansuoja dirbtinę širdį, direktorius. Žvelgiant iš arti, projektas buvo hidra – visur iškilo netikėtų medžiagų, galios ir dizaino iššūkių.

Technologijos nebuvo vienintelė problema. Panašu, kad simbolinė žmogaus širdies prasmė atstumia žmones, o dalyvaujantiems apakina, kokios yra kliūtys, sako Pensilvanijos universiteto medicinos antropologas Rene'as Foxas. Savo 1992 m. knygoje „Atsarginės dalys“ Fox aprašė, kaip technologinių trūkumų ir chirurginio uolumo derinys privedė prie „Jarvik-7“ fiasko.

Nuo devintojo dešimtmečio dirbtinė širdis sunkiai išgyveno ir pateko į kovą tarp politikų ir NIH lyderių. 1988 m. sausį pagal išlaidų įstatymus NHLBI buvo reikalaujama skirti 22,6 mln. USD keturiems rangovams (įskaitant „Abiomed“), kad jie suprojektuotų ir pagamintų visiškai implantuojamą dirbtinę širdį. NHLBI pareigūnai, remdamiesi netinkamomis technologijomis, po kelių mėnesių atšaukė sutartis, tik norėdami jas atkurti, kai įsikišo senjorai Tedas Kenedis ir Orrinas Hatchas (abiejų rinkėjai dirbo prie projekto). Nuo to laiko programa juda į priekį su maža fanfara, tačiau kyla įtarimų, kad politika, o ne mokslas, skatina ją į priekį.

Iki šiol NHLBI sumažino lauką nuo pradinių keturių iki dviejų komandų: Abiomedo ir Pensilvanijos valstijos universiteto (kurių širdis yra panaši į Abiomedo koncepciją, bet skiriasi detalėmis). Kiekviena komanda iš NHLBI iki šiol gavo apie 13 mln. 1997 m., pasak Ledermano, jo techniniai darbuotojai ir patarėjai padarė išvadą, kad laikas pradėti skirti Abiomedo lėšas projektui, atskirti jį nuo akademinio paketo ir žengiant į priekį NHLBI tvarkaraščiu (Pen valstijoje mokslininkai nesitiki klinikinių tyrimų. iki 2001 m.). 1998 metais „Abiomed“ į „PulsaCor“ projektą skyrė 10 milijonų dolerių, o šiemet Ledermanas tikisi išleisti dar daugiau.

Šiuo metu „Abiomed“ neturi komercinių konkurentų. Didžiulės dirbtinės širdies inžinerijos iššūkiai ir nerimastingas jos įvaizdis viešumoje, sako Victoras Poirier, Waltham, Thermo Cardiosystems generalinis direktorius Masado valstijoje, reiškia, kad vienintelė priežastis, dėl kurios žmonės ir toliau dirbo su dirbtine širdimi, yra ta, kad už tai sumokėjo vyriausybė. . „Thermo“ atsisakė savo programos prieš daugelį metų ir, kaip ir daugelis kitų aikštės žaidėjų, atkreipė dėmesį į paprastesnį implantuojamą pompą, žinomą kaip kairiojo skilvelio pagalbinis prietaisas (LVAD), kuris padeda susilpnėjusiai širdžiai, o ne ją pakeičia.

Maisto ir vaistų administracija (FDA) jau patvirtino LVAD naudojimą kaip laikiną tiltelį iki transplantacijos, kuris padeda pacientams, kuriems reikia žmogaus širdies, ištverti tol, kol atsiras donoro organas. Tiltas į transplantaciją būtų akivaizdus pradinis visiškos dirbtinės širdies pritaikymas, tačiau dėl vykstančių derybų su FDA Ledermanas nepasakys, ar tai bus pirmasis PulsaCor panaudojimas. Galiausiai, sako jis, Abiomedas planuoja įrodyti, kad dirbtinė širdis yra tvirta kaip nuolatinis implantas 315 000 amerikiečių, kurie, jo vertinimu, kasmet miršta nuo staigių širdies priepuolių ir kitų tipų ūminio širdies nepakankamumo, dėl kurio nelieka laiko transplantacijai. Tai yra didžioji dalis pacientų, su kuriais turime susidurti, sako O. H. Frazier, aukščiausios klasės Teksaso širdies instituto skalpelis ir ilgametis Abiomed bendradarbis. Mes turėjome 40-metį, kuris praėjusią naktį atėjo patyręs [širdies priepuolį] ir iš esmės jo širdis buvo sunaikinta. Vienintelis dalykas, kuris galėjo jį išgelbėti, buvo visiška dirbtinė širdis.

Ar tas 40-metis tikrai bus tipiškas dirbtinės širdies recipientas? Nuomonės skiriasi. Mehmetas Ozas, Kolumbijos presbiterijonų medicinos centro chirurgas, mano, kad prietaisas turės daug ribotą vaidmenį, visų pirma kaip pakaitalas, kai transplantacijos recipientas atmeta paaukotą širdį ir jam nebetinka. Kiti nusiteikę dar mažiau optimistiškai. Turiu tam tikrų abejonių, ar jis veiks kaip nuolatinis implantas, sako DeBakey. Istorija sako, kad tai labai sunku.

Kad ir koks būtų jų skepticizmo laipsnis, visi stebėtojai sutinka, kad atsakymus duos tik žmogaus bandymai. Ledermanas pažadėjo, kad bandymai su žmonėmis prasidės iki kitų metų pabaigos. Tačiau TR išleidus spaudą, Abiomed inžinieriai vis dar tobulino galutinį širdies dizainą; FDA reikalaus, kad „Abiomed“ laboratorijoje dirbtų nuo 12 iki 20 vienetų iki vienerių metų su mažais mechaniniais gedimais arba jų visai nėra, kad būtų galima pradėti tyrimus su žmonėmis.

Ir nors Abiomedo bandymai su gyvūnais atrodo daug žadantys, perėjimas nuo sveikų veršelių prie sergančių žmonių yra daug nežinomųjų, sako Richardas Smithas, Arizonos universiteto dirbtinės širdies programos vadovas. Kaip, pavyzdžiui, žmogaus oda reaguos į elektrai laidus ritinius? Mes turėsime mokytis taip, kaip visada mokėmės, o tai yra sunkiausias būdas, sako Smithas.

Tokia nuomonė yra plačiai paplitusi, o Alanas Snyderis, vadovaujantis inžinierių komandai, dirbančiai Penn State širdyje, perspėja, kad visuomenė turėtų turėti realių lūkesčių. Jis pastebi, kad net pacientai, kuriems tik vienas širdies vožtuvas buvo pakeistas mechaniniu pakaitalu, turi tam tikrą insulto tikimybę. Su keturiais sintetiniais vožtuvais, pasak jo, turite suprasti, kad šiems pacientams atsitiks dalykų, kurių mes norėtume, kad neatsitiktų.

„Abiomed“ Ledermanas ir toliau daro viską, ką gali, kad taptų istorija jos nekartodamas. Tačiau jokia techninė priežiūra ar etinis atsargumas, patariamosios tarybos ar žiniasklaidos bandymų atvejai negali tiksliai pasakyti, kaip PulsaCor seksis atliekant bandymus su žmonėmis. Anksčiau ar vėliau, pasak Frazier, turėsime judėti į priekį su tam tikrais neaiškumais.

paslėpti