Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про механическое устройство. Об альбоме Джонатана Култона см. « Искусственное сердце» (альбом) .
Искусственное сердце
Искусственное сердце-Лондон.JPG
Искусственное сердце в Лондонском музее науки

Искусственное сердце это устройство , которое заменяет сердце . Искусственные сердца обычно используются, чтобы сократить время до трансплантации сердца или навсегда заменить сердце в случае, если пересадка сердца невозможна. Хотя ему предшествовали другие подобные изобретения конца 1940-х годов, первым искусственным сердцем, которое было успешно имплантировано человеку, было Jarvik-7 в 1982 году, разработанное командой, в которую входили Виллем Йохан Колфф и Роберт Джарвик .

Искусственное сердце отличается от вспомогательного устройства для желудочков (VAD), предназначенного для поддержки больного сердца. Он также отличается от аппарата искусственного кровообращения , который представляет собой внешнее устройство, используемое для обеспечения функций как сердца, так и легких , которое используется только в течение нескольких часов за раз, чаще всего во время кардиохирургии .

История [ править ]

Временное тотальное искусственное сердце SynCardia

Истоки [ править ]

Синтетическая замена сердца остается долгожданным «святым Граалем» современной медицины. Очевидным преимуществом функционального искусственного сердца было бы снижение потребности в трансплантации сердца , потому что спрос на органы всегда намного превышает предложение.

Хотя сердце концептуально является насосом, оно воплощает в себе тонкости, которые не поддаются простой эмуляции с использованием синтетических материалов и источников питания. Последствия этих проблем включают серьезное отторжение инородных тел и внешние батареи, ограничивающие мобильность. Эти осложнения ограничивали продолжительность жизни первых людей-реципиентов часами или днями.

Раннее развитие [ править ]

Первое искусственное сердце было сделано советским ученым Владимиром Демиховым в 1937 году. Оно было имплантировано собаке.

2 июля 1952 года 41-летний Генри Опитек , страдающий одышкой, вошел в историю болезни в больнице Харперского университета [1] в Государственном университете Уэйна в Мичигане. Додрилл-GMR сердце машины, считается первой оперативной механическое сердце, была успешно использована при выполнении операции на сердце. [2] [3] Текущие исследования на телятах проводились в Медицинском центре Херши , Исследовательском центре на животных, в Херши, штат Пенсильвания, в течение 1970-х годов.

Форест Дьюи Додрилл , тесно сотрудничавший с Мэтью Дадли, использовал машину в 1952 году для обхода левого желудочка Генри Опитека в течение 50 минут, в то время как он открыл левое предсердие пациента и работал над восстановлением митрального клапана. В послеоперационном отчете Додрилла он отмечает: «Насколько нам известно, это первый случай выживания пациента, когда механический механизм сердца использовался, чтобы взять на себя всю функцию тела по поддержанию кровоснабжения тела, в то время как сердце был открыт и прооперирован ". [4]

АИК впервые был использован в 1953 году во время успешной операции на открытом сердце. Джон Хейшем Гиббон , изобретатель машины, провел операцию и сам разработал заменитель сердца и легких.

Вслед за этими достижениями в многочисленных исследовательских группах по всему миру возник научный интерес к разработке решения для сердечных заболеваний.

Ранние проекты тотальных искусственных сердец [ править ]

В 1949 году предшественник современного искусственного сердечного насоса был построен докторами Уильямом Сьюэллом и Уильямом Гленном из Йельской школы медицины с использованием монтажного набора , разнообразных мелочей и игрушек. Внешний насос успешно обошел сердце собаки более чем на час. [5]

Пол Винчелл изобрел искусственное сердце с помощью Генри Хеймлиха (изобретателя маневра Геймлиха ) и получил первый патент на такое устройство. Примерно в то же время университет штата Юта разработал похожий прибор, но когда они попытались запатентовать его, сердце Уинчелла было названо прототипом. Университет попросил Уинчелла пожертвовать сердце Университету Юты, что он и сделал. Существуют некоторые споры относительно того, какую часть дизайна Винчелла Роберт Ярвик использовал при создании искусственного сердца Ярвика. Хаймлих заявляет: «Я видел сердце, я видел патент и я видел буквы. Основной принцип, используемый в сердцах Винчелла и Ярвика, абсолютно одинаков. [6]«Джарвик отрицает, что какие-либо элементы дизайна Винчелла были включены в устройство, которое он изготовил для людей, которое было успешно имплантировано Барни Кларку в 1982 году.

12 декабря 1957 года Виллем Йохан Колфф , самый плодовитый изобретатель искусственных органов в мире, имплантировал искусственное сердце собаке в клинике Кливленда. Собака прожила 90 минут.

В 1958 году Доминго Лиотта начал исследования замены TAH в Лионе, Франция, а в 1959–1960 годах - в Национальном университете Кордовы , Аргентина. Он представил свою работу на собрании Американского общества искусственных внутренних органов, состоявшемся в Атлантик-Сити в марте 1961 года. На этом собрании Лиотта описал имплантацию трех типов ортотопических (внутри перикардиального мешка) ТАГ собакам, каждый из которых использовал другой источник внешней энергии: имплантируемый электродвигатель, имплантируемый вращающийся насос с внешним электродвигателем и пневматический насос. [7] [8]

В 1964 году Национальные институты здравоохранения запустили Программу искусственного сердца, цель которой - к концу десятилетия создать искусственное сердце человеку. [9] Целью программы была разработка имплантируемого искусственного сердца, включая источник питания, для замены вышедшего из строя сердца. [10]

В феврале 1966 года Адриан Кантровиц приобрел международную известность, когда он выполнил первую в мире постоянную имплантацию частичного механического сердца (вспомогательное устройство левого желудочка) в Медицинском центре Маймонида . [11]

В 1967 году Колфф покинул клинику Кливленда, чтобы основать Отделение искусственных органов в Университете Юты и продолжить свою работу над искусственным сердцем.

  1. В 1973 году теленок по имени Тони прожил 30 дней на раннем сердце Колффа.
  2. В 1975 году бык по имени Бурк прожил 90 дней на искусственном сердце.
  3. В 1976 году теленок по имени Абебе прожил 184 дня на искусственном сердце Jarvik 5.
  4. В 1981 году теленок по имени Альфред Лорд Теннисон прожил 268 дней на Джарвике 5.

За эти годы более 200 врачей, инженеров, студентов и преподавателей разработали, протестировали и улучшили искусственное сердце Колффа. Чтобы помочь управлять своими многочисленными начинаниями, Колфф назначил руководителей проектов. Каждый проект был назван в честь своего руководителя. Аспирант Роберт Ярвик был руководителем проекта по созданию искусственного сердца, которое впоследствии было переименовано в Jarvik 7.

В 1981 году Уильям ДеВрис подал в FDA запрос на разрешение имплантировать Jarvik 7 человеку. 2 декабря 1982 года Колфф имплантировал искусственное сердце Jarvik 7 Барни Кларку, дантисту из Сиэтла, который страдал от тяжелой застойной сердечной недостаточности . Кларк прожил 112 дней, привязанный к внешнему пневматическому компрессору, устройству весом около 400 фунтов (180 кг), но за это время он страдал от продолжительных периодов замешательства и нескольких случаев кровотечения, и несколько раз просил позволить ему умереть. . [12]

Первая клиническая имплантация полного искусственного сердца [ править ]

4 апреля 1969 года Доминго Лиотта и Дентон А. Кули заменили сердце умирающего на механическое сердце внутри грудной клетки в Техасском институте сердца в Хьюстоне в качестве моста для трансплантации. Мужчина проснулся и начал поправляться. Через 64 ​​часа искусственное сердце с пневматическим приводом было удалено и заменено донорским сердцем. Однако через тридцать два часа после трансплантации мужчина умер от того, что позже оказалось острой легочной инфекцией, распространившейся на оба легких, вызванной грибками, скорее всего, вызванной осложнением, связанным с приемом иммунодепрессантов . [13]

Оригинальный прототип Лиотта-Кули искусственного сердца используется в этой исторической операции на видном месте в Смитсоновский институт «s Национальный музей американской истории „Сокровища американской истории“экспоната в Вашингтоне, округ Колумбия [14]

Первые клинические применения постоянного пневматического тотального искусственного сердца [ править ]

Первое клиническое использование искусственного сердца, предназначенного для постоянной имплантации, а не моста для трансплантации, произошло в 1982 году в Университете штата Юта . Пионер в области искусственной почки Виллем Йохан Колфф начал программу искусственных органов в Юте в 1967 году. [15] Там врач-инженер Клиффорд Кван-Гетт изобрел два компонента интегрированной пневматической системы искусственного сердца: желудочек с полусферическими диафрагмами, которые не разрушали эритроциты. (проблема с прежними искусственными сердцами) и внешним сердечником, который по своей сути регулирует кровоток без необходимости использования сложных систем управления. [16] Независимо, Пол Винчеллразработал и запатентовал желудочек аналогичной формы и пожертвовал патент программе штата Юта. [17] В течение 1970-х и начале 1980-х годов ветеринар Дональд Олсен провел серию экспериментов на телятах, в ходе которых усовершенствовалось искусственное сердце и хирургическое вмешательство. В то время, будучи студентом Университета штата Юта, Роберт Джарвик объединил несколько модификаций: овальную форму, чтобы поместиться внутри груди человека, более совместимый с кровью полиуретан, разработанный биомедицинским инженером Дональдом Лайманом, и метод изготовления, разработанный Кван-Геттом. это сделало внутреннюю часть желудочков гладкой и бесшовной, чтобы уменьшить количество опасных тромбов, вызывающих инсульт. [18] 2 декабря 1982 года Уильям ДеВрисимплантировал искусственное сердце бывшему дантисту Барни Бейли Кларку (родился 21 января 1921 года), который прожил с устройством 112 дней [19] и умер 23 марта 1983 года. Билл Шредер стал вторым реципиентом и прожил рекордные 620 дней.

Вопреки распространенному мнению и ошибочным статьям в нескольких периодических изданиях, сердце Ярвика не было запрещено для постоянного использования. Сегодня современная версия Jarvik 7 известна как временное полное искусственное сердце SynCardia . Он был имплантирован более чем 1350 людям в качестве моста к трансплантации.

В середине 1980-х годов искусственные сердца приводились в действие пневматическими источниками питания размером с посудомоечную машину, чье происхождение восходит к доильным машинам Альфа Лаваль . Более того, два катетера большого размера должны были пересечь стенку тела, чтобы передавать пневматические импульсы к имплантированному сердцу, что значительно увеличивало риск заражения. Чтобы ускорить разработку технологий нового поколения, Национальный институт сердца, легких и крови объявил конкурс на имплантируемые искусственные сердца с электрическим приводом. Финансирование получили три группы: клиника Кливленда в Кливленде, штат Огайо; Медицинский колледж Университета штата Пенсильвания ( Penn State Hershey Medical Center) в Херши, штат Пенсильвания; и AbioMed, Inc. из Данверс, Массачусетс. Несмотря на значительный прогресс, Кливлендская программа была прекращена через первые пять лет.

Первое клиническое применение внутригрудного насоса [ править ]

19 июля 1963 года Э. Стэнли Кроуфорд и Доминго Лиотта имплантировали первое клиническое вспомогательное устройство для левого желудочка (LVAD) в Методистской больнице в Хьюстоне, штат Техас, пациенту, у которого после операции была остановка сердца. Пациент прожил четыре дня при механической поддержке, но не оправился от осложнений, связанных с остановкой сердца; наконец, помпа была прекращена, и пациент умер.

Первое клиническое применение паракорпорального насоса [ править ]

1966 г. Устройство вспомогательного желудочкового ассистирования Дебейки . [20]

21 апреля 1966 года Майкл Дебейки и Лиотта имплантировали первую клиническую LVAD в паракорпоральном положении (где внешний насос находится сбоку от пациента) в Методистской больнице в Хьюстоне пациенту, перенесшему кардиогенный шок после операции на сердце. У пациента развились неврологические и легочные осложнения, и он умер через несколько дней после механической поддержки LVAD. В октябре 1966 года DeBakey и Liotta имплантировали паракорпоральный LVAD Лиотта-ДеБейки новому пациенту, который хорошо выздоровел и был выписан из больницы после 10 дней механической поддержки, что стало первым успешным применением LVAD при посткардиотомическом шоке.

Первый пациент с VAD, выписанный из больницы, одобренный FDA [ править ]

В 1990 году Брайан Уильямс был выписан из Медицинского центра Университета Питтсбурга (UPMC), став первым пациентом с VAD, выписанным с разрешения Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA). [21] Пациента частично поддержали биоинженеры из Института Макгоуэна Питтсбургского университета. [21] [22]

Всего искусственных сердец [ править ]

Утвержденные медицинские устройства [ править ]

SynCardia [ править ]

SynCardia - это компания, базирующаяся в Тусоне, штат Аризона, которая в настоящее время предлагает две отдельные модели. Он доступен в размерах 70 куб. См и 50 куб. См. 70 см3 используется при бивентрикулярной сердечной недостаточности у взрослых мужчин, а 50 см3 - для детей и женщин. [23] Поскольку результаты хороших с TAH , как мост к трансплантации сердца накопленным, суд над CardioWest TAH (разработано с Jarvik 7 и теперь продаются как SynCardia TAH) был начат в 1993 году и завершен в 2002 г. [24] SynCardia была впервые одобрена для использования в 2004 году Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США . [25]

По состоянию на 2014 год более 1250 пациентов получили искусственное сердце SynCardia. [26] [27] Устройство требует использования внутрибольничного драйвера Companion 2, одобренного FDA в 2012 году, или Freedom Driver System, одобренного в 2014 году, что позволяет некоторым пациентам возвращаться домой для работы сердца. импульсы воздуха. [25] Водители также контролируют кровоток в каждом желудочке. [28]

В 2016 году Syncardia подала заявление о защите от банкротства и позже была приобретена частной инвестиционной компанией Versa Capital Management. [29]

В европейском отчете за январь 2019 года говорится, что «в настоящее время на рынке есть только одно полностью искусственное сердце, разработанное американской компанией SynCardia». [30]

Кармат биопротез сердца [ править ]

Искусственное сердце Кармат.

27 октября 2008 года французский профессор и ведущий специалист по пересадке сердца Ален Ф. Карпентье объявил, что полностью имплантируемое искусственное сердце будет готово для клинических испытаний к 2011 году и для альтернативной трансплантации в 2013 году. Оно было разработано и будет производиться им, биомедицинской фирмой. CARMAT SA , [31] и венчурная компания Truffle Capital. Прототип использовали встроенные электронные датчики и был сделан из химически обработанных тканей животных, называемых «биоматериалы», или «псевдо-кожи» из биосинтетических , микропористых материалов . [32]

Согласно пресс-релизу Carmat от 20 декабря 2013 года, первая имплантация его искусственного сердца 75-летнему пациенту была проведена 18 декабря 2013 года командой Европейского госпиталя Жоржа Помпиду в Париже (Франция). [33] Пациент умер через 75 дней после операции. [34]

В конструкции Carmat каждая из двух камер разделена мембраной, удерживающей гидравлическую жидкость с одной стороны. Моторизованный насос перемещает гидравлическую жидкость в камеры и из них, и эта жидкость заставляет мембрану двигаться; кровь течет через другую сторону каждой мембраны. Сторона мембраны, обращенная к крови, сделана из ткани, полученной из мешочка, окружающего сердце коровы, чтобы сделать устройство более биосовместимым. В устройстве Carmat также используются клапаны из ткани сердца коровы и датчики для определения повышенного давления внутри устройства. Эта информация отправляется в систему внутреннего контроля, которая может регулировать скорость потока в ответ на повышенный спрос, например, когда пациент тренируется. [35] Это отличает его от предыдущих конструкций, в которых поддерживается постоянный расход.

Устройство Carmat, в отличие от предыдущих разработок, предназначено для использования в случаях терминальной сердечной недостаточности, а не в качестве мостовидного протеза, пока пациент ожидает трансплантации. [36] При весе 900 граммов он почти в три раза больше обычного сердца и предназначен в первую очередь для мужчин с ожирением. Это также требует, чтобы пациент носил с собой дополнительную литий-ионную батарею. Предполагаемый срок службы искусственного сердца составляет около 5 лет (230 миллионов ударов). [37]

В 2016 году испытания «полностью искусственного сердца» Carmat были запрещены Национальным агентством по безопасности и медицине в Европе после подтверждения коротких показателей выживаемости. Запрет был снят в мае 2017 года. Тогда в европейском отчете говорилось, что клеточная терапия Celyad C-Cure для лечения ишемической сердечной недостаточности [38] «может помочь только субпопуляции участников исследования фазы III, и Кармат будет надеяться, что его искусственное сердце сможет лечить большее количество пациентов с сердечной недостаточностью ». [39]

В обновлении от января 2019 года в Европе говорится, что единственным полностью искусственным сердцем на рынке в настоящее время является устройство SynCardia и что искусственное сердце Кармат («предназначенное для саморегуляции, изменения кровотока в зависимости от физической активности пациента») все еще находится в ранняя стадия испытаний. В этом отчете также указывалось, что Carmat на самом деле все еще надеялся «получить одобрение рынка для своего имплантата в этом году, но теперь стремится достичь этого в следующем году. Одна из причин этого заключается в том, что сложная технология подвергалась доработке в процессе производства. процесс". [30]

Искусственное сердце Carmat было одобрено для продажи в Европейском Союзе, получив маркировку CE 22 декабря 2020 года. [40] После объявления этой новости цена его акций выросла более чем на треть. [41]

Исторические прототипы [ править ]

Тотальный искусственный сердечный насос [ править ]

Армии США искусственное сердце насос был компактный, пневматический блок , разработанный доктором Кеннетом Вудворд на Гарри Алмазной лаборатории в начале и середине 1960-х годов. [42] [43] Армейский сердечный насос был частично сделан из оргстекла и состоял из двух клапанов, камеры и всасывающей заслонки. [42] Насос работал без каких-либо движущихся частей по принципу усиления жидкости, обеспечивая источник пульсирующего давления воздуха, напоминающий сердцебиение. [43]

ПОЛЬВАД [ править ]

С 1991 года Фонд развития кардиохирургии (FRK) в Забже , Польша, работает над созданием искусственного сердца. В наши дни [ когда? ] Польская система поддержки сердца POLCAS состоит из искусственного желудочка POLVAD-MEV и трех контроллеров POLPDU-401, POLPDU-402 и POLPDU-501. Представленные устройства рассчитаны на обслуживание только одного пациента. Блоки управления серий 401 и 402 могут использоваться только в больнице из-за их большого размера, способа управления и типа источника питания. Контроль [44] агрегат 501 серии - новейшая разработка ФРК. Благодаря своим меньшим размерам и весу это значительно более мобильное решение. По этой причине его также можно использовать во время контролируемого лечения, проводимого вне больницы.

Феникс-7 [ править ]

В июне 1996 года 46-летнему мужчине была сделана полная имплантация искусственного сердца, которую сделал Дженг Вэй в больнице общего профиля Cheng-Hsin [45] на Тайване . Это технологически продвинутое пневматическое полное искусственное сердце Phoenix-7 было изготовлено тайваньским дантистом Кельвином К. Ченгом , китайским врачом Т.М. Као и его коллегами из Тайваньского исследовательского центра TAH в Тайнане , Тайвань . При использовании этого экспериментального искусственного сердца АД пациента поддерживалось на уровне 90-100 / 40-55 мм рт.ст., а сердечный выброс - 4,2-5,8 л / мин. [46]Затем пациенту была сделана первая в мире успешная комбинированная трансплантация сердца и почки после соединения искусственным сердцем. [47]

Abiomed hearts [ править ]

Впервые AbioCor был имплантирован пациенту хирургическим путем 3 июля 2001 года. [48] AbioCor изготовлен из титана и пластика и имеет вес 0,9 кг (два фунта), а его внутренняя батарея может заряжаться с помощью трансдукции. устройство, которое передает энергию через кожу. [48] Внутреннего аккумулятора хватает на полчаса, а внешнего переносного аккумулятора - на четыре часа. [49] 5 сентября 2006 года FDA объявило, что AbioCor может быть имплантирован для использования в гуманитарных целях после того, как устройство было протестировано на 15 пациентах. [50] Он предназначен для пациентов в критическом состоянии, которым не может быть сделана трансплантация сердца. [50]Некоторые ограничения нынешнего AbioCor заключаются в том, что его размер делает его подходящим для менее чем 50% женского населения и только около 50% мужского населения, а его полезный срок службы составляет всего 1-2 года. [51]

Объединив клапанные желудочки с технологией управления и роликовым винтом, разработанными в Пенсильвании, AbioMed разработала более стабильное сердце меньшего размера - AbioCor II. Этот насос, который должен быть имплантирован большинству мужчин и 50% женщин с продолжительностью жизни до пяти лет [51], проходил испытания на животных в 2005 году, и компания надеялась получить одобрение FDA для использования людьми в 2008 году [52]. ] После большого количества экспериментов Abiomed отказался от разработки общих официальных сердец с 2015 года. [53] Abiomed с 2019 года продает только сердечные насосы, [54] «предназначенные для перекачивания крови пациентам, нуждающимся в краткосрочной поддержке ( до 6 дней) » [55], которые не являются полностью искусственными сердцами.

Фрейзер-Кон [ править ]

12 марта 2011 года О. Фрейзер и Уильям Кон имплантировали экспериментальное искусственное сердце 55-летнему Крейгу Льюису в Техасском институте сердца в Хьюстоне . Устройство представляет собой комбинацию двух модифицированных насосов HeartMate II, которые в настоящее время проходят испытания на коровах . [56]

Фрейзер и Кон входят в правление компании BiVACOR, разрабатывающей искусственное сердце. [57] [58] BiVACOR был протестирован в качестве замены сердца у овцы. [59] [60]

Пока что искусственное сердце Фрейзера и Кона принесло пользу только одному человеку. Крейг Льюис страдал от амилоидоза в 2011 году, когда его сердце не выдержало, и врачи заявили, что ему осталось жить от 12 до 24 часов. После получения разрешения от его семьи Фрейзер и Кон заменили его сердце своим устройством. Льюис прожил еще 5 недель после операции; в конце концов он скончался от печеночной и почечной недостаточности из-за амилоидоза, после чего его семья попросила отключить его искусственное сердце. [61]

Мягкое тотальное искусственное сердце, разработанное в лаборатории функциональных материалов ETH Zürich

Текущие прототипы [ править ]

Мягкое искусственное сердце [ править ]

10 июля 2017 года Николас Корс и его коллеги представили новую концепцию мягкого тотального искусственного сердца в Журнале искусственных органов. [62] Сердце было разработано в Лаборатории функциональных материалов ETH Zurich . [63] (Корс был включен в список докторантов в группе под руководством профессора Венделина Старка из ETH Zurich.) [64]

Мягкое искусственное сердце (SAH) было создано из силикона с помощью технологии 3D-печати. SAH - это силиконовый моноблок. Он весит 390 г, имеет объем 679 см 3 и управляется сжатым воздухом. «Наша цель - разработать искусственное сердце, которое примерно того же размера, что и собственное сердце пациента, и которое максимально точно имитирует человеческое сердце по форме и функциям», - сказал Корс в интервью. [65] САК в основном движется и работает как настоящее сердце, но в настоящее время бьется только на 3000 ударов (что соответствует продолжительности от 30 до 50 минут для сердцебиения среднего человека) [66] в гибридной имитационной циркуляционной машине. [67]После этого произошел разрыв силиконовой мембраны (толщиной 2,3 мм) между левым желудочком и камерой расширения воздуха. [68]

Срок службы более позднего прототипа Cohrs (с использованием различных полимеров вместо силикона) [67] все еще был ограничен, согласно отчетам в начале 2018 года, поскольку эта модель обеспечивала полезный срок службы в 1 миллион сердечных сокращений, примерно десять дней в человеческом теле. . [69] В то время Корс и его команда экспериментировали с программным обеспечением САПР и 3D-печатью, стремясь разработать модель, которая прослужила бы до 15 лет. «Мы не можем точно предсказать, когда мы сможем получить окончательное рабочее сердце, которое удовлетворяет всем требованиям и будет готово к имплантации. Обычно это занимает годы», - сказал Корс. [70]

Другое [ править ]

Центробежный насос [71] [72] или насос осевого потока [73] [74] можно использовать в качестве искусственного сердца, в результате чего пациент жив без импульса . Другие конструкции искусственного сердца без пульса включают HeartMate II от Thoratec, в котором используется винт Архимеда ; и экспериментальное искусственное сердце, разработанное Бадом Фрейзером и Билли Коном, с использованием турбин, вращающихся со скоростью от 8000 до 12000 об / мин. [75]

Было описано центробежное искусственное сердце, которое попеременно качает малый и большой круг кровообращения , вызывая пульс. [76]

Исследователи построили сердце из пены. Сердце сделано из гибкого силикона и работает с внешним насосом, проталкивая воздух и жидкости через сердце. В настоящее время его нельзя имплантировать людям, но это многообещающее начало для искусственного сердца. [77]

Гибридные вспомогательные устройства [ править ]

Основная статья: желудочковое вспомогательное устройство

Пациенты, у которых сохранилась какая-то функция сердца, но которые больше не могут нормально жить, могут быть кандидатами на вспомогательные устройства для желудочков (VAD), которые не заменяют человеческое сердце, а дополняют его, беря на себя большую часть функции.

Первое вспомогательное устройство для левого желудочка (LVAD) было создано Доминго Лиоттой в Медицинском колледже Бейлора в Хьюстоне в 1962 году [78].

Другой VAD, Kantrowitz CardioVad, разработанный Адрианом Кантровицем, стимулирует естественное сердце, выполняя более 50% его функций. [79] Кроме того, VAD может помочь пациентам, ожидающим пересадки сердца. У молодого человека это устройство может отсрочить необходимость в трансплантации на 10–15 лет или даже позволить сердцу восстановиться, и в этом случае VAD можно удалить. [79] Искусственное сердце питается от аккумулятора, который необходимо менять несколько раз, пока он работает.

Первое устройство помощи сердцу было одобрено FDA в 1994 году, а еще два получили одобрение в 1998 году. [80] В то время как оригинальные вспомогательные устройства имитировали пульсирующее сердце, более новые версии, такие как Heartmate II, [81], разработанные в Техасе. Институт сердца Хьюстона обеспечивает непрерывный поток. Эти насосы (которые могут быть центробежными или осевыми ) меньше по размеру, потенциально более надежны и служат дольше, чем нынешнее поколение насосов для полной замены сердца. Еще одним важным преимуществом VAD является то, что у пациента сохраняется естественное сердце, которое все еще может функционировать в качестве временной поддержки, если механический насос остановится. Это может обеспечить достаточную поддержку, чтобы сохранить жизнь пациенту до тех пор, пока не будет реализовано решение проблемы.

В августе 2006 года в Детской больнице Столлери в Эдмонтоне , Альберта, 15-летней девочке было имплантировано искусственное сердце . Он должен был действовать как временное приспособление, пока не будет найдено донорское сердце. Вместо этого искусственное сердце (так называемое Берлинское сердце ) позволило естественным процессам произойти, и ее сердце зажило само по себе. Через 146 дней Берлинское сердце было удалено, и сердце девочки нормально функционировало само по себе. [82] 16 декабря 2011 г. Berlin Heart получил одобрение FDA США . С тех пор устройство было успешно имплантировано нескольким детям, в том числе 4-летней гондурасской девочке в Детской больнице Бостона . [83]

Некоторые вспомогательные устройства для поддержания желудочков с непрерывным потоком были одобрены для использования в Европейском Союзе и, по состоянию на август 2007 года, проходили клинические испытания на одобрение FDA.

В 2012 году 55-летний техасец Крейг Льюис обратился в Техасский институт сердца с тяжелым случаем сердечного амилоидоза . Ему сделали экспериментальную пересадку искусственного сердца с непрерывным потоком, которая спасла ему жизнь. Льюис умер через 5 недель от печеночной недостаточности после того, как впал в кому из-за амилоидоза . [75]

В 2012 году исследование, опубликованное в Медицинском журнале Новой Англии, сравнивало Берлинское сердце с экстракорпоральной мембранной оксигенацией (ЭКМО) и пришло к выводу, что «вспомогательное устройство желудочков, доступное в нескольких размерах для использования у детей в качестве моста к трансплантации сердца [например, Berlin Heart] был связан со значительно более высокой выживаемостью по сравнению с ЭКМО ». [84] Основной автор исследования, Чарльз Д. Фрейзер-младший, главный хирург Детской больницы Техаса, пояснил: «Благодаря Berlin Heart у нас есть более эффективная терапия, которую мы можем предложить пациентам на более раннем этапе лечения сердечной недостаточности. Когда мы сидим с родителями, у нас есть реальные данные, чтобы они могли принять обоснованное решение. Это огромный шаг вперед ». [85]

Страдая от сердечной недостаточности в терминальной стадии, бывший вице-президент Дик Чейни в июле 2010 года перенес операцию по имплантации VAD в больнице INOVA Fairfax в Фэрфаксе, штат Вирджиния. В 2012 году ему сделали пересадку сердца в возрасте 71 года после 20 месяцев ожидания в очереди.

См. Также [ править ]

  • Искусственный клапан сердца

Ссылки [ править ]

Общие ссылки [ править ]

  • Джордж Б. Гриффенхаген и Кэлвин Х. Хьюз. История механического сердца . Смитсоновский отчет за 1955 г. (Pub. 4241): 339–356, 1956.
  • «Донор спасает детройтского пастора, живущего на искусственном сердце» . Fox News. 18 мая 2018

Встроенные цитаты [ править ]

  1. ^ https://web.archive.org/web/20070820123708/http://www.harperhospital.org/harper/
  2. ^ "Механическое сердце празднует 50 лет спасения жизни" . Американская Ассоциация Сердца. 9 февраля 2008 года. Архивировано 21 ноября 2010 года . Проверено 8 марта 2013 года .и «Механическое сердце отмечает 50 лет спасения жизни» . Архивировано 19 августа 2016 года . Дата обращения 3 июня 2015 ..
  3. ^ "50 лет первой операции на открытом сердце - Новости" . 13 февраля 2018. Архивировано 1 мая 2015 года.
  4. ^ Стивенсон Ларри W; и другие. (2002). «Сердце Мичигана: первая в мире успешная операция на открытом сердце?». Журнал кардиохирургии . 17 (3): 238–246. DOI : 10.1111 / j.1540-8191.2002.tb01209.x . PMID 12489911 . S2CID 37404105 .  
  5. ^ Lavietes, Стюарт. Уильям Гленн, 88 лет, хирург, который изобрел процедуру на сердце. Архивировано 10 августа 2017 г. в Wayback Machine , The New York Times , 17 марта 2003 г. По состоянию на 21 мая 2009 г.
  6. ^ "jarvik7.jpg (625x800 пикселей)" . emory.edu . 18 августа 2016 года Архивировано из оригинала 18 августа 2016 года.
  7. ^ «Искусственное сердце в груди: предварительный отчет». Пер. Амер. Soc. Интер. Органы . 7 : 318. 1961.
  8. ^ "Экспериментальная абляция и замена керосина на искусственное внутригрудное тело". Lyon Cirurgical . 57 : 704.1961.
  9. ^ Сандип Джаухар: Искусственное сердце. Медицинский журнал Новой Англии (2004): 542–544.
  10. ^ Хван, Нед ХК; Ву, Савио Л.-Й. (31 декабря 2003 г.). Frontiers in Biomedical Engineering: Proceedings of the World Congress for Chinese Biomedical Engineers . Springer Science & Business Media. ISBN 9780306477164 - через Google Книги.
  11. Перейти ↑ Cooley, DA (2009). «In Memoriam: Адриан Кантровиц 1918–2008» . Журнал Техасского института сердца . 36 (1): 1–3. PMC 2676518 . 
  12. Перейти ↑ Barron H. Lerner, MD (1 декабря 2007 г.). «25 лет искусственному сердцу Барни Кларка» . Знаменитости Здоровье . HealthDiaries.com. Архивировано из оригинального 29 июня 2011 года . Проверено 15 ноября 2010 года .
  13. ^ Ортотопический кардиопротез для двухэтапной замены сердца. Am J Cardio 1969; 24: 723–730.
  14. ↑ «Сокровища американской истории». Архивировано 29 июня 2011 г. в Wikiwix, Национальном музее американской истории.
  15. ^ Запасные части: Замена органа в американском обществе. Рене К. Фокс и Джудит П. Свази. Нью-Йорк: издательство Оксфордского университета; 1992, стр. 102–104.
  16. ↑ Kwan-Gett CS, Van Kampen KR, Kawai J, Eastwood N, Kolff WJ (декабрь 1971 г.). «Результаты тотальной имплантации искусственного сердца телятам» . Журнал торакальной и сердечно-сосудистой хирургии . 62 (6): 880–889. DOI : 10.1016 / S0022-5223 (19) 41978-8 . PMID 5129391 . 
  17. ^ "Сердце Винчелла" . Время . 12 марта 1973 года. Архивировано 6 сентября 2010 года . Проверено 25 апреля 2010 года .
  18. ^ "Колфф" . Архивировано 7 октября 2008 года.
  19. ^ Кук, Джейсон А .; Shah, Keyur B .; Quader, Mohammed A .; Кук, Ричард Х .; Касираджан, Виннешвар; Рао, Крис К .; Смоллфилд, Мелисса С.; Чукина, Инна; Тан, Дэниел Г. (20 ноября 2015 г.). «Тотальное искусственное сердце» . Журнал торакальных болезней . 7 (12): 2172–2180. DOI : 10.3978 / j.issn.2072-1439.2015.10.70 . PMC 4703693 . PMID 26793338 .  
  20. ^ «Доктор Дентон Кули и доктор Майкл Э. Дебейки: Рок-звезды хьюстонской медицины» . Хьюстонские хроники . 3 апреля 2014 года. Архивировано 14 марта 2015 года . Проверено 7 марта 2015 года .
  21. ^ a b «Революционная забота о терпящих поражение сердцах - Благотворительный фонд Уильяма Г. Макгоуэна» . Архивировано из оригинального 13 мая 2016 года . Проверено 27 апреля 2016 года .
  22. ^ "25-летие Питтсбурга первого пациента с VAD, выписанного из больницы - регенеративная медицина в Институте Макгоуэна" . Архивировано 29 июня 2016 года.
  23. ^ «Два размера, предназначенные для лечения большинства пациентов» . SynCardia . 16 ноября 2015 года. Архивировано 17 ноября 2015 года.
  24. ^ Copeland JG, Smith RG, Arabia FA и др. (2004). «Замена сердца полным искусственным сердцем как мост к трансплантации». N Engl J Med . 351 (9): 859–67. DOI : 10.1056 / nejmoa040186 . PMID 15329423 . 
  25. ^ a b Келли, Сьюзен (20 августа 2018 г.). «FDA обнаружило более высокую смертность и частоту инсультов для последнего искусственного сердечника SynCardia» . MedTech Dive . Промышленность Dive, Inc . Проверено 14 января 2021 года .
  26. ^ «Новый рекорд - 161 тотальный искусственный имплантат SynCardia, установленный в 2013 году» . SynCardia . 7 января 2014. Архивировано 13 января 2016 года . Проверено 11 июня +2016 .
  27. ^ Torregrossa G, Morshuis M, Varghese R и др. (2014). «Результаты тотального искусственного сердца SynCardia за 1 год». АСАИО Дж . 60 (6): 626–34. DOI : 10,1097 / MAT.0000000000000132 . PMID 25158888 . S2CID 22560256 .   У одного пациента искусственное сердце длилось 1374 дня, то есть почти четыре года.
  28. ^ «Служба трансплантологии UCLA, Лос-Анджелес, Калифорния» . transplants.ucla.edu . Архивировано 6 августа 2016 года.
  29. ^ "Сердце Кармат замирает с очередной задержкой" . 15 января 2019.
  30. ^ a b «Искусственное сердце дает надежду пациентам с сердечной недостаточностью» . 16 января 2019.
  31. ^ Аторсоли, Альбертина Торсоли. «Синтетическое сердце, которое продолжает тикать» . Архивировано 6 августа 2016 года.
  32. ^ "Сердце Кармат, - Технология, лежащая в основе протеза" . Архивировано из оригинального 29 июня 2013 года.
  33. ^ "Первая имплантация человека биопротеза искусственного сердца CARMAT" . Архивировано из оригинального 24 декабря 2013 года.
  34. ^ "Первый пациент, которому установили искусственное сердце Carmat, умирает" . Рейтер . 3 марта 2014. Архивировано 30 сентября 2015 года.
  35. ^ Rojahn, Сьюзен Янг. «Биология и машина объединяются в новом искусственном сердце» .
  36. ^ "Кармат пациента с искусственным сердцем в хорошем состоянии: больница" . Рейтер . 30 декабря 2013. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  37. ^ Polska, Wirtualna. "Pierwsze wszczepione na stałe sztuczne serce bije już w ludzkiej piersi - TechTrendy.pl" . Архивировано из оригинала на 30 декабря 2013 года . Проверено 27 декабря 2013 года .
  38. ^ «Селяд получает FDA Fast Track для решения проблемы сердечной недостаточности с помощью клеточной терапии» . 11 мая 2017.
  39. ^ «Имплантация искусственного сердца Кармата начинается в Дании, чтобы побить низкий уровень регистрации» . 21 февраля 2018.
  40. ^ https://www.bloomberg.com/press-releases/2020-12-23/carmat-receives-the-ce-marking-for-its-total-artificial-heart
  41. ^ https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-12-24/france-s-carmat-soars-as-artificial-heart-hopes-become-reality
  42. ^ a b Маккеллар, Шелли (3 января 2018 г.). Искусственные сердца: Очарование и амбивалентность спорной медицинской техники . JHU Press. ISBN 9781421423555.
  43. ^ a b Механические устройства в помощь больному сердцу: Материалы . Национальные академии. 1966 г.
  44. ^ Файдек, Бартломей; Янишовский, Кшиштоф (2014). Система автоматического управления желудочковым вспомогательным устройством . С. 874–879. DOI : 10.1109 / MMAR.2014.6957472 . ISBN 978-1-4799-5081-2. S2CID  13070912 .
  45. ^ "Больница общего профиля Чэн-Син" . Архивировано из оригинала на 1 февраля 2015 года.
  46. Перейти ↑ Hsu, Cheung-HWA (2001). «In vivo и клиническое исследование полного искусственного сердца Phoenix-7» . Биомедицинская инженерия: приложения, основы и коммуникации . 13 (3): 133–139. DOI : 10.4015 / S1016237201000170 .
  47. ^ Wei J .; Cheng KK; Tung DY; Чанг CY; Ван WM; Чуанг YC (1998). «Успешное использование тотального искусственного сердца Phoenix-7». Трансплантация . 30 (7): 3403–4. DOI : 10.1016 / s0041-1345 (98) 01078-1 . PMID 9838499 . 
  48. ^ a b «Пациенту сначала полностью имплантируют искусственное сердце» . CNN.com. 3 июля 2001. Архивировано 7 июня 2008 года . Проверено 13 июля 2008 года .
  49. ^ «Часто задаваемые вопросы об AbioCor» . AbioMed. Архивировано из оригинала 3 июля 2008 года . Проверено 13 июля 2008 года .
  50. ^ a b «FDA одобряет первое полностью имплантированное постоянное искусственное сердце для гуманитарного использования» . FDA.gov. 5 сентября 2006 года. Архивировано 8 октября 2008 года . Проверено 13 июля 2008 года .
  51. ^ a b "Сойдемся ли мы с машинами?" . popsci.com. 1 августа 2005 года архивации от оригинала 19 июля 2008 года . Проверено 13 июля 2008 года .
  52. ^ "14-й пациент с искусственным сердцем умирает: интервью Newsmaker с Робертом Кунгом, доктором философии" . medscape.com. 11 ноября 2004 года. Архивировано 25 апреля 2013 года . Проверено 13 июля 2008 года .
  53. ^ Leprince, P. (6 октября 2015). «Полное искусственное сердце: что нового?» (PDF) . Новости дня - EACTS . Европейская ассоциация кардио-торакальной хирургии. п. 7. Архивировано из оригинального (PDF) 15 марта 2016 года . Проверено 15 марта 2016 года .
  54. ^ "ABIOMED | Impella®" .
  55. ↑ Health, Центр радиологических устройств (3 июня 2019 г.). «Системы поддержки желудочков Impella - P140003 / S018» . FDA .
  56. ^ Бергер, Эрик. «Новое искусственное сердце« скачок вперед » » . Хьюстонские хроники . Архивировано 26 марта 2011 года . Проверено 23 марта 2011 года .
  57. ^ «Донор приближает изобретателя искусственного сердца к Хьюстону» . Хьюстонские хроники . 14 января 2013 года. Архивировано 25 сентября 2015 года.
  58. ^ "Жизнь без пульса: Разработка лучшего искусственного сердца" . CNN . 4 декабря 2013. Архивировано 9 апреля 2014 года.
  59. ^ «BiVACOR надеется собрать 5 миллионов долларов» . Курьерская почта . 7 марта 2015.
  60. ^ «Прорыв в бионическом сердце: ученые пересаживают устройство овцам, надеются на клинические испытания» . ABC News . Австралийская радиовещательная корпорация. 7 марта 2015 года. Архивировано 9 марта 2015 года.
  61. ^ «Ходячие мертвецы - первый человек, способный выжить без сердца или пульса» . Бам Маргера . Архивировано из оригинала 5 апреля 2015 года . Проверено 4 апреля 2015 года .
  62. ^ Cohrs Николас H (2017). «Мягкая общая искусственная оценка концепции Heart-First на гибридной фиктивной циркуляции». Искусственные органы . 41 (10): 948–958. DOI : 10.1111 / aor.12956 . PMID 28691283 . S2CID 6544670 .  
  63. ^ «Наша работа над мягкими искусственными сердцами освещена в СМИ» . www.fml.ethz.ch . Архивировано 5 августа 2017 года.
  64. ^ "Это трехмерное искусственное сердце действительно бьется" . CNN. 20 июля 2017 . Проверено 12 марта 2019 . Венделин Старк, профессор инженерии функциональных материалов в Швейцарском научно-техническом университете, вместе со своим докторантом Николасом Корсом и другими исследователями создал пульсирующее сердце, используя технику воскового литья.
  65. ^ «Тестирование мягкого искусственного сердца» . www.ethz.ch . Архивировано 21 июля 2017 года.
  66. ^ ETH Zürich (12 июля 2017 г.). «Тестирование мягкого искусственного сердца» . Архивировано 21 июля 2017 года - через YouTube.
  67. ^ a b «Ученые, разрабатывающие более мягкое и долговечное искусственное сердце» . Линия здоровья. 6 января 2018 . Проверено 12 марта 2019 .
  68. ^ Cohrs, NH; Петру, А .; Loepfe, M .; Yliruka, M .; Шумахер, CM; Kohll, AX; Starck, CT; Schmid Daners, M .; Мебольдт, М .; Фальк, В .; Старк, WJ (2017). «Дополнительная информация - Мягкое тотальное искусственное сердце - первая оценка концепции гибридного имитационного тиража». Искусственные органы . 41 (10): 948–958. DOI : 10.1111 / aor.12956 . PMID 28691283 . S2CID 6544670 .  
  69. ^ «Ученые, разрабатывающие более мягкое и долговечное искусственное сердце» . CNBC. 2 марта 2018 . Проверено 12 марта 2019 . Швейцарская группа опубликовала результаты в журнале Artificial Organs в прошлом году. Сердце продержалось 3000 ударов, или около 30 минут, прежде чем разорваться. «Он всегда разрывался в одном и том же месте», - сказал Корс. В настоящее время они работают над новым прототипом с оптимизированной геометрией, чтобы исправить структурные проблемы, а также над новым, более прочным материалом. В последнем тесте новый прототип продержался 1 миллион ударов, прежде чем эксперимент был остановлен.
  70. ^ «Ученые, разрабатывающие более мягкое и долговечное искусственное сердце» . Линия здоровья. 6 января 2018 . Проверено 12 марта 2019 . Нашей конечной целью, конечно же, было бы мягкое искусственное сердце, которое могло бы обеспечивать физиологический естественный кровоток, иметь достаточный срок службы и не вызывать побочных эффектов, - сказал Корс. - Возможно ли это, пока неизвестно, но мы были счастливы с первыми результатами.
  71. ↑ Black, Rosemary (5 января 2011 г.). «У бывшего вице-президента Дика Чейни сейчас нет пульса» . Ежедневные новости . Нью-Йорк. Архивировано 18 апреля 2012 года.
  72. ^ "Импульсные насосы и искусственные сердца" . Архивировано 7 марта 2016 года.
  73. ^ Европейская больница. «Жизнь без пульса о здравоохранении в Европе» . Архивировано из оригинала 5 октября 2011 года . Проверено 14 апреля 2011 года .
  74. ↑ Дэн Баум: Нет пульса: как врачи заново изобрели человеческое сердце. Архивировано 4 ноября 2012 года в Wayback Machine . 2012-02-29.
  75. ^ Imachi К, Chinzei Т, Эйб У, Мабучи К, Иманиши К, Ёнэдзава Т, Kouno А, Т Оно, Ацуми К, Изояма Т (1991). «Новое пульсирующее полное искусственное сердце с использованием одного центробежного насоса». ASAIO Trans . 37 (3): M242-3. PMID 1751129 . 
  76. ^ «Новое искусственное сердце из пены» . Популярная наука . 1 октября 2015 года. Архивировано 5 декабря 2015 года.
  77. ^ Длительное искусственное кровообращение после операции на сердце или аорте. Длительное частичное шунтирование левого желудочка с помощью интракорпорального кровообращения. Эта статья была финалистом конкурса молодых исследователей Американского колледжа кардиологии. Денвер, май 1962 г. J. Cardiol. 1963, 12: 399–404.
  78. ^ a b Митька Майк (2001). «Испытания на Среднем Западе устройства для сердечной помощи». Журнал Американской медицинской ассоциации . 286 (21): 2661. DOI : 10,1001 / jama.286.21.2661 . PMID 11730426 . 
  79. ^ FDA УТВЕРЖДАЕТ ДВА ПОРТАТИВНЫХ СЕРДЕЧНЫХ УСТРОЙСТВА. Архивировано 14 июня 2007 г.в Wayback Machine на FDA.gov.
  80. ^ Искусственное сердце, которое не бьется на TechnologyReview.com
  81. ^ "Берлинское сердце" . Архивировано 16 октября 2007 года . Проверено 29 августа 2007 года .CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )(28 августа 2007), Capital Health, Эдмонтон (архивный из "Berlin Heart" . Архивировано из оригинального 27 сентября 2007 . Извлекаться 29 августа 2007 года . оригинал) от 01.10.2007.
  82. ^ «Недавно одобренный Berlin Heart помогает пациентам, ожидающим трансплантации - Vector» . 30 декабря 2011 г.
  83. ^ Фрейзер, Чарльз Д .; Jaquiss, Роберт ДБ; Розенталь, Дэвид Н .; Хампл, Тилман; Canter, Charles E .; Блэкстоун, Юджин Х .; Нафтель, Дэвид С .; Ichord, Rebecca N .; Бомгаарс, Лиза; Тведделл, Джеймс С .; Massicotte, M. Patricia; Turrentine, Mark W .; Коэн, Гордон А .; Девани, Эрик Дж .; Пирс, Ф. Беннетт; Карберри, Кэтлин Э .; Крословиц, Роберт; Миндаль, Кристофер С. (2012). «Перспективное испытание педиатрического желудочкового вспомогательного устройства». Медицинский журнал Новой Англии . 367 (6): 532–541. DOI : 10.1056 / nejmoa1014164 . PMID 22873533 . 
  84. ^ "Новости - Техасская детская больница" . Архивировано 25 апреля 2013 года.

Внешние ссылки [ править ]

  • Искусственное сердце. на YouTube
  • Используемые в настоящее время искусственное сердце и сердечные устройства
  • Кембри, Мелани (17 августа 2010 г.). «Искусственное сердце - чудо медицины» . Чемпион Фэрфилд Сити . Архивировано 6 июля 2011 года.
  • Как работает полное искусственное сердце Physics.org
  • Изменение сердца от ретро-отчета
  • Единственное в мире одобренное тотальное искусственное сердце