تاريخ تطور القلب الأول الناجح

The Genesis of Extracorporeal Circulation: A Century of Vision

وكان الحلم المتمثل في استبدال القلب والرئتين مؤقتا بآلة يعود إلى الأيام الأولى من الفيزيولوجيا الحديثة، وفي عام 1885، قام أخصائيو الفيزيائيات الألمانيون ماكس فون فراي وماكس غروبر ببناء أحد النماذج الأولية المصممة لإبقاء الدم مكسورا خارج الجسم، وكان جهازهم يعتمد على غرف زجاجية لكشف الدم للأكسجين، ولكنه ظل فضول مختبري وليس أداة علاجية.

خلال العشرينات و 1930، تسارعت المسعى، وشهد طالبة طبية شابة اسمها (جون ه. جيبون الابن) فتاة تموت من إنسداد رئوي في مستشفى ماساتشوستس العام في عام 1930، وبلّغت هذه اللحظة اقتناعه بأن آلة قادرة على تجاوز الشريان الرئوي المكسور يمكن أن تنقذ الأرواح

مشكلة التداول خارج نطاق القانون لم تكن في المقام الأول مشكلة هندسية

بحلول الأربعينات، ظهرت تصميمات متنافسة من الأكسجين، ووزعت أجهزة الأكسجين في الأفلام الدم في طبقة رقيقة على أقراص التناوب أو الشاشات الثابتة، مما يسمح بتسرب الأوكسجين عبر السطح، وسرقت أجهزة الأكسجين المزيفة مباشرة من خلال الدم، ثم أزالت الفقاعات مع عوامل وفخاخ مزيلة، وكلا النهجين تحملان خصوم خطيرة:

محفوظات الماكينة الأولى الناجحة

جون ه. جيبون الابن والطريق الطويل إلى فيلادلفيا

بعد إنهاء الدراسة الطبية والتدريب الجراحي، أنشأ مختبراً في كلية جيفرسون الطبية في فيلادلفيا، حيث قضى ليلاً لا تحصى وعطلات نهاية الأسبوع في إجراء التجارب الحيوانية، وكانت نتائجه المبكرة مدمرة، كل كلب أو قطط على الطاولة أو بعد فترة قصيرة من مشكلة التحلل الدموي، أو النزيف أو النسيج.

لقد جاء انفصال (جيبون) عندما قام بتبسيط المركب إلى شاشة عمودية ثابتة مصنوعة من خندق الصلب اللامع الدم تدفق إلى الشاشة في فيلم رقيق بينما تم توزيع الأكسجين عبر سطحه

وإذ اعترف بأنه يفتقر إلى الموارد الهندسية اللازمة لبناء جهاز قابل للتطبيق السريري بمفرده، شكل جيبون شراكة محورية مع شركة " الآلات التجارية الدولية " (IBM) ، وقد جلب مهندسو شركة IBM صمامات دقيقة، ومقاييس تدفق موحدة، وتخصصاً في تصنيع المشروع.

في السادس من مايو عام 1953، حققت (جيبون) المعلم التاريخي، امرأة عمرها 18 عاماً اسمها (سيسيليا بافولك) قد عانت من عيب كبير في التحلل، ثقب بين الغرف العليا في قلبها، فريق (جيبون) وضعها على ممر كامل لمدة 26 دقيقة، فتحت أفرانها اليمنى تحت رؤية مباشرة، وأغلقت العيوب، وعادت (سيسليا) تماماً وعاشت حياة طبيعية.

" الرؤية التنافسية: دنيس، ددريل، وليهيي

(جيبون) لم يكن وحيداً في السباق، حاول (كلارينس دينيس) في جامعة (مينيسوتا) قضية سريرية في عام 1951 باستخدام جهاز اكسجين متناوب، لكن المريض مات من الإهانة الجوية، ووثائق (دينيس) الدقيقة للفشل، بما في ذلك الحاجة الماسة إلى فخّات الفقاعات، وبيانات الأمان الأساسية المُنتجة عن طريق الميكانيكية الطويلة الأجل، والتي تم تطويرها مع المضخّة الآلية العامة

"و"التون ليليهي" أيضاً في جامعة مينيسوتا، اتخذوا نهجاً مختلفاً جذرياً: "الدورة الشاملة"

النجاح الأول والبعد: الانتكاسات والخلاص

انتصار جيبون عام 1953 لم يتبعه سلسلة من الانتصارات و خمسة مرضى ماتوا على طاولة العمليات أو في فترة ما بعد التشغيل الفورية تم تحديد الأسباب فيما بعد: عدم كفاية بروتوكولات مكافحة التخصيب، والتحولات غير الخاضعة للمراقبة في كلاسيوم المصل و البوتاسيوم، واضطرابات التخثر غير المُحصى

The tourg passed quickly to Lillehei and his team. recognizing the limitations of cross-circulation, Lillehei tasked his surgical resident Richard DeWall with developing a simpler, safe oxygenator. The result was the DeWall bubble-bloble oxygenator

التطور: من الغرفة Shemoths إلى الاتفاق على صكوك دقيقة

مضخات كهربائية وبدائل مركزية

كما أن مضخة الدراجات، التي تم تكييفها أصلاً من قبل Michael DeBakey] في الثلاثينات من أجل نقل الدم، أصبحت معياراً للدفع الشرياني في آلات القلب، وهي تحشر الدم بين محرك متناوب وجزء من الحوض المرن، مما يؤدي إلى تدحرجه في موجة من الصدمات.

تصميم الطبيعة المميكنة

وفي حين أن الأوكسجينات الفقاعة كانت قوية وغير مكلفة، فإنها لا تزال تتسبب في حدوث قدر من صدمة الدم، وتحد من المدة الآمنة للمرور، وقد جاءت القفزة الكمي التالية بتطوير مركب أوكسجين متعدد النسيجات، حيث كانت تعمل على زيادة حجم الغازات الميكروفية في أواخر الستينات وأوائل السبعينات، وبدلاً من وجود واجهة مباشرة بينية بينية الغازات المتوسطة الحجم، تستخدم أجهزة الأوكسجين ذات القدرة على التكسيد.

نظم السلامة المتكاملة والرصد

آلة القلب القرن الحادي والعشرين هي عظمة هندسة الأمان، وتشمل أجهزة كشف النبضات المتعددة التي توقف الضخ تلقائياً إذا كان الهواء مُحْسَن في خط الشريان؛ ومرشّحات خطية تلتقط ميكرومبولي قبل أن تصل إلى المريض؛ وأجهزة الإنذار المستمر داخل الخط لتوليد الغازات الدمية، وأجهزة الإنذار بالهرمونات، ودرجة الحرارة المتطورة.

For an in-depth look at the biography of John Gibbon and the early clinical challenges, the Medscape History of Medicine] provides valuable perspective from doctors who were present at the emerged of open-heart wound.

Reshaping Cardiac Surgery: A Transformative Impact

وقد أدت آلية القلب الموثوق بها إلى أكثر من تمكين مجموعة من العمليات المأساوية؛ وهي تعيد تشكيل كامل ميدان جراحة القلب بصورة أساسية؛ وقبل تطويرها، كان الجراحون يقتصرون على إجراءات القلب المغلقة: ربط شريان الخرطوم البراءات، أو القيام بعملية استئصال نصفي للقلب، أو وضع البطيخ المخفف للقلبات التضاريسية في فولوت، ولم يسمح أي إصلاح لهياكل البصر.

مع التجاوزات القلبية، يمكن للجراحين أن يعالجوا كامل طيف أمراض القلب، العيوب البرية والهائية، وعلم الفولوت، وإعادة بناء الصمامات واستبدالها، وقطع الشريان التاجي، وفي نهاية المطاف أصبح بالإمكان زرع القلب، وبحلول الستينات، كانت الآلات مثل [النسخة الأولى من مجلة " كوربون " ]

كما أن تأثير جراحة القلبية الوبائية كان عميقاً بنفس القدر، إذ أن الأطفال الذين يولدون مع عيوب خلقية معقدة مثل متلازمة القلب اليسرى الناقص، أو نقل السفن الكبيرة، أو العودة الرئوية الشاملة في عام 1950، يمكن أن يوضعوا الآن على مسافات تقطعية لساعات، مما يسمح بإعادة البناء الجراحي، وقد أدى تحسن تصميمات المركبين إلى تقليل الصدمات الدمية في التداول الهشائي للولادة الجديدة بنسبة 5 في المائة، وتخصص في فترات الحمل الوليد.

Legacy and the Horizon: From Bypass to Implantable Devices

The Life story of the heart-lung guidelines is a testament to interdisciplinary collaboration: medicine, physiology, engineering, materials science, and industry all converged to solve an apparently impossible problem. each failure was a lesson; each incremental improvement brought the goal closer. The machine's development also spawned extracorporeneation (ECMO:]

اليوم، يضغط الباحثون على المضخات المصغرة التي يمكن أن تزيل يوما ما الحاجة إلى آلات خارجية كبيرة تماما، وأجهزة المساعدة الكهربية اليسارية (LVADs) ومجموع القلوب الاصطناعية لا تزال بحاجة إلى استخدام سريري للمرضى الذين ينتظرون زرعها أو العلاج بالمقصد، وهذه الأجهزة تستعيض مباشرة عن الدروس المستفادة خلال ستة عقود من التجاوز الرئوي: كيفية إدارة التفاعلات المضادة للدموع.

تاريخ أول آلة ناجحة للقلب ليس مجرد مزمنة من التقدم التكنولوجي بل هو سرد لمثابرة الإنسان في مواجهة النكسات المتكررة