İmkansız Rüya: Mekanik Kalp Sonsuza Kadar Nasıl Değiştirilir

İlk başarılı yapay kalbin doğumu, 2 Aralık 1982 tarihinde Barney Clark'a implante edildiğinde, on binlerce insanın bu yolculukta en erken görmede yeni bir çağın başlangıcıydı. Bugün, mekanik dolaşım desteği, son aşamadaki bir tedavinin standart bir tedavisidir.

Erken Öncüler: Rüyadan Erken Prototiplere

Mekanik bir pompa ile başarısız bir insan kalbini değiştirme kavramı ilk yirminci yüzyılın başlarında ciddi bir şekilde eğlendi, ancak Dünya Savaşı sırasında gerekli olan 1950'lere kadar cerrahi teknikler ve biyomedikal mühendisliği uzmanlığı, hayal tangaç bir laboratuvar kurduktan sonra, Dr. Willem Kolff, Dr. Tezo Akutsuyu ilk başarılı yapay böbrek (aliz makine) inşa eden bir ekip kurdu.

1957 yılında, Kolff ve Akutsu, bilim kurgusu olarak birçok kez reddedilmiş bir dönüm noktası elde etti: bir köpeke toplam yapay bir kalbi implante ettiler. Cihazın basit, pnömatik klorürden yapılmış, dış bir kompresör tarafından desteklenen bir kilometreye kadar hayatta kalan bir hayvan, yaklaşık 90 dakika boyunca hayatta kalan bir insan hazır bir cihaza sahip oldu.

ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) bu çabayı 1964 yılında, araştırma için geniş yapay kalpler ve ve tontriküler yardım cihazları ile birlikte sürdürdü ve önümüzdeki iki on yıl boyunca, on iki yıl boyunca, on iki hayvan implantı, Cleveland Clinic, Utah Üniversitesi, Pennsylvania Üniversitesi, her nesil artan bir şekilde, hem de çeşitli tasarımlarla ilgili federal fonlar: çuvallar, roller pompalar, iter-blok cihazlar ve erken girişimlerde bulundu.

Bu ilerlemelere rağmen, 1970'lerin başlarında insan kullanımı için yeterince güvenli değildi. Engeller sonsuza dek uygulandı: sentetik yüzeylerle temas, inmelere yol açtı; sürüş noktasındaki enfeksiyon yaygındı; ve mekanik bileşenler felaket başarısızlıkla karşı karşıya kaldı. Birçok araştırmacı, gerçekten implant edilebilir bir yapay kalp mümkün olacaktı.

İlk İnsan İmplantı: Barney Clark ve Jarvik-7

Dünya 2 Aralık 1982'de değişti ve Jarvik-7 Üniversitesi'nde, kongestive kalp yetmezliğinin son aşamalarında, Barney Clark'ın doğal kalbini kaldıran bir cerrahi ekip yönetti, diğer tıbbi koşulların varlığı ve implanta devam etme kararı, kapsamlı etik inceleme ve Clark&kuvvetli kalp yetmezliğiyle yapıldı; O, yaşın ve diğer tıbbi koşulların varlığı nedeniyle kalp nakli için bir aday değildi.

Ameliyatın kendisi teknik olarak talep edildi, ancak büyük komplikasyonlar olmadan devam etti. Cihaz hemen pompalandı ve Clark ve Jar-7'nin kalbi kalp-kırık makineden koptu:0 Yeni York Times tarafından insan canlıydı[Döneticileri)[Döneticileri)

Jarvik-7 Mimarlık

Jarvik-7 pnömatik bir şekilde güçlendirildi, iki tane de iki kat daha fazla kana sahip olan bir iç esnek membranla birlikte kuruldu. Cihazın hem de sıkıştırılmış hava pullarının toplandığı geniş bir dış sürücü konsoluna bağlıydı:

  • [Dörtüncü mekanik eğimli kapaklar , tek yönlü kan akışını sağlamak ve regurgitation’i engelledi. Bunlar insan valf yedek cerrahisinde kullanılan aynı tür kapaklarydı.
  • [FONT:0] Bir dokuda Dacron yüzeyi[DÜT:1] pompalı odaların iç duvarları astar. Bu kaba yüzey stabil bir protein katmanının ve sonunda bir neo-intimal astarının bozulmasını teşvik etti, yumuşak plastik yüzeylere kıyasla pıhtılaşma riskini azalttı.
  • [FONT:0] Dış sürücü konsolu [Dönetici: 1), pnömatik pulslar ve baskılar üretti. konsol büyük, ağır ve agresifti, hastayı bir hastaneye yatırdı.
  • [FONT:0)Separate sol ve sağ pompalı odalar[[Dön 1: 1) Bu, doğal bir kalbin fizyolojik çıktısını dengelemek için bireysel olarak kontrol edilebilir.

Jarvik-7 asla kalıcı bir yedek olarak düşünülmedi. Dr. Jarvik ve cerrahi ekip bunu bir &ldquo olarak hayal kırıklığına uğrattı; çünkü Clark&rsquo'da bekleyen hastalar için; Ancak, transplant bir seçenek değildi, bu yüzden cihaz daha sonra adı veldquo olarak kullanıldı;

112-Day Savaşı: Sonuçlar ve Dersler

Barney Clark, implanttan sonra 112 gün boyunca hayatta kaldı, ancak yolculuğu birçok kez komplikasyonla doluydu. İlk hafta, birkaç vuruşu gerektiren solunum başarısızlığı nedeniyle yaralandı ve 1983 yılında pnömatik sürücü konsolu başarısız oldu.Bu setbacks'ta kan pıhtıları kuruldu, Jarvik-7 polis ve arkadaşlarına sinir bozucu bir şekilde geri döndü ve o zaman çok fazla hastalıkla birlikte iletişim kurdu.

Politikalar, Clark'ın uzun süreli bir başarı şansına sahip bir deney için uzun süreli acı çektiğini iddia etti. Destekçiler, en sonunda sayısız gelecekteki hastaya fayda sağlayacak tarihi bir çaba için gönüllü olduğunu iddia etti ve bu, daha sonra daha fazla sayıda yenilik etikle ilgili tartışmanın yankılanmasına devam etti. 112 günlük hayatta kalmanın ötesinde olan şey, toplam yapay bir kalp, insan yaşamının en büyük bir süre boyunca devam etmesiydi.

Bridge to Destination: The Evolution After Jarvik

Jarvik-7 deneyimi, pnömatik olarak tüm kalplerin kritik zayıf yönlerine maruz kaldı: uzun süreli kullanım için yüksek enfeksiyon oranları, tromboembolizm yüksek bir incir ve dış konsol tarafından uygulanan şiddetli hareketlilik kısıtlamaları.

SynCardia Total Yapay Kalp

Jarvik-7'nin en doğrudan en doğru olanı, SynCardia geçici toplam yapay kalptir. Symbion (The Jarvik-7) düzenleyici ve finansal zorluklarla karşılaşan şirket, yeni bir varlık tarafından satın alındı ve geliştirildi, SynCardia TAHIUS, aynı temel pnömatik tasarımın ancak on yıl boyunca artarak alınan ölçümler için gerekli olan yüksek çözünürlükte yapılan bir cihazda %99 oranında artış gösterdi.

AbioCor: Tam İmplantability için Quest

2001 yılında, Louisville Üniversitesi'nde başka bir dönüm noktası elde edildi, cerrahlar AbioCor toplam yapay kalp gösterdiler.AbioCor, kısa süreler için dış bağlantılardan serbest kalmasına izin verdi, yani yerinden edilmiş kan arasında bir motorize pompa kullanmaktı.

Jarvik 2000 ve Sürekli Olarak VAD'lara Geçiş

Dr. Robert Jarvik, Jarvik-7'den sonra geri dönmedi. Kalp yetmezliği olan çoğu hasta için, sadece başarısız sol ventrikle, 1990'larda, Jarvik 2000'de, Jarvik'in ihtiyacını ortadan kaldırmak için daha basit ve daha güvenli bir yaklaşımla, Jarmbov'un ikinci bir implantasyona sahip olması için yeterince basit bir fikre sahip olduğu bir yel-giriş ve damardan daha basit bir yardım cihazı geliştirdi.

Modern Çağ: Sürekli-Flow Dominance ve Total Hearts'ın Rolü

Orta 2020’lerin ortalarında, mekanik dolaşım desteğinin manzarası sürekli akış sol ventriüler yardım cihazları (LVADs) tarafından yönetilmektedir ve bu pompalar, daha dayanıklı ve daha az komplikasyona eğilimlidir.Akılış parçaları ve böylece ısıtılabilir ısıtılabilir 3 [DDD:0)Oart 3 [DDDD: 1)) Bu nedenle, klinik hayatta kalma oranları ile% 80 oranında düşük yaşam süre boyunca yapılan hastaların ortalamalarını azaltabilmektedir.

Total yapay kalpler daha küçük bir alt set için kullanılıyor: ABD'de ciddi biyoventricular başarısızlığı olan kişiler, LVAD'lar ile tek başına yönetilemezler, karmaşık kongenital kalp hastalığı ve VAD'dan gelişmiş komplikasyonlarlar. SynCardia TAH şu anda ABD'de tek bir manyetik kalpli rotorlu iğneler, yeni bir beyin fırtınası ile birlikte yapılan iki yüksek çözünürlükte bulunur.

Hedef Terapisi: Kalıcı Çözüm

Jarvik-7 dönemi, LUCV'nin kalıcı olarak kullanılması nedeniyle, tüm tedavilerin tedavisi için gerekli olan 50 hastanın kesintiye uğraması nedeniyle, tüm bu cihazları kalıcı olarak kullanma fikrine sahip olduğu için, doğum günü yapılan bir köprü olarak kullanılmıştır.

Sonraki Frontier: Biohybridbrid Kalpler, Yumuşak Robotik ve AI

1982 yılından beri yapılan olağanüstü ilerlemeye rağmen, mükemmel yapay kalp vedash; biri dayanıklılık, biyokompatlanabilirlik ve bu sınırlamaların üstesinden gelmek için birkaç dönüştürücü yaklaşım takip ediyor: elif bir hedef.Mevcut cihazlar hala enfeksiyon, inme, kanama (due to required anticoagülasyon) ve pompalanma riskini taşıyor.

  • [FONT:0]Biohy yapay kalpler:[Dönetici: 0D) Bu cihazlar, canlı kalp hücreleri veya doku ile sentetik yapısal bileşenleri birleştirir. Hedef, biyolojik olarak entegre edilmiş ve vücut-veya kalplere adapte edilebilir bir kalp yaratmaktır; metabolik talepler, belki de bir çocukla büyüyen, belki de Houston Üniversitesi'nde ve Pittsburgh Üniversitesi'nde yaşayan kalpli hayvancık implant modelleri oluşturmak için 3D biyoprinting kullanıyor ve ortaya çıkan pluripotent hücreli hücrelerle entegre edilmiş bir araya geliyor.
  • [FONT:0]Soft robotik ve biyomimetici davranışı: [Dönetici: 0,3] Doğal kalp, bir bükülme hareketi ile sözleşmeleri uyumlu bir organdır.Şu anda Tokyo Üniversitesi, başarısız bir kalp ve yardım eden yumuşak robot hareketlerini kullanarak, tam bir yumuşak ve tam bir yapay baskı ile yapılan malzemelerden elde edilen katın, Harvard ve Üniversiteleri daha yakından takip eden doğal sözleşmeleri tekrar tekrarlayabilir.
  • [FONT:0]Wireless güç ve iç enerji depolama: Sürücü, Ahilles ’ birçok mevcut cihazından heel, çünkü transkütan enerji transferi (TET) ve yüksek enerjili bataryalar, tüm dış bağlantıları ortadan kaldırmak için mümkün olabilir. Tam bir implantatif kalp, TET sistemi ve bir iç batarya, enfeksiyon için yeniden şarj edilebilir bir portal sağlar.
  • [FONT:0)Artificial intelligence ve bireyselleştirilmiş kontrol: Future cihazları kan basıncı, akış oranı, oksijen temizleme ve gerçekten &kuvasyon seviyesini ölçen sensörler içerecektir.Internalex AI algoritması pompa hızı ve hız ve pulsatış sürekli olarak farklı fizyolojik devletlerde optimal perfüzyon sağlamak için çalışır -rest, egzersiz, uyku, stres. Bu tür akıllı otoregülasyon zaten LVAD kontrolörlerinde test edilir ve bir sonraki mantıksal adımı temsil eder.

Biyohybrid kalp teknolojileri bilimine derin bir at için, okuyucular Doğa İncelemelerinde (Döntilmiş inceleme makalesi) başvurmalıdır[Döneticileri)

Miraç ve Notished Business

İlk başarılı yapay kalbin hikayesi, tıp dersini değiştirdi.BirCardia kalbi tarafından desteklenen ve KalpMate 3 LVAD ile aktif bir hayata dönen her hastada bir nakil için görünür.The Jarvik-7, yolculuğun sonuna kadar görülmemiştir.

Ancak çalışma çok uzakta. İdeal yapay kalp - tamamen implant edilebilir, biyolojik olarak entegre, enfeksiyona dayanıklı ve yaşam boyu otomatikleştirilmiş işlevin - henüz inşa edilmemiş cihazlar, biyohybrid yapılar olup olmadıkları, yumuşak robot pompalar veya manyetik olarak sürekli olarak kalpler, bu sorunları çözmek zorunda kalacaklar.