Искусственное сердце - Artificial heart

Эта статья о механическом устройстве. Об альбоме Джонатана Култона см. Искусственное сердце (альбом).
Искусственное сердце
Искусственное сердце-Лондон.JPG
Искусственное сердце, выставленное на Лондонский музей науки

An искусственное сердце это устройство, которое заменяет сердце. Искусственные сердца обычно используются, чтобы сократить время трансплантация сердца, или навсегда заменить сердце в случае, если пересадка сердца невозможна. Хотя в конце 1940-х ему предшествовали и другие подобные изобретения, первым искусственным сердцем, успешно имплантированным человеку, стал Джарвик-7 в 1982 году, разработанный командой, в которую входили Виллем Йохан Колфф и Роберт Ярвик.

Искусственное сердце отличается от желудочковое вспомогательное устройство (VAD) разработан, чтобы поддержать больное сердце. Он также отличается от сердечно-легочный обход машина, которая представляет собой внешнее устройство, используемое для обеспечения функций сердца и легкие, используется только несколько часов за раз, чаще всего во время операция на сердце.

История

Временное тотальное искусственное сердце SynCardia

Происхождение

Синтетическая замена сердца остается долгожданным «святым Граалем» современной медицины. Очевидным преимуществом функционального искусственного сердца было бы снижение потребности в пересадка 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 серьезные отторжение инородного тела и внешние батареи, ограничивающие мобильность. Эти осложнения ограничивали продолжительность жизни первых людей-реципиентов часами или днями.

Ранняя разработка

Первое искусственное сердце изготовил советский ученый. Владимир Демихов в 1937 году. Его имплантировали собаке.

2 июля 1952 г. 41-летний Генрих Опитек, страдающая одышкой, вошла в историю болезни в больнице Харперского университета.[1] в Государственный университет Уэйна в Мичигане. В Додрил-GMR Сердечный аппарат, считающийся первым действующим механическим сердцем, успешно использовался при проведении операций на сердце.[2][3]Текущие исследования были проведены на телят в Медицинский центр Херши, Центр исследования животных в Херши, штат Пенсильвания, в 1970-е годы.

Форест Дьюи Додрил Работая в тесном сотрудничестве с Мэтью Дадли, в 1952 году использовал аппарат для обхода левого желудочка Генри Опитека в течение 50 минут, открывая левое предсердие пациента и работая 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]

А аппарат искусственного кровообращения впервые был использован в 1953 году во время успешной операции на открытом сердце. Джон Хейшем Гиббон, изобретатель аппарата, сам провел операцию и разработал заменитель сердца и легких.

После этих достижений во многих исследовательских группах по всему миру возник научный интерес к разработке решения для сердечных заболеваний.

Ранние проекты тотальных искусственных сердец

В 1949 году врачи Уильям Сьюэлл (William Sewell) создали предшественник современного искусственного сердечного насоса. Уильям Гленн из Йельская школа медицины используя Набор монтажников, разные мелочи, и игрушки из копейки. Внешний насос успешно обошел сердце собаки более чем на час.[5]

Пол Винчелл изобрел искусственное сердце с помощью Генри Геймлих (изобретатель прием 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 Джарвик использовал при создании искусственного сердца Джарвика. 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 г. Виллем Йохан Колфф, самый плодовитый изобретатель искусственных органов в мире, имплантировал искусственное сердце собаке в клинике Кливленда. Собака прожила 90 минут.

В 1958 г. Доминго Лиотта инициировал исследования замены TAH в Лионе, Франция, и в 1959–1960 гг. Национальный университет 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 г. Национальные институты здоровья запустил Программу искусственного сердца, цель которой - к концу десятилетия создать искусственное сердце человеку.[9] Целью программы было разработать имплантируемое искусственное сердце, включая источник энергии, для замены вышедшего из строя сердца.[10]

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

В 1967 году Колфф покинул клинику Кливленда, чтобы основать отделение искусственных органов в больнице. Университет Юты и продолжил 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 Ярвике 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 г. Уильям ДеВрис отправил запрос в FDA 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 болезни. хроническая сердечная недостаточность. 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

4 апреля 1969 г. Доминго Лиотта и Дентон А. Кули заменил сердце умирающего на механическое сердце внутри сундука на Техасский институт сердца в Хьюстон как мост для пересадки. 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 грибком, скорее всего, вызванной иммунодепрессивный препарат осложнение.[13]

Оригинальный прототип искусственного сердца Лиотты-Кули, использованного в этой исторической операции, широко представлен в Смитсоновский институт с Национальный музей американской истории Выставка «Сокровища американской истории» в Вашингтоне, округ Колумбия.[14]

Первые клинические применения постоянного пневматического тотального искусственного сердца

Первое клиническое использование искусственного сердца, предназначенного для постоянной имплантации, а не моста для трансплантации, произошло в 1982 г. Университет Юты. Пионер искусственной почки Виллем Йохан Колфф запустила программу искусственных органов Юты 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 красные кровяные тельца (проблема с предыдущими искусственными сердцами), и внешний сердечник, который по своей сути регулировал кровоток без необходимости в сложных системах управления.[16] Независимо, Пол Винчелл разработал и запатентовал желудочек аналогичной формы и пожертвовал патент программе штата Юта.[17] На протяжении 1970-х и начала 1980-х годов ветеринар Дональд Олсен провел серию экспериментов на телятах, которые усовершенствовали искусственное сердце и хирургическое лечение. За это время, будучи студентом Университета Юты, Роберт Ярвик объединил несколько модификаций: яйцевидную форму для размещения внутри грудной клетки человека, более совместимый с кровью полиуретан, разработанный биомедицинским инженером Дональдом Лайманом, и метод изготовления Kwan-Gett, который сделал внутреннюю часть желудочков гладкой и бесшовной, чтобы уменьшить опасный инсульт. вызывая тромбы.[18] 2 декабря 1982 г. Уильям ДеВрис имплантировал искусственное сердце стоматологу на пенсии Барни Бейли Кларку (родился 21 января 1921 г.), который прожил 112 дней[19] с устройством, скончался 23 марта 1983 г. Билл Шредер стал вторым получателем 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 SynCardia временное полное искусственное сердце. Он был имплантирован более чем 1350 людям в качестве моста к трансплантации.

В середине 1980-х годов искусственные сердца питались от пневматических источников энергии размером с посудомоечную машину, происхождение которых восходит к Альфа Лаваль доильные аппараты. Более того, два катетера большого размера должны были пересечь стенку тела, чтобы передавать пневматические импульсы к имплантированному сердцу, что значительно увеличивало риск инфекции. Чтобы ускорить развитие технологий нового поколения, Национальный институт сердца, легких и крови открыли конкурс на имплантируемые искусственные сердца с электрическим приводом. Финансирование получили три группы: Кливлендская клиника в Кливленде, штат Огайо; Медицинский колледж Государственный университет Пенсильвании (Медицинский центр штата Пенсильвания в Херши ) 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

19 июля 1963 г. Э. Стэнли Кроуфорд и Доминго Лиотта имплантировали первое клиническое вспомогательное устройство левого желудочка (LVAD) в Методистская больница в Хьюстоне, штат Техас, у пациента, 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 паракорпоральной помпы

Дебейки (1966) DeBakey ... желудочковое вспомогательное устройство.[20]

21 апреля 1966 г. Майкл Дебейки и Лиотта имплантировали первую клиническую LVAD в паракорпоральном положении (где внешний насос находится сбоку от пациента) в Методистской больнице в Хьюстоне пациенту, испытывающему 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

В 1990 году Брайан Уильямс был уволен из Медицинский центр Университета Питтсбурга (UPMC), став первым пациентом с VAD, выписанным с одобрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA).[21] Пациента частично поддержали биоинженеры из Института Макгоуэна Питтсбургского университета.[21][22]

Всего прототипов искусственного сердца

Полный искусственный сердечный насос

В Армия США искусственный сердечный насос был компактным устройством с пневматическим приводом, разработанным доктором Кеннетом Вудвордом в Гарри Даймонд Лаборатории в начале-середине 1960-х гг.[23][24] Армейский сердечный насос был частично сделан из люцита, также называемого оргстеклом, и состоял из двух клапанов, камеры и всасывающей заслонки.[23] Насос работал без каких-либо движущихся частей по принципу усиления жидкости, создавая источник пульсирующего давления воздуха, напоминающий сердцебиение.[24] Позднее Harry Diamond Laboratories была объединена с Армейская исследовательская лаборатория в 1992 г.[25]

ПОЛЬВАД

С 1991 г. Фонд развития кардиохирургии (ФРК) в г. Забже, Польша работает над созданием искусственного сердца. В настоящее время 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[26] 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

В июне 1996 года 46-летнему мужчине была сделана полная имплантация искусственного сердца. Дженг Вэй в больнице общего профиля Cheng-Hsin[27] в Тайвань. Этот технологически продвинутый пневматический Феникс-7 Тотальное искусственное сердце изготовлен тайваньским дантистом Кельвин К. Ченг, китайский врач Т. М. Као и коллеги из Тайваньский исследовательский центр TAH в Тайнань, 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.[28] Затем пациенту была сделана первая в мире успешная комбинированная трансплантация сердца и почки после соединения искусственным сердцем.[29]

Abiomed AbioCor

Первый AbioCor хирургически имплантирован пациенту 3 июля 2001 г.[30] AbioCor изготовлен из титана и пластика и имеет вес 0,9 кг (два фунта), а его внутреннюю батарею можно заряжать с помощью трансдукционного устройства, которое передает энергию через кожу.[30] Внутреннего аккумулятора хватает на полчаса, а внешнего переносного аккумулятора - на четыре часа.[31] 5 сентября 2006 года FDA объявило, что AbioCor может быть имплантирован для гуманитарных целей после того, как устройство было протестировано на 15 пациентах.[32] Он предназначен для пациентов в критическом состоянии, которым пересадка сердца невозможна.[32] 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.[33]

После долгих экспериментов AbioMed отказались от разработки продукта в 2015 году.[34] В настоящее время компания продает системы поддержки желудочков Impella, насосы, «предназначенные для перекачивания крови пациентам, нуждающимся в краткосрочной поддержке (до 6 дней)».[35]

SynCardia

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 куб.см используется при бивентрикулярной сердечной недостаточности у взрослых мужчин, а 50 куб.см - для детей и женщин.[36] Хорошие результаты с TAH как мост к пересадка сердца Накопленные, испытание CardioWest TAH (разработанного на основе Jarvik 7 и ныне продаваемого как Syncardia TAH) было начато в 1993 году и завершено в 2002 году.[37] По состоянию на 2014 год более 1250 пациентов получили искусственное сердце SynCardia.[38][39] Устройство требует использования больничного драйвера Companion 2 или портативного драйвера Freedom для питания сердца импульсами воздуха. Водители также контролируют кровоток в каждом желудочке.[40]

В 2016 году Syncardia подала заявление о защите от банкротства и позже была приобретена частной инвестиционной компанией Versa Capital Management.[41]

В европейском отчете за январь 2019 года говорится, что «в настоящее время на рынке есть только одно полностью искусственное сердце, разработанное американской компанией SynCardia».[42]

MagScrew

У другой американской команды есть прототип под названием MagScrew Total Artificial Heart 2005 года. Команды из Японии и Южной Кореи также стремятся производить подобные устройства.[43][44][45][46]

Кливленд Харт

Cleveland Heart - это искусственное сердце с непрерывным потоком крови (CFTAH).[нужна цитата ]

Abiomed AbioCor II

Объединив клапанные желудочки с технологией управления и роликовым винтом, разработанные в Пенсильвании, AbioMed разработала более стабильное сердце меньшего размера - AbioCor II. Этот насос, который следует имплантировать большинству мужчин и 50% женщин с продолжительностью жизни до пяти лет,[33] проводила испытания на животных в 2005 году, и компания надеялась получить одобрение FDA для использования человеком в 2008 году.[47] В 2019 году этот продукт не продавался; вместо этого Abiomed продавал серию сердечных насосов Impella.[48]

Кармат биопротез сердца

Искусственное сердце Кармат.

27 октября 2008 г. французский профессор и ведущий пересадка сердца специалист 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,[49] и венчурная компания Truffle Capital. В прототипе использовались встроенные электронные датчики, и он был сделан из химически обработанных тканей животных, называемых «биоматериалами» или «псевдокожей». биосинтетический, микропористые материалы.[50]

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).[51] Пациент скончался через 75 дней после операции.[52]

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.[53] 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.[54] Его вес составляет 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 дополнительный Литий-ионный аккумулятор. Предполагаемый срок службы искусственного сердца составляет около 5 лет (230 миллионов ударов).[55]

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 при ишемической сердечной недостаточности[56] «может помочь только подгруппе участников исследования фазы III, и Carmat будет надеяться, что его искусственное сердце сможет лечить более высокую долю пациентов с сердечной недостаточностью».[57]

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 компания Carmat на самом деле все еще надеялась «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".[42]

Фрейзер-Кон

12 марта 2011 года экспериментальное искусственное сердце было имплантировано 55-летнему Крейгу Льюису в Техасском институте сердца в Хьюстоне. О. Х. Фрейзер и Уильям Кон. Устройство представляет собой комбинацию двух модифицированных HeartMate II насосы, которые в настоящее время проходят испытания на крупного рогатого скота.[58]

Фрейзер и Кон входят в правление компании BiVACOR, разрабатывающей искусственное сердце.[59][60] BiVACOR был протестирован в качестве замены сердца у овцы.[61][62]

Пока что искусственное сердце Фрейзера и Кона принесло пользу только одному человеку. Крейг Льюис страдал от амилоидоз 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.[63]

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

Мягкое искусственное сердце

10 июля 2017 года Николас Корс и его коллеги представили новую концепцию мягкого тотального искусственного сердца в Журнале искусственных органов.[64] Сердце было разработано в Лаборатории функциональных материалов в г. ETH Цюрих.[65] (Корс был включен в список докторантов в группе под руководством профессора Венделина Старка из ETH Zurich.)[66]

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 примерно такого же размера, что и собственное сердце пациента, и которое максимально имитирует человеческое сердце по форме и функциям», - говорит Корс в интервью.[67] SAH в основном движется и работает как настоящее сердце, но в настоящее время бьется только 3000 ударов (что соответствует продолжительности от 30 до 50 минут для сердцебиения среднего человека)[68]в гибридной имитации циркуляционной машины.[69] После этого произошел разрыв силиконовой мембраны (толщиной 2,3 мм) между левым желудочком и камерой расширения воздуха.[70]

Срок службы более позднего прототипа Cohrs (с использованием различных полимеров вместо силикона)[69] Согласно отчетам в начале 2018 года, все еще было ограничено, поскольку эта модель обеспечивала полезный срок службы в 1 миллион сердечных сокращений, примерно десять дней в человеческом теле.[71] 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.[72]

Другие

А центробежный насос[73][74] или осевой насос[75][76] может использоваться как искусственное сердце, в результате чего пациент жив без пульс.

Центробежное искусственное сердце, которое попеременно качает легочное кровообращение и Систематическая циркуляция, вызывая пульс.[77]

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.[78]

Гибридные вспомогательные устройства

Основная статья: Вспомогательное устройство для желудочков

Пациенты, у которых сохранилась некоторая 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, принимая на себя большую часть функции.

Первая система вспомогательного устройства левого желудочка (LVAD) была создана Доминго Лиотта в Медицинский колледж Бейлора в Хьюстон в 1962 г.[79]

Другой VAD, Kantrowitz CardioVad, разработанный Адриан Кантровиц усиливает естественное сердце, выполняя более 50% его функций.[80] 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.[80]Искусственное сердце питается от аккумулятора, который нужно менять несколько раз, пока он работает.

Первое устройство помощи сердцу было одобрено FDA в 1994 году, а еще два получили одобрение в 1998 году.[81]В то время как оригинальные вспомогательные устройства имитировали пульсирующее сердце, более новые версии, такие как Heartmate II,[82] разработаны Техасским институтом сердца в Хьюстоне, обеспечивают непрерывный поток. Эти насосы (которые могут быть центробежный или же осевой поток ) меньше по размеру, потенциально более долговечны и служат дольше, чем насосы для полной замены сердца текущего поколения. Еще одним важным преимуществом VAD является то, что у пациента сохраняется естественное сердце, которое все еще может функционировать для 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 г. 15-летней девочке в больнице г. Столлери детская больница в Эдмонтон, Альберта. Он должен был действовать как временное приспособление, пока не будет найдено донорское сердце. Вместо этого искусственное сердце (называемое Берлинское сердце ) позволила естественным процессам произойти, и ее сердце исцелило само по себе. Через 146 дней Берлинское сердце было удалено, и сердце девочки нормально функционировало само по себе.[83] 16 декабря 2011 года Берлинское сердце получило США. FDA одобрение. С тех пор устройство было успешно имплантировано нескольким детям, включая 4-летнюю девочку из Гондураса в г. Детская больница Бостон.[84]

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 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 ».[85] Основной автор исследования Чарльз Д. Фрейзер-младший, главный хирург Техасской детской больницы, объяснил: «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, которые мы можем предложить, чтобы они могли принять обоснованное решение. Это гигантский шаг вперед ».[86]

Страдает сердечной недостаточностью в терминальной стадии, бывший вице-президент Дик Чейни В июле 2010 г. прошел процедуру имплантации VAD в больнице INOVA Fairfax в г. Фэрфакс, штат Вирджиния. В 2012 году ему сделали пересадку сердца в возрасте 71 года после 20 месяцев ожидания в очереди.

Смотрите также

Рекомендации

Общие ссылки

Встроенные цитаты

  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 г. В архиве из оригинала 21 ноября 2010 г.. Получено 8 марта 2013. и «Механическое сердце отмечает 50 лет спасения жизни». В архиве с оригинала 19 августа 2016 г.. Получено 3 июн 2015..
  3. ^ "50 лет первой операции на открытом сердце - Новости". 13 февраля 2018. В архиве из оригинала 1 мая 2015 г.
  4. ^ Стивенсон Ларри У; и другие. (2002). «Сердце Мичигана: первая в мире успешная операция на открытом сердце?». Журнал кардиохирургии. 17 (3): 238–246. Дои:10.1111 / j.1540-8191.2002.tb01209.x. PMID  12489911. S2CID  37404105.
  5. ^ Лавьетес, Стюарт. Уильям Гленн, 88 лет, хирург, изобретший процедуру на сердце В архиве 2017-08-10 в Wayback Machine, Нью-Йорк Таймс, 17 марта 2003 г. По состоянию на 21 мая 2009 г.
  6. ^ "jarvik7.jpg (625x800 пикселей)". emory.edu. 18 августа 2016. Архивировано с оригинал 18 августа 2016 г.
  7. ^ «Искусственное сердце в груди: предварительный отчет». Пер. Амер. Soc. Интер. Органы. 7: 318. 1961.
  8. ^ «Экспериментальная абляция и замена тела на искусственное внутригрудное тело». Lyon Cirurgical. 57: 704. 1961.
  9. ^ Сандип Джаухар: Искусственное сердце. Медицинский журнал Новой Англии (2004): 542–544.
  10. ^ Hwang, Ned H.C .; Ву, Савио Л.-Й. (31 декабря 2003 г.). Границы биомедицинской инженерии: материалы Всемирного конгресса китайских биомедицинских инженеров. Springer Science & Business Media. ISBN  9780306477164 - через Google Книги.
  11. ^ Кули, Д. А. (2009). "In Memoriam: Адриан Кантровиц 1918–2008". Журнал Техасского института сердца. 36 (1): 1–3. ЧВК  2676518.
  12. ^ Бэррон Х. Лернер, доктор медицины (1 декабря 2007 г.). «25 лет искусственному сердцу Барни Кларка». Знаменитости Здоровье. HealthDiaries.com. Архивировано из оригинал 29 июня 2011 г.. Получено 15 ноября 2010.
  13. ^ Ортотопический протез сердца для двухэтапной замены сердца. Am J Cardio 1969; 24:723–730.
  14. ^ «Сокровища американской истории» В архиве 29 июня 2011 г., Wikiwix, Национальный музей американской истории.
  15. ^ Запасные части: замена органов в американском обществе. Рене К. Фокс и Джудит П. Свази. Нью-Йорк: издательство Оксфордского университета; 1992, стр. 102–104.
  16. ^ Кван-Гетт С.С., Ван Кампен К.Р., Каваи Дж., Иствуд Н., Колфф В.Дж. (декабрь 1971 г.). «Результаты тотальной имплантации искусственного сердца телятам». Журнал торакальной и сердечно-сосудистой хирургии. 62 (6): 880–889. Дои:10.1016 / S0022-5223 (19) 41978-8. PMID  5129391.
  17. ^ "Сердце Винчелла". Время. 12 марта 1973 г. В архиве из оригинала от 6 сентября 2010 г.. Получено 25 апреля 2010.
  18. ^ "Колфф". В архиве из оригинала 7 октября 2008 г.
  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. Дои:10.3978 / j.issn.2072-1439.2015.10.70. ЧВК  4703693. PMID  26793338.
  20. ^ «Доктор Дентон Кули и доктор Майкл Э. Дебейки: рок-звезды хьюстонской медицины». Хьюстон Хроникл. 3 апреля 2014 г. В архиве из оригинала 14 марта 2015 г.. Получено 7 марта 2015.
  21. ^ а б «Революционная забота о терпящих поражение сердец - Благотворительный фонд Уильяма Г. Макгоуэна». Архивировано из оригинал 13 мая 2016 г.. Получено 27 апреля 2016.
  22. ^ «25 лет в Питтсбурге со дня выписки первого пациента с VAD из больницы - регенеративная медицина в Институте Макгоуэна». В архиве из оригинала от 29 июня 2016 г.
  23. ^ а б Маккеллар, Шелли (3 января 2018 г.). Искусственные сердца: Очарование и амбивалентность спорной медицинской техники. JHU Press. ISBN  9781421423555.
  24. ^ а б Механические устройства для оказания помощи больному сердце: Материалы. Национальные академии. 1966 г.
  25. ^ (PDF). 12 ноября 2008 г. https://web.archive.org/web/20081112152506/http://www.arl.army.mil/www/DownloadedInternetPages/CurrentPages/AboutARL/ARL_History1992-2003.pdf. Архивировано из оригинал (PDF) 12 ноября 2008 г.. Получено 30 июля 2018. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  26. ^ Файдек, Бартломей; Янишовский, Кшиштоф (2014). Система автоматического управления желудочковым вспомогательным устройством. С. 874–879. Дои:10.1109 / MMAR.2014.6957472. ISBN  978-1-4799-5081-2. S2CID  13070912.
  27. ^ "Общая больница Чэн-Син". Архивировано из оригинал 1 февраля 2015 г.
  28. ^ Сюй, Cheung-HWA (2001). «In vivo и клиническое исследование полного искусственного сердца Phoenix-7». Биомедицинская инженерия: приложения, основы и коммуникации. 13 (3): 133–139. Дои:10.4015 / S1016237201000170.
  29. ^ Wei J .; Cheng K. K .; Tung D. Y .; Chang C. Y .; Wan W. M .; Чуанг Ю. С. (1998). «Успешное использование тотального искусственного сердца Phoenix-7». Трансплантация. 30 (7): 3403–4. Дои:10.1016 / s0041-1345 (98) 01078-1. PMID  9838499.
  30. ^ а б «Пациенту впервые полностью имплантируют искусственное сердце». CNN.com. 3 июля 2001 г. В архиве из оригинала 7 июня 2008 г.. Получено 13 июля 2008.
  31. ^ «Часто задаваемые вопросы об AbioCor». AbioMed. Архивировано из оригинал 3 июля 2008 г.. Получено 13 июля 2008.
  32. ^ а б «FDA одобрило первое полностью имплантированное постоянное искусственное сердце для использования в гуманитарных целях». FDA.gov. 5 сентября 2006 г. В архиве из оригинала 8 октября 2008 г.. Получено 13 июля 2008.
  33. ^ а б "Сойдемся ли мы с машинами?". popsci.com. 1 августа 2005 г. В архиве из оригинала 19 июля 2008 г.. Получено 13 июля 2008.
  34. ^ Лепринс, П. (6 октября 2015 г.). «Полное искусственное сердце: что нового?» (PDF). Ежедневные новости - EACTS. Европейская ассоциация кардио-торакальной хирургии. п. 7. Архивировано из оригинал (PDF) 15 марта 2016 г.. Получено 15 марта 2016.
  35. ^ Здравоохранение, Центр радиологических приборов (3 июня 2019 г.). «Системы поддержки желудочков Impella - P140003 / S018». FDA.
  36. ^ «Два размера для большинства пациентов». SynCardia. 16 ноября 2015. В архиве из оригинала 17 ноября 2015 г.
  37. ^ Коупленд Дж. Г., Смит Р. Г., Арабия Ф. А. и др. (2004). «Замена сердца полным искусственным сердцем как мост к трансплантации». N Engl J Med. 351 (9): 859–67. Дои:10.1056 / nejmoa040186. PMID  15329423.
  38. ^ «В 2013 году установлен новый рекорд - 161 тотальный искусственный имплантат SynCardia». SynCardia. 7 января 2014 г. В архиве из оригинала 13 января 2016 г.. Получено 11 июн 2016.
  39. ^ Торрегросса Г., Моршейс М., Варгезе Р. и др. (2014). «Результаты тотального искусственного сердца SynCardia за 1 год». ASAIO J. 60 (6): 626–34. Дои:10.1097 / MAT.0000000000000132. PMID  25158888. S2CID  22560256. У одного пациента искусственное сердце длилось 1374 дня, то есть почти четыре года.
  40. ^ «Служба трансплантологии UCLA, Лос-Анджелес, Калифорния». transplants.ucla.edu. В архиве из оригинала от 6 августа 2016 г.
  41. ^ «Сердце Кармат замирает с очередной задержкой». 15 января 2019.
  42. ^ а б «Искусственное сердце дает надежду пациентам с сердечной недостаточностью». 16 января 2019.
  43. ^ Weber S, Kamohara K, Klatte RS, Luangphakdy V, Flick C, Chen JF, Casas F, Ootaki Y, Kopcak M, Akiyama M, Hirschman GB, Chapman PA, Donahue A, Wetterau W, Prisco C, Mast R, Sherman C , Фукамачи К., Смит В.А. (2005). «MagScrew TAH: обновление». ASAIO J. 51 (6): xxxvi – xlvi. Дои:10.1097 / 01.mat.0000187395.29817.36. PMID  16340348. S2CID  20507906.
  44. ^ «Японские исследователи продвигают дизайн искусственного сердца». ptc.com. 15 декабря 2014. Архивировано с оригинал 6 октября 2016 г.. Получено 18 августа 2016.
  45. ^ «Искусственное сердце». www.bme.gr.jp. В архиве с оригинала от 22 августа 2016 г.
  46. ^ Мин, Б. Г .; Kim, H.C .; Choi, J. W .; Ryu, G.H .; Seo, K. P .; Rho, J. R .; Ahn, H .; Kim, S.W .; Diegel, P.D .; Олсен, Д. Б. (декабрь 1990 г.). «Электромеханическое полное искусственное сердце подвижно-исполнительного типа. II. Круговой тип и эксперимент на животных». IEEE Transactions по биомедицинской инженерии. 37 (12): 1195–1200. Дои:10.1109/10.64462. PMID  2289793. S2CID  22632637.
  47. ^ «14-й пациент с искусственным сердцем умер: интервью Newsmaker с доктором философии Робертом Кунгом». medscape.com. 11 ноября 2004 г. В архиве из оригинала 25 апреля 2013 г.. Получено 13 июля 2008.
  48. ^ "АБИОМЕД | Импелла®".
  49. ^ Аторсоли, Альбертина Торсоли. «Синтетическое сердце, которое продолжает тикать». В архиве из оригинала от 6 августа 2016 г.
  50. ^ "Сердце Кармат, - технология, лежащая в основе протеза". Архивировано из оригинал 29 июня 2013 г.
  51. ^ «Первая человеческая имплантация биопротеза искусственного сердца CARMAT». Архивировано из оригинал 24 декабря 2013 г.
  52. ^ «Умер первый пациент, которому установили искусственное сердце Carmat». Рейтер. 3 марта 2014 г. В архиве с оригинала 30 сентября 2015 г.
  53. ^ Рохан, Сьюзан Янг. «Биология и машина объединились в новом искусственном сердце».
  54. ^ «Кармат пациента с искусственным сердцем в хорошем состоянии: больница». Рейтер. 30 декабря 2013 г. В архиве из оригинала от 24 сентября 2015 г.
  55. ^ Польша, Wirtualna. "Pierwsze wszczepione na stałe sztuczne serce bije już w ludzkiej piersi - TechTrendy.pl". Архивировано из оригинал 30 декабря 2013 г.. Получено 27 декабря 2013.
  56. ^ «Celyad получает от FDA ускоренный курс по борьбе с сердечной недостаточностью с помощью клеточной терапии». 11 мая 2017.
  57. ^ «В Дании начинается имплантация искусственного сердца Кармата, чтобы сократить число учащихся». 21 февраля 2018.
  58. ^ Бергер, Эрик. «Новое искусственное сердце» шаг вперед'". Хьюстон Хроникл. В архиве из оригинала 26 марта 2011 г.. Получено 23 марта 2011.
  59. ^ «Донор приближает изобретателя искусственного сердца к Хьюстону». Хьюстон Хроникл. 14 января 2013 г. В архиве из оригинала 25 сентября 2015 г.
  60. ^ «Жизнь без пульса: создание лучшего искусственного сердца». CNN. 4 декабря 2013 г. В архиве из оригинала от 9 апреля 2014 г.
  61. ^ «Апелляция с искусственным сердцем BiVACOR надеется собрать 5 миллионов долларов». Курьерская почта. 7 марта 2015.
  62. ^ «Прорыв в бионическом сердце: ученые пересаживают устройство овце, надеются на клинические испытания». ABC News. Австралийская радиовещательная корпорация. 7 марта 2015. В архиве из оригинала от 9 марта 2015 г.
  63. ^ «Ходячие мертвецы - первый человек, способный выжить без сердца или пульса». Бам Маргера. Архивировано из оригинал 5 апреля 2015 г.. Получено 4 апреля 2015.
  64. ^ Cohrs Николас Х (2017). «Мягкая общая искусственная оценка концепции Heart-First на гибридной фиктивной циркуляции». Искусственные органы. 41 (10): 948–958. Дои:10.1111 / aor.12956. PMID  28691283. S2CID  6544670.
  65. ^ «Наша работа над мягким искусственным сердцем освещена в СМИ». www.fml.ethz.ch. В архиве с оригинала от 5 августа 2017 года.
  66. ^ «Это трехмерное искусственное сердце действительно бьется». CNN. 20 июля 2017 г.. Получено 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.
  67. ^ «Тестирование мягкого искусственного сердца». www.ethz.ch. В архиве из оригинала от 21 июля 2017 года.
  68. ^ ETH Zürich (12 июля 2017 г.). «Тестирование мягкого искусственного сердца». В архиве из оригинала 21 июля 2017 г. - через YouTube.
  69. ^ а б «Ученые разрабатывают более мягкое и долговечное искусственное сердце». Линия здоровья. 6 января 2018 г.. Получено 12 марта 2019.
  70. ^ Cohrs, N.H .; Петру, А .; Loepfe, M .; Yliruka, M .; Schumacher, C.M .; Kohll, A. X .; Starck, C.T .; Schmid Daners, M .; Мебольдт, М .; Фальк, В .; Старк, У. Дж. (2017). «Вспомогательная информация - Мягкое полное искусственное сердце - первая оценка концепции гибридного имитационного тиража». Искусственные органы. 41 (10): 948–958. Дои:10.1111 / aor.12956. PMID  28691283. S2CID  6544670.
  71. ^ «Ученые разрабатывают более мягкое и долговечное искусственное сердце». CNBC. 2 марта 2018 г.. Получено 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.
  72. ^ «Ученые разрабатывают более мягкое и долговечное искусственное сердце». Линия здоровья. 6 января 2018 г.. Получено 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.
  73. ^ Блэк, Розмарин (5 января 2011 г.). «У бывшего вице-президента Дика Чейни нет пульса». Ежедневные новости. Нью-Йорк. В архиве из оригинала 18 апреля 2012 г.
  74. ^ «Импульсные насосы и искусственные сердца». В архиве из оригинала 7 марта 2016 г.
  75. ^ Европейская больница. «Жизнь без пульса о здравоохранении в европе». Архивировано из оригинал 5 октября 2011 г.. Получено 14 апреля 2011.
  76. ^ Дэн Баум: Нет пульса: как врачи заново изобрели человеческое сердце В архиве 2012-11-04 в Wayback Machine. 2012-02-29.
  77. ^ Имачи К., Чинзей Т., Абэ Й, Мабучи К., Иманиши К., Йонезава Т., Куно А., Оно Т., Ацуми К., Исояма Т. (1991). «Новое пульсирующее полное искусственное сердце с использованием одного центробежного насоса». ASAIO Trans. 37 (3): M242-3. PMID  1751129.
  78. ^ «Новое искусственное сердце из пены». Популярная наука. 1 октября 2015 г. В архиве из оригинала от 5 декабря 2015 г.
  79. ^ Длительное искусственное кровообращение после операций 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.
  80. ^ а б Митька Майк (2001). «Испытания на Среднем Западе устройства для сердечной помощи». Журнал Американской медицинской ассоциации. 286 (21): 2661. Дои:10.1001 / jama.286.21.2661. PMID  11730426.
  81. ^ FDA УТВЕРЖДАЕТ ДВА ПОРТАТИВНЫХ СЕРДЕЧНЫХ АППАРАТА В архиве 2007-06-14 на Wayback Machine на FDA.gov
  82. ^ Искусственное сердце, которое не бьется на TechnologyReview.com
  83. ^ "Берлинское сердце". Архивировано 16 октября 2007 года.. Получено 29 августа 2007.CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (связь) (28 августа 2007 г.), Capital Health, Эдмонтон (архивировано с "Берлинское сердце". Архивировано из оригинал 27 сентября 2007 г.. Получено 29 августа 2007. оригинал) от 01.10.2007.
  84. ^ «Недавно одобренный Berlin Heart помогает пациентам, ожидающим трансплантации - Вектор». 30 декабря 2011 г.
  85. ^ Фрейзер, Чарльз Д.; Jaquiss, Роберт Д. Б.; 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. Дои:10.1056 / nejmoa1014164. PMID  22873533.
  86. ^ "Новости - Техасская детская больница". В архиве из оригинала 25 апреля 2013 г.

внешняя ссылка