Tu się rodzi sztuczne serce

Tu się rodzi sztuczne serce

Na przeszczep może liczyć 5 % pacjentów. Szansą dla pozostałych są urządzenia wspomagające pracę serca.

Zabrze. Instytut Protez Serca. Tu nie ma pacjentów, ale jest bardziej sterylnie niż w jakiejkolwiek klinice. Tutaj decyduje się życie chorych na serce. Aluminiowo, chłodno, żadnego cierpienia. Ból jest na zewnątrz – tam, gdzie czeka się na operację, na przeszczep, na szansę.
– Sztuczne serce z importu kosztuje astronomiczne pieniądze, gdybyśmy sami nie podjęli się produkcji, bylibyśmy go pozbawieni – zapewnia dr Jan Sarna, dyrektor generalny Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu. Prezesem fundacji jest prof. Zbigniew Religa. Dr Jan Sarna podsumowuje: – Mamy zakończony program badawczy dotyczący sztucznych komór serca, które są podłączane obok serca pacjenta, przejmując jego pracę. Dzięki temu pacjent dotrwa do transplantacji, czasem celem jest odciążenie serca, by się zregenerowało. W Polsce jest dziewięć takich przypadków. Pamiętam pierwszego pacjenta, który dzięki komorom doczekał do transplantacji przeprowadzonej przez prof. Religę. Mieszkał w wiosce pod Piłą. Przed operacją przez dwa lata nie mógł chodzić. Po okresie rekonwalescencji wrócił do żony i pięciorga dzieci. Kolejna sprawa to serce sztuczne, które można by implantować zamiast biologicznego. Mamy polski prototyp. W USA rok temu wszczepiono pierwsze takie serce. Naszym wielkim sukcesem są zastawki. Polska jest sześć razy tańsza od zagranicznej. Kosztuje 13,5 tys. zł. Oczywiście, nie powinien płacić za nią pacjent, ale w najgorszym wypadku taką sumę można zgromadzić.
Zdaniem dr Sarny, przed rokiem dokonał się przełom w kardiochirurgii. Pojawiło się “serce całkowicie implantowane”. Polska w badaniach była na poziomie amerykańskim. Była, bo wyhamowały nas problemy finansowe.
Dotychczasowy dorobek fundacji: oryginalna biologiczna zastawka serca, której twórcą jest prof. Religa, komora wspomagania serca, którą można wszczepić choremu. Komora ma kształt litery L, jest wielkości średniego pudełka, wykonana z aluminium i tworzywa sztucznego. Wewnątrz jest pompa. Trwają prace nad polskim sztucznym sercem. Potrzeba 25 mln zł, część środków zaofiarował Komitet Badań Naukowych, który współfinansował wszystkie dotychczasowe prace w Zabrzu.
Sztuczne komory serca kosztują 125 tys. zł. Aparat stworzył zespół kierowany przez prof. Zbigniewa Religę, wyprodukowała go Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, koszt pokrył Fundusz Ochrony Serca. Konkretny przykład zastosowania? Do kliniki w Warszawie trafiła w bardzo złym stanie nastolatka, która po zwykłej grypie zachorowała na zapalenie mięśnia sercowego. Dzięki podłączeniu do sztucznych komór przeżyła, jej serce wydobrzało, zapalenie mięśnia cofnęło się. Serce, któremu pomogła maszyna, samo się wyleczyło.
Prof. Zbigniew Religa powiesił sobie w gabinecie zdjęcie uratowanej. Poza przyczyną liryczną jest też praktyczna. Zdjęcie ma mu przypominać, by nie wierzył tym, którzy mówią: pomysł jest nierealny, szkoda pieniędzy. – Potrzebne są obydwa typy urządzeń, zarówno pompy wspomagające serce – tłumaczy – jak i zastępujące je, w pełni implantowane urządzenie.
Największy problem dla pacjenta, któremu pomaga maszyna – nie słyszy własnego serca.

Metal zamiast pastylek

– Przecież najważniejsza funkcja serca to pompowanie krwi, dostarczanie jej, tak aby dotarła do wszystkich komórek organizmu – tłumaczy inżynier Roman Kustosz, kierownik Pracowni Sztucznego Serca. – Jeżeli przepływ krwi spada o jedną trzecią, wywołuje to negatywne reakcje we wszystkich organach. Jeśli przepływ jest mniejszy o 50%, zagrożone jest życie. Później może już tylko dojść do wstrząsu kardiogennego, organizm nie może funkcjonować. Co można zrobić w trudnej sytuacji? Oczywiście, w pierwszej kolejności podaje się leki, ale one głównie pobudzają do pracy organ, który jest w złym stanie. Bywa, że dobijają serce, zamiast pomóc. Inne możliwości to poprawa warunków pracy serca, no i zastosowanie substytutu serca.
Roman Kustosz jest głęboko przekonany, że dzisiaj największy sens mają dwie ostatnie metody – te, nad którymi on sam pracuje. Młody, dynamiczny, o sercu mówi jak o samochodowym silniku. Zapalenie mięśnia sercowego. Zmiany mogą być niewielkie, jeżeli spokojnie przeprowadzi się chorego przez ten okres. Jeżeli pracować za nie będzie maszyna.

Doczekać

Dotychczas medycyna skupiona była na transplantacjach. – Dziś wiemy, że to tylko wąska ścieżka – tłumaczą kardiochirurdzy. – Tylko 5%, góra 10% nowych serc może pochodzić od dawców. W końcu cały postęp medycyny nastawiony jest na to, żeby dawców było jak najmniej. Żeby ratować ofiary wypadków. Trzeba więc myśleć o innej, akceptowanej etycznie metodzie leczenia serca. Dziś najbardziej sensowne są urządzenia wspomagające lub zastępujące serce. Tylko w USA 60 tys. pacjentów rocznie powinno dostać nowe serce. Przeszczep ratuje 2 tys. Czy przeżyją następny rok? Czy doczekają? Wiadomo, że połowa pacjentów umiera w ciągu pierwszego roku oczekiwania.
Kardiochirurdzy z Zabrza wierzą, że prowadzone przez nich prace przybliżą moment, gdy sztuczne serce będzie można wszczepić nawet na 30 lat. Wszyscy w instytucie są pewni, że ich droga jest słuszna.
Jak pracuje komora wspomagająca serce? – Tak jak pompa w pralce – bez wahania zapewnia Roman Kustosz. – Przez kilka dni, czasem miesięcy potrafi odciążyć pracę serca. Oczywiście, ma ona wady. Może dojść do zakażenia krwi, jest uciążliwa, wiąże pacjenta ze szpitalem.
Prace nad polskim sztucznym sercem rozpoczęto pod koniec lat 80. Roman Kustosz był początkowo sceptycznie nastawiony. Uważał, że nie będzie problemu z elektroniką, sądził jednak, że nie znajdzie odpowiedniego tworzywa. Udało się przełamać i tę barierę. Sztuczne serce to proteza zrobiona z poliuretanu oraz tzw. jednostka napędowa, dzięki której krew jest pompowana do serca. W 1990 r. gotowe były prototypy. Trzy lata później rozpoczęto eksperymenty na cielętach. Wszczepiono 23 protezy. Jedno ze zwierząt przeżyło cztery miesiące.

Artystyczne szycie zastawki

Najciszej jest w Pracowni Biologicznej Zastawki Serca. – Tu są preparowane aorty, tu dziewczyny szyją zastawki – wyjaśnia kierowniczka mikrobiologii, Lucyna Pawlus. Często używa słowa “walka” i wyjaśnia, że zaczyna się ona poza pracownią, w czasie sekcji zwłok. Pracownia istnieje dziewięć lat i w tym czasie “wychowała” lekarzy, którzy dbają, by “tkanki, o które walczymy”, pobierać sterylnie. – Najgorzej jest latem – mówi Lucyna Pawlus. – Zwłoki są przechowywane w różny sposób, nie zawsze tkanka jest pobrana jałowo i wtedy, przystępując do badań, możemy spodziewać się najgorszego. Werdykt mamy po dwóch tygodniach. Przykro, kiedy jest negatywny i cała praca jest na nic.
Jeśli wynik jest pozytywny, tkanką zajmują się histopatolodzy. Badają, czy nie ma schorzeń, na przykład śladu zapalenia mięśnia sercowego. Czasem dyskwalifikują 40% tkanek. Rozczarowanie? Raczej złość. Tyle pracy poszło na marne.
W tym ciągu badań najbardziej sterylne pomieszczenie to miejsce, gdzie szyje się zastawki. Szyć trzeba na okrętkę. Pracownice przypominają kosmitki. Starannie opatulone, prawie bez kształtów. Skupione, pochylone. Każde mocniejsze pociągnięcie spowoduje, że tkanka zostanie zniszczona. Praca trwa kilka godzin, później są testy. Gotowa zastawka ma paszport, a w nim najważniejsze dane – faza maksymalnego otwarcia i zamknięcia. Czeka na człowieka.
Sfilmowana pracująca zastawka przypomina dziwny, egzotyczny kwiat.Otwiera się, zamyka. Pracownicy instytutu analizują te pozornie chaotyczne ruchy.
Obok szum. Kolejna pracownia. Te rury i stuki to stanowisko symulujące życie prawdziwego pacjenta. Komora wspomagająca, mechaniczne zastawki (można obserwować, jak monotonnie, uparcie otwierają się i zamykają), wszystko tak zaprojektowane, by ewentualne błędy w ich pracy wykryć tutaj, przed zastosowaniem u człowieka. Woda z gliceryną udaje krew.
W pracowni – tam, gdzie szumi i dudni – można jeszcze wykonać operację na niby. Takie próby pozwalają bezpieczniej przeprowadzać operacje u dzieci z wadami wrodzonymi. Łuk aorty, tętnica płucna – wszystko sztuczne. Można nacinać trochę niżej i trochę wyżej. Właśnie po to, żeby w czasie operacji naciąć tylko raz – dobrze.
Inżynierowie z Zabrza prowadzą również naświetlania płaszczyzn laserem. To bardzo dokładne badanie ma odpowiedzieć na pytanie, jak ustawić zastawkę, żeby pracowała jak najlepiej.

Monotonne stukanie

Następna pracownia. Modele sztucznego serca leżą w dużej skrzyni. Pomieszczenie przypomina warsztat samochodowy – posegregowane części, rurki, fragmenty. To jest rosyjskie sztuczne serce, a to polskie, drewniane, to mechaniczne protezy zastawek, kulkowe, bardzo skuteczne. – Ideałem byłoby skrzyżowanie zastawki mechanicznej z biologiczną – tłumaczy Adam Klisowski. – Mechaniczna jest trwała, ale rozbijając, może niszczyć krwinki. Blokada w jej pracy jest nagła i zagrażająca życiu. Zastawka biologiczna ma przewagę, bo zakłócenia w jej funkcjonowaniu są powolne, pacjent zdąży dotrzeć do lekarza. Wadą naturalnej zastawki jest jednak jej brak odporności na ludzkie choroby.
Oglądamy modele sztucznego serca. W tym pokoju pełnym rurek i stuków decyduje się długość życia. – Przeprowadzamy tutaj symulacje różnych, często dramatycznych dla pacjenta sytuacji – tłumaczy Adam Klisowki. – Na przykład co się stanie, gdy przekrój naczynia krwionośnego będzie mniejszy. Jak poradzi sobie zastawka, jak poradzi sobie człowiek. Testujemy również maksymalne obciążenie zastawek. No i dowiadujemy się, jak długo może pracować zastawka bez zniszczenia.
Monotonne stukanie. Pracują zastawki.
– Kiedyś czas na leczenie niewydolności serca był krótki. Jak Bóg da. Teraz udało się nam zapanować nad czasem – zapewniają inżynierowie z Zabrza. – Polska kardiologia prezentuje europejski poziom. Ciągle jednak zbyt wiele osób umiera z powodu chorób układu krążenia. Chciałbym, żebyśmy do 2025 r. uwolnili się od tej plagi – twierdzi prof. Zbigniew Religa.


Pompa i zawór
Sztuczne serce to mechaniczna pompa, która w okresie do kilku tygodni zastępuje prawą i lewą komorę serca. Jest ratunkiem dla chorych czekających na przeszczep i dawcę serca. Dziś naukowcy pracują nad miniaturową sztuczną lewą komorą, która wszczepiona człowiekowi działa jak mikropompa i jest w stanie przetoczyć sześć litrów krwi na minutę.
Zastawka to zawór sprawiający, że krew pompowana przez serce nie cofa się w naczyniach. W sercu są cztery takie zawory. Muszą one być szczelne. Gdy jest inaczej, kardiochirurg naprawia zastawkę albo ją wymienia – na biologiczną lub mechaniczną.


77 lat historii
* Historia kardiochirurgii zaczęła się w 1925 r., gdy brytyjski chirurg Henry Souttar otworzył klatkę piersiową pacjenta i własnym palcem poszerzył ujście zwężonej, dwudzielnej zastawki.
* Pod koniec lat 60. Amerykanin Denton Cooley wszczepił pierwsze sztuczne serce. Jednak pacjent szybko zmarł. W 1982 r. wykonano kolejną próbę. Mężczyzna przeżył 112 dni. Trzy lata później sztuczne serce otrzymał inny Amerykanin, który jako pierwszy dzięki protezie przeżył aż do znalezienia dawcy.
* W lipcu 2001 r. Amerykaninowi wszczepiono pierwsze sztuczne serce ważące tylko kilogram, wielkości grejpfruta. Na zewnątrz pozostaje tylko bateria. W przyszłości pacjent będzie mógł ją nosić w kieszeni. – Przybliża to perspektywę wynalezienia naprawdę dobrej pompy tłoczącej krew, idealnie naśladującej naturę.


* Przeciętne serce to: 72 uderzenia na minutę, ponad 4 tys. na godzinę, prawie 40 mln rocznie.
* Choroby układu krążenia są przyczyną ponad połowy zgonów w Polsce. Szacuje się, że szansę na przeżycie ma czterech z dziesięciu chorych z zawałem serca. Zbyt późno docierają do szpitali.

 

Wydanie: 18/2002

Kategorie: Kraj

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy