Automatyczny rękaw

wtorek, 04.07.2017
Automatyczny rękaw

Automatyczny rękaw – przyszłość w leczeniu niewydolności serca

Niewydolność serca polega na upośledzeniu jego funkcji jako pompy. Oznacza to w praktyce, że przez tkanki i narządy przepływa dużo mniej krwi, na skutek czego są one niedokrwione.

Serce jest wyjątkowym narządem w organizmie człowieka. Jego wyjątkowość polega na tym, że jako jedyny narząd wykonuje fizyczną pracę, niezależnie od naszej woli, nieustannie pompując krew do najmniejszych zakamarków naszego ciała. Pracuje bez przerwy, dzień w dzień, przez całe życie, żeby krew, bogata w tlen i substancje odżywcze, mogła trafić do ważnych dla życia narządów.

Jeżeli dopływ krwi, na przykład do mózgu, ustanie choćby na kilka sekund, osuwamy się na ziemię. Akurat ten organ jest bardzo wrażliwy na niedobór tlenu i nie trzeba nikogo przekonywać, że praca serca spełnia tu kluczową, życiowa rolę. W ciągu dnia nasze serce uderza średnio 100 000 razy, przepompowując ok. 8500 litrów krwi. Te liczby są nieprawdopodobne, ale realne, prawdziwe.

A co stanie się, kiedy serce zachoruje i stanie się niewydolne?

Niewydolność serca polega na upośledzeniu jego funkcji jako pompy. Oznacza to w praktyce, że przez tkanki i narządy przepływa dużo mniej krwi, na skutek czego są one niedokrwione. Najczęstszą przyczyną niewydolności jest choroba niedokrwienna serca i różne jej skutki, w tym zawał serca i powikłania pozawałowe, np. w postaci wad zastawkowych, czy kardiomiopatii.

Siłą rzeczy ryzyko występowania niewydolności serca wzrasta z wiekiem, dlatego też dotyczy ona ludzi głównie po 70 roku życia. Choroba ta cechuje się bardzo dużą śmiertelnością, możemy nawet mówić o epidemii niewydolności serca.

Leczenie niewydolności serca zależy od stopnia jego uszkodzenia i na początku jest to zwykle farmakoterapia, która opiera się głównie na podawaniu beta-adrenolityków, diuretyków i ACE – inhibitorów. W skrajnej niewydolności serca i przy spełnieniu odpowiednich kryteriów, istnieje możliwość przeszczepu serca, jednak ta droga leczenia jest ograniczona, ze względu na małą ilość dawców i nie zawsze możliwe do spełnienia warunki kwalifikacji. Drogę alternatywną w leczeniu niewydolności, zwłaszcza u pacjentów po zawale, stanowią elektryczne urządzenia wszczepialne. Mowa tu głównie o urządzeniu resynchronizującym, w skrócie oznaczanym jako CRT-D lub CRT-P. Jednak jakiekolwiek urządzenie, które znajduje się wewnątrz organizmu i ma kontakt z krwią, niesie ze sobą mniejsze lub większe ryzyko powikłań, np. zakrzepicy, udarów mózgu czy zakażeń.

Przeciwdziałając negatywnym, ubocznym skutkom, jakie niesienie leczenie niewydolności, międzynarodowy zespół naukowców skonstruował nowe urządzenie, które wspomaga pracę serca i nie ma bezpośredniego kontaktu z krwią. Jest to miękka tuleja wykonana z silikonu, zwana roboczo automatycznym rękawem. W jego działaniu wykorzystano skomplikowany ruch skrętny jednej z warstw mięśniówki mięśnia sercowego

Ten ruch już od czasów Leonarda da Vinci ciekawił naukowców. Było wiele prób i sztucznych modeli, lecz żaden z nich nie był na tyle efektywny, aby powtórzyć siłę skurczu mięśnia sercowego. Problem polega na tym, że warstwy mięśniowe w podstawie i koniuszku serca, podczas jednego uderzenia, skręcają się w przeciwnych kierunkach. Można ten ruch porównać do ruchu, jaki wykonujemy przy wyciskaniu mokrego ręcznika. W przypadku niewydolności krążenia, siła omawianego ruchu jest upośledzona, co uniemożliwia wyrzut krwi na obwód. Powtórzenie ruchu skrętnego było od dawna wyzwaniem, ale najnowsze postępy w dziedzinie robotyki umożliwiły dokładne odwzorowanie zachowania serca podczas skurczu.

Autorką pomysłu jest bioinżynier z Harvardu Ellen Roche. Odbyły się już próby ex vivo, na sercach zwierząt, w trakcie wyindukowanego zatrzymania krążenia. Instalacja rękawa odbywa się na otwartej klatce piersiowej za pomocą szwów, żelu oraz wytwarzanej przez siebie siły ssącej. Budowa silikonu pozwala wiernie odtworzyć układ włókien mięśniowych w zewnętrznych warstwach serca. Rękaw można dostosować do każdego rodzaju uszkodzenia. Jeśli pacjent ma problem z niewydolnością lewokomorową, układ siłowników pneumatycznych, znajdujących się na powierzchni rękawa, można wyregulować tak, aby skurcz włókien wspomagał bardziej pracę niewydolnej komory. Siłę skurczu takiego rękawa i ciśnienie, które on generuje również można regulować i dostosować do sytuacji.

Do rozwiązania pozostaje jeszcze kwestia baterii oraz formy kontrolowania  pracy urządzenia, również po zamknięciu klatki piersiowej. Na razie zostały przeprowadzone testy tylko na modelach zwierzęcych. Autorzy urządzenia przewidują, że potrzeba im jeszcze minimum pięciu lat, aby rozpocząć pierwsze próby implantacji u ludzi.

 

×

Zaloguj się

Po zalogowaniu otrzymasz dostęp do pełnej wersji serwisu wraz z wszystkimi dokumentami.

Czy jesteś farmaceutą?

lub

Tak