قلب مصنوعی

قلب همانند موتوری در بدن ما می باشد که وظیفه کارکرد همه قسمت ها را بر عهده دارد . اساساٌ قلب پمپ ماهیچه ای می باشد که اکسیژن و جریان خون را به ریه ها و اندام های مختلف بدن میرساند .
در یک روز ، قلب چیزی در حدود ۲۰۰۰ گالون خون را پمپ می کند . همانند هر موتور دیگری ، اگر به درستی از قلب مراقبت نشود ممکن است اسیب ببیند و بدرستی عمل پمپاژ را انجام ندهد که به این حالت نارسایی قلب گویند .
بتازگی ، تنها گزینه برای بیمارانی که دچار نارسایی جدی قلب هستند عمل پیوند قلب ( جابجایی قلب ) می باشد . با این وجود سالیانه تنها کمی بیش از ۲۰۰۰ عمل جایگزینی قلب در امریکا انجام می شود و این بدین معناست که ده ها هزار نفر از مردمی که در انتظار قلب اهدایی هستند جان خود را از دست می دهند .
در دوم جولای ۲۰۰۱ ، امیدی دیگر به بیماران دچار نارسایی قلبی اعطا گردید که توسط عمل جراحی در بیمارستان Jewish ، واقع در Louisville کنتاکی صورت گرفت و اولین قلب مصنوعی جایگزین قلب طبیعی شد . Abiocor implantable replacement heart اولین قلب مصنوعی کامل است و حداقل امید زندگی بیماران قلبی را دو برابر میکند. در این مقاله نگرشی دقیق به چگونگی کار این قلب مصنوعی می اندازیم و همچنین می آموزیم که چگونه این قلب در درون سینه بیمار کاشته می شود و اینکه چه کسی می تواند کاندیدای دریافت این قلب مکانیکی شود .همین طور مقایسه ای بین قلب abicor و قلب مصنوعی دیگری که در گذشته کارامد نبوده اند ، انجام میدهیم .
● قلب hydraulic driven
میانگین پمپاژ قلب یک انسان بالغ ، دارای بازه ای بین ۶۰ تا ۱۰۰ ضربان در هر دقیقه است .
کارکرد قلب شامل دو مرحله است :
در مرحله اول ، دهلیز چپ و راست ، همزمان منقبض شده و خون را به بطن چپ و راست می فرستند .
در مرحله دوم ، بطن ها با هم منقبض می شوند وتا خون را به سمت خارج از قلب بفرستند .
پس ماهیچه ی قلب به مرحله ی آرامش میرود تا خون دو مرتبه قلب را پر کند و دوباره این مراحل تکرار میشوند .
قلب های abiocor دارای این مزیت هستند که میتوانند همزمان خون را از دهلیزها به ریه و بقیه اندام ها برسانند ، درصورتی که در قلب های مصنوعی دیگر ابتدا خون به ریه ها و سپس به بقیه اندامها می رود ، به جای اینکه مانند قلب طبیعی هر دو را در یک زمان انجام دهد.
Abiocor توانایی پمپاژ بیش از ۱۰ لیتر خون را د ر هر دقیقه دارد که برای فعالیت های روزانه کافی می باشد.
Abiocor وسیله ی پزشکی بسیار پیچیده ای است ، اما عملکرد وسیله یک پمپ هیدرولیکی است که مایع هیدرولیک را از سمتی به سمت دیگر انتقال می دهد.برای در ک اینکه این دستگاه چگونه کار می کند اجازه دهید نگاهی به اعضای مختلف دستگاه بیندازیم.
▪ پمپ هیدرولیکی :
ایده ی اساسی این دستگاه درست مانند پمپ های هیدرولیکی در دستگاه های سنگین می باشد . نیرویی که از یک نقطه به نقطه ی دیگر انتقال پیدا می کند ازیک مایع تراکم ناپذیر استفاده می کنند و یک چرخنده که در درون پمپ می باشد ،برا ی ایجاد فشار ۱۰۰۰ دور در دقیقه می چرخد .
▪ دریچه ارتباطی :
این دریچه برای ورود جریان مایع هیدرولیکی از سمت قلب مصنوعی به سمت دیگر، باز و بسته می شود . وقتی که مایع به سمت راست حرکت می کند خون توسط بطن مصنوعی به ریه ها پمپ میشود و وقتی که مایع به سمت چپ می رود خون به بقیه قسمت های بدن پمپ میشود .
▪ سیستم انتقال انرژی بی سیم :
که با نام (TET) transcutaneous energy transfer نیز شناخته میشود . این سیستم شامل دو سیم پیچ میشود ، یکی داخل و یکی خارج . نیروی انتقال دهنده توسط نیروی مغناطیسی یک باطری خارجی ، بدون تماس با سطح پوست از آن عبور می کند . سیم پیچ درونی نیرو را دریافت می کند و آن را به باطری درونی و دستگاه کنترل کننده می فرستد .
▪ باطری درونی :
یک باطری قابل شارژ در درون شکم بیمار کاشته می شود و این به بیمار اجازه فعالیت هایی مانند دوش گرفتن را در زمان قطع بودن از باطری اصلی بین ۳۰ تا ۴۰ دقیقه می دهد .
▪ باطری بیرونی :
این باطری توسط یک کمربند Velcro به دور کمر بیمار بسته شده است .هر باطری قابل شارژ می تواند حدود ۴ تا ۵ سا عت کار کند .
▪ کنترل کننده :
این وسیله ی الکتریکی کوچک در دیواره شکم شخص بیمار کاشته می شود و وظیفه نمایش و کنترل سرعت پمپاژ قلب بیمار را به عهده دارد .
قلب abiocor که از تیتانیوم و پلاستیک ساخته شده است به ۴ نقطه بدن متصل می شود :
ـ دهلیز راست
ـ دهلیز چپ
ـ آئورت
ـ سرخرگ ریوی
کل این سیستم دارای وزنی معادل ۱۰/۹ kg می باشد .
● جراحی ۷ ساعته :
جراحی کاشتن قلب مصنوعی abiocor بسیار حساس است ، نه تنها جراحی باید بطن های چپ و راست قلب واقعی بیمار را از هم جدا کند ، بلکه می بایست یک شی خارجی را در درون سینه بیمار قرار دهد . جرا حی قفسه ها بخیه نیاز دارد . Graft ، abiocor را به باقی قسمت ها ی بدن متصل می کند.
Grafts یک نوع از ترکیب بافت ها می باشد که برای متصل کردن عضو مصنوعی به اعضا ی طبیعی بیمار استفاده می شود.
در طی این عمل جراحی پیجیده ، پرسنل زیادی آماده خدمت هستند . جراحی دوم جولای سا ل ۲۰۰۱ که اولین عمل در نوع خود بود ، شامل تیمی متشکل از دو جراح ، ۱۴ پرستار ، دکتر تزریقات ، دکتر بیهوشی و باقی پرسنل کمکی بود.
▪ در اینجا شیوه اجرا شده این عمل را میبینیم :
جراح ها کویل انتقال دهنده انرژی را در درون شکم قرار می دهند .
استخوان سینه باز می شود و بیمار به دستگاه قلبی _ ریوی متصل میشود .
جراحان ، بطن چپ و راست و قلب اصلی را جدا می کنند و دهلیز چپ و راست ، آئورت و سرخرگ ریوی را دست نخورده میگذارند .این قسمت از جراحی به تنهایی ۲ تا ۳ ساعت به طول می انجامد .
قسمت بالایی afvial به دهلیز چپ و راست قلب طبیعی متصل میشود .
یک مدل پلاستیکی در سینه جاسازی می شود تا محل صحیح و مناسب قلب را ، بدن بیمار مشخص کند .
grafts ( پیوندها ) به اندازه ی مناسب بریده میشوند تا به آئورت و سرخرگ ریوی متصل شوند
Abiocor در سینه قرار می گیرد. جراحان ا ز اتصالات سریع برای اتصال قلب به سرخرگ ریوی ، آئورت و دهلیز چپ و راست استفاده می کنند .
تمام هوای موجود در دستگاه تخلیه می شود .
بیمار از دستگاه قلبی _ ریوی جد ا می شود .
تیم جراحی از عملکرد صحیح قلب مطمئن می شوند .
در کل ، طراحان abiomed خوش بینانه ترین نتیجه را برای این جایگزینی بدین صورت شرح دادند که بهترین نتیجه برای زمان زنده ماندن شخص بیمار با قلب abiocor ۶ ماه است . این وسیله فقط برای دو برابر کردن مد ت زمان زنده ماندن اشخاص بیماری طراحی شده است که حدود ۳۰ روز قبل از عمل جراحی امید به زندگی داشتند .
طبق گفته دکتر Robert tools بیماری که قلب جایگزین را در ۲ جولای ۲۰۰۱ دریافت کرد به همراه ۱۰ بیمار دیگر که تحت این عمل قرار گرفتند ، جان خود را از دست دادند ، اما پذیزندگان قلب abiocor از میانگین زمان زنده ماندن ۵ ماه بهره مند هستند .
● روزنه ای در عمق تاریکی :
اداره دارو و غذای امریکا(fda) به موسسه ambiomed اجازه انجام ۱۵ پیوند را به عنوان بخشی از یک کار ازمایی بالینی داده است . تا کنون ۱۲ مورد از این ۱۵ عمل جراحی در مراکزپزشکی بوستون لوس آنجلس ، و فیلا دلفیا صورت گرفته است . (FDA) بر مبنای یک مطالعه مورد به مورد ، نتایج این پیوند ها را باز بینی نموده است تا چشم انداز آتی دستگاه abiocor را مشخص نماید. چنانچه از استفاده این دستگاه ۷۰ تا ۱۰۰ هزار دلاری موفق باشد این بدان معنا خواهد بود که میتوان طول عمر بیماران را بدون ایجاد عوارض بهبود بخشید و در تنیجه دستگاه مذکور جهت استفاده گسترده تر در مراکز قلبی سراسر امریکا مورد تائید قرار خواهد گرفت . در واقع بسیاری از موسسه های خبر رسانی گزارش نموده اند که موسسه ambiomed در سال جاری به دنبال کسب مجوز دارو و غذای امریکا است تا قلب مصنوع abiocor را به فروش رساند . این دستگاه تحت تام برنامه ای با عنوان humanitarian device exemption جهت درمان مبتلایان نارسایی قلبی مرحله انتهایی ، مورد استفاده قرار خواهد گرفت .
گرامان دلی اظهار داشته است که کاندید های اولیه دریافت این قلب افرادی خواهند بود که وخیم ترین وضعیت بالینی را داشته باشند . مقامات مسئول FDA و موسسه ambiomed چند جمله در خصوص افرادی که می توانند دریافت کنندگان آغازین این قلب با شند بیان نموده اند چون این بیماران باید دارای خصوصیات زیر باشند :
ـ نارسایی قلبی مرحله انتهایی
ـ امید به زندگی کمتر از ۳۰ روز
ـ نداشتن شرایط دریافت پیوند قلب طبیعی
ـ در دست نبودن هیچ گونه گزینه درمانی حیاط بخش دیگر
در حال حاضر بین ۲ تا ۳ میلیون آمریکایی ، مبتلا به نارسایی قلب هستند و سالانه ۴۰۰۰۰۰ مورد جدید تشخیص داده می شوند . نارسایی قلبی بر اساس آمارهای موسسه قلب ، ریه و خون امریکا NHLBR ، موجب ۳۹هزار مرگ درامریکا میشود . اکثر افرادی که مبتلا به نارسایی قلبی هستند میانگین طول عمری معادل ۵ سا ل خواهند داشت و برای طولانی کردن عمر خود نیازمند دریافت پیوند قلب خواهند بود . تنها در ایالات متحده در سا ل ۲۰۰۳ ، ۲۱۴۳ جراحی پیوند قلب صورت گرفت . با این وجود ، هزاران نفر از نامزدهای بالقوه دریافت پیوند قلب در شرایطی که در لیست عمل های پیوند قلب وجود دارند در اثر نارسایی قلبی فوت می کنند . پزشکان کماکان جامعه را به حمایت از اهدا اعضا بدن تشویق می کنند . با این حال قلب مصنوعی abiocor میتواند زندگی بسیاری از افرادی را که امکان دریافت قلب طبیعی را نداشته یا در انتظار دریافت پیوند هستند ، نجات دهد .

منبع howstuff
مترجم: میلاد صادقی

منبع : ماهنامه تخصصي مهندسي پزشکي