Ditt hjärta är motorn i din kropp som håller allt igång. I grund och botten, hjärtat är en muskelpump som upprätthåller syre och blodcirkulation genom dina lungor och kropp. På en dag, ditt hjärta pumpar cirka 2, 000 liter blod. Som vilken motor som helst, om hjärtat inte är väl omhändertaget kan det bryta ner och pumpa mindre effektivt, ett tillstånd som kallas hjärtsvikt.

Under en lång tid, det enda alternativet för många patienter med svår hjärtsvikt var en hjärttransplantation. Dock, det finns bara lite mer än 2, 000 hjärttransplantationer utförs i USA årligen, vilket betyder att tiotusentals människor dör i väntan på ett givarhjärta. Den 2 juli, 2001, patienter med hjärtsvikt fick nytt hopp som kirurger vid judiska sjukhuset i Louisville, Kentucky, utförde den första artificiella hjärttransplantationen på nästan två decennier. De AbioCor Implantable Replacement Heart var det första helt fristående konstgjorda hjärtat och förväntas minst dubbla livslängden för hjärtpatienter.

I den här artikeln, du får en djupgående titt på hur detta konstgjorda hjärta fungerar, hur det är implanterat i en patients bröstkorg och vem som kan vara en kandidat för att ta emot ett av dessa mekaniska hjärtan. Vi kommer också att jämföra AbioCor -hjärtat med de konstgjorda hjärtan som har misslyckats tidigare.

1. Ett hydrauliskt drivet hjärta
2. Den sju timmars kirurgi
3. De sjukaste av de sjuka

Ett hydrauliskt drivet hjärta

Det genomsnittliga vuxna mänskliga hjärtat pumpar blod med en hastighet av 60 till 100 slag per minut . Om du har läst hur ditt hjärta fungerar, då vet du att hjärtat dras ihop i två steg:

1. I den första etappen, höger och vänster atria avtal samtidigt, pumpar blod till höger och vänster kammare.
2. I den andra etappen, de ventriklar dras ihop för att driva blod ur hjärtat.

Hjärtmuskeln slappnar av innan nästa hjärtslag. Detta gör att blod kan fylla hjärtat igen.

Patienter med ett implanterat AbioCor -hjärta har fortfarande atria som slår samtidigt, men det konstgjorda hjärtat, som ersätter båda kammarna, kan bara tvinga ut blod en kammare i taget . Så, det skickar växelvis blod till lungorna och sedan till kroppen, istället för båda samtidigt som ett naturligt hjärta gör. AbioCor kan pumpa mer än 10 liter per minut , vilket är tillräckligt för vardagliga aktiviteter.

De AbioCor , utvecklad av Abiomed, är en mycket sofistikerad medicinsk utrustning, men enhetens kärnmekanism är den hydrauliska pumpen som driver hydraulvätska från sida till sida. För att förstå hur det fungerar, låt oss titta på de olika komponenterna i systemet:

• Hydraulisk pump - Grundidén med den här enheten liknar de hydrauliska pumpar som används i tung utrustning. Kraft som appliceras vid en punkt överförs till en annan punkt med hjälp av en inkomprimerbar vätska. En växel inuti pumpen snurrar vid 10, 000 varv per minut (rpm) för att skapa tryck.
• Portventil - Denna ventil öppnas och stängs för att låta hydraulvätskan flöda från ena sidan av det artificiella hjärtat till den andra. När vätskan rör sig till höger, blod pumpas till lungorna genom en artificiell ventrikel. När vätskan rör sig till vänster, blodet pumpas till resten av kroppen.
• Trådlöst energiöverföringssystem - Även kallad Transkutan energiöverföring (TET), detta system består av två spolar, en intern och en extern, som överför kraft via magnetisk kraft från ett externt batteri över huden utan att genomborra ytan. Den interna spolen tar emot strömmen och skickar den till det interna batteriet och styrenheten.
• Internt batteri - Ett laddningsbart batteri är implanterat inuti patientens buk. Detta ger en patient 30 till 40 minuter att utföra vissa aktiviteter, som att duscha, när den är frånkopplad från huvudbatteriet.
• Externt batteri - Detta batteri bärs på ett kardborreband runt patientens midja. Varje laddningsbart batteri erbjuder cirka fyra till fem timmars ström.
• Kontroller - Den här lilla elektroniska enheten är implanterad i patientens bukvägg. Den övervakar och styr hjärtats pumphastighet.

AbioCors hjärta, som består av titan och plast, ansluter till fyra platser:

• Höger förmak
• Vänster förmak
• Aorta
• Lungartären

Hela systemet väger cirka 0,9 kilo. I nästa avsnitt, du kommer att lära dig hur kirurger implanterade AbioCor-hjärtat under en sju timmars operation.

Den sju timmars kirurgi

Operationen för att implantera ett AbioCor artificiellt hjärta är extremt känsligt. Kirurgerna skär inte bara av och extraherar det naturliga hjärtats högra och vänstra kammare, men de placerar också ett främmande föremål i patientens bröst. Patienten måste placeras på, och senare borttagen från, a hjärt-lungmaskin . Operationen kräver hundratals stygn , att ordentligt säkra hjärtat till konstgjorda ventriklar. Ympningar anslut AbioCor till återstående delar av det naturliga hjärtat. Ympningar är en slags syntetisk vävnad som används för att ansluta den artificiella enheten till patientens naturliga vävnad.

På grund av operationens komplexitet, det finns massor av medicinsk personal till hands under operationen. Operationen den 2 juli, 2001, som var den första i sitt slag i världen, inkluderade ett team av de två ledande kirurgerna, 14 sjuksköterskor, perfusionister, anestesiologer och annan stödpersonal.

Här är proceduren, som beskrivs av University of Louisville kirurgen Robert Dowling :

1. Kirurger implanterar energiöverföringsspolen i buken.
2. Bröstbenet öppnas och patienten placeras på en hjärt-lungmaskin.
3. Kirurger tar bort höger och vänster kammare i det inhemska hjärtat. De lämnar i höger och vänster förmak, aorta och lungartären. Denna del av operationen ensam tar två till tre timmar.
4. Förmaskens manschetter sys till det inhemska hjärtans högra och vänstra förmak.
5. En plastmodell placeras i bröstet för att bestämma rätt placering och passform av hjärtat hos patienten.
6. Ympningar skärs till lämplig längd och sys till aorta och lungartären.
7. AbioCor placeras i bröstet. Kirurger använder "snabbkopplingar" - ungefär som små snaps - för att ansluta hjärtat till lungartären, aorta och vänster och höger förmak.
8. All luft i enheten tas bort.
9. Patienten tas ur hjärt-lungmaskinen.
10. Det kirurgiska teamet ser till att hjärtat fungerar som det ska.

Sedan denna första transplantation, fler förfaranden har gjorts.

Ursprungligen, Abiomed -tjänstemän varnade för alltför optimistiska resultat; de mest optimistiska förutsägelserna var att en patient kunde leva upp till sex månader med AbioCor -hjärtat. Enheten är utformad för att dubbel livslängd för patienter som bara hade cirka 30 dagar kvar innan operationen.

Robert Tools , patienten som fick hjärttransplantationen den 2 juli, 2001, på judiska sjukhuset i Louisville, har gått bort. Tio andra patienter har också dött, men mottagarna av AbioCor -hjärtat har i genomsnitt levt fem månader efter sina transplantationer.

1982, Dr William Devries implanterat Jarvik-7 , den första enheten designad för att vara ett helt permanent hjärta. Operationen utfördes vid University of Utah, och patienten var Dr Barney Clark , en tandläkare från Seattle. Clark levde i 112 dagar på hjärtat innan han gav efter för komplikationer orsakade av enheten.

Jarvik-7 var ett luftdrivet hjärta designat av doktor Willem Kolff och doktor Don Olsen. Till skillnad från den fristående AbioCor, Jarvik-7-hjärtat krävde flera yttre ledningar, som stack ut från patienten och ansluten till en stor extern enhet. Dessa utskjutande ledningar ledde till flera infektioner i Clark.

Ytterligare fyra patienter fick Jarvik-7 innan den avbröts på grund av komplikationer, inklusive stroke, mekaniska fel och problem med anatomisk passform. Det har sedan dess förbättrats och bytt namn, kallas nu för CardioWest hjärta . Det används endast i experimentella situationer och som en undersökande brygg-till-transplantationsanordning.

De sjukaste av de sjuka

U.S. Food and Drug Administration (FDA) har tillåtit Abiomed att utföra 15 implantat som en del av en klinisk prövning. Tolv av de föreslagna 15 operationerna har utförts. Dessa operationer har ägt rum på vårdcentraler i Houston, Los Angeles, Boston och Philadelphia. FDA har granskat resultaten från dessa transplantationer från fall till fall för att bestämma framtiden för AbioCor-enheten. Om $ 70, 000 till $ 100, 000 enhet är framgångsrik, vilket betyder att det kan förlänga en patients liv utan komplikationer, det kan godkännas för användning i fler hjärtcentra runt om i USA. Faktiskt, flera nyhetsbyråer rapporterar att Abiomed kommer att söka godkännande från U.S. Food and Drug Administration i år för att sälja AbioCor -hjärtat. Enheten kommer att användas för att behandla patienter med hjärtsvikt i slutstadiet under det som kallas "Humanitärt undantag från människor".

Laman Gray sa att de första kandidaterna för hjärtat kommer att vara de "sjukaste av de sjuka". FDA och Abiomed -tjänstemän har lagt några parametrar för vem som kan bli en av de första mottagarna av det artificiella hjärtat. Patienten måste passa följande profil:

• Har hjärtsvikt i slutskedet
• Ha en förväntad livslängd på mindre än 30 dagar
• Är inte en kandidat för en naturlig hjärttransplantation
• Har inget annat livskraftigt behandlingsalternativ

Ett annat krav är att enheten i grapefruktstorlek måste passa inuti patientens bröst. För att bestämma enhetens passform, patienten måste genomgå en CAT-skanning och bröströntgen. Sedan, med hjälp av ett datorstödd design (CAD) -program, det naturliga hjärtat avlägsnas praktiskt taget och AbioCor -hjärtat placeras praktiskt taget i patientens bröst. Om datorprogrammet visar att enheten passar, läkare kan fortsätta med operationen för att implantera det artificiella hjärtat.

I nästan två månader efter operationen, sjukhus och AbioMed -tjänstemän behöll namnet på första mottagaren en hemlighet. Dock, den 21 augusti, 2001, det avslöjades att Robert Tools , en bosatt i Kentucky och tidigare anställd i telefonbolaget, var den historieskrivande patienten. Även om Tools har kämpat mot en infektion och behövt en ventilator efter sin operation, hans läkare rapporterar att det mekaniska hjärtat fortsätter att fungera utan problem.

Här är vad som var känt om verktyg före hans operation:

• Han led av hjärtsvikt i klass IV.
• Han hade allvarligt bi-ventrikulärt misslyckande.
• Han blev avvisad av ett hjärttransplantationscenter.
• Han hade tidigare genomgått en koronar bypassoperation.
• Han fick flera hjärtinfarkt.
• Han hade diabetes.

För närvarande, det finns mellan 2 miljoner och 3 miljoner amerikaner som lever med hjärtsvikt, och 400, 000 nya fall diagnostiseras årligen. Hjärtsvikt orsakar 39, 000 dödsfall per år , enligt National Heart, Lunga, och Blood Institute (NHLBI). De flesta som diagnostiserats med hjärtsvikt kan förvänta sig att leva cirka fem år, och kommer vanligtvis att behöva genomgå en hjärttransplantation för att förlänga sitt liv.

Bara i USA, 2, 143 hjärttransplantationer utfördes 2003. Men tusentals potentiella mottagare dör årligen i väntan på en hjärttransplantation. Läkare uppmuntrar fortfarande allmänheten att bli organdonatorer, men AbioCor kan rädda många av dem som inte har möjlighet till en naturlig transplantation eller att vänta på ett tillgängligt hjärta.

För mer information om AbioCor och relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida.

Mycket mer information

Relaterade HowStuffWorks -länkar

• Hur ditt hjärta fungerar
• Hur hjärtstopp fungerar
• Hur hjärtinfarkt fungerar

Andra bra länkar

• Abiomed
• Judiska sjukhuset, Louisville, KY
• American Heart Association
• Yahoo! - Artificiellt hjärta med full täckning