Sākas mākslīgās sirds ēra – transplantē nevis īstas, bet mākslīgas sirdis 0
Kopš pagājušā gadsimta 60. gadiem turpinās zinātnieku centieni radīt mākslīgu sirdi – tādu, ko iespējams pārstādīt, ja donora sirds nav pieejama, bet kas pukstētu tāpat kā īstā un spētu apgādāt ar asinīm visu ķermeni. Šajā izpētē vistuvāk rezultātiem pašlaik nonākuši pētnieki Francijas biomedicīnas uzņēmumā Carmat – viņu izgudrotie un arvien uzlabotie mākslīgie motoriņi izpētes pēdējā posmā jau tikuši ievietoti sešiem pacientiem ar nedziedināmu sirds mazspēju, vēsta Sciences Et Avenir. Netiek atklāts, kuras valstis šie cilvēki pārstāv, taču skaidrs, ka šis laiks ir izšķirīgs – mēs stāvam uz mākslīgo siržu ēras sliekšņa.
Lai varētu ķerties pie protēzes komercializācijas un ražošanas lielākos apmēros Eiropas sirdsslimnieku vajadzībām, Carmat mākslīgā sirds eksperimentāli jāpārstāda vēl vismaz 14 pacientiem. Līdz šim veiktajās transplantācijās, kurās ievietota Carmat protēze, operācijas laiku izdevies saīsināt par piektdaļu. Pēc uzņēmuma vadītāja Stefana Piā ziņu aģentūrai AFP aprīļa sākumā paustā, tas nozīmē ne tikai ķirurgu prasmju uzlabošanos, bet arī apliecina zināmas rutīnas izveidošanos – arvien lielākas kļūst iespējas šādu operāciju sekmīgi atkārtot ar citiem pacientiem. Mēnesi pēc operācijas dzīvildzes rādītājs bija 100%, proti, visi seši pacienti joprojām bija dzīvi. Salīdzinājumam jāmin, ka iepriekšējā līmeņa izpētē laika posmā no 2013. līdz 2016. gadam, kad tika pārbaudītas iespējas mākslīgo orgānu pārstādīt un iesaistīti bija vien četri pacienti, šis rādītājs bija 75 procenti.
Pirmie pacienti – jau miruši
Saskaņā ar Carmat ziņoto sešu jaunākajā izpētē iesaistīto pacientu stāvoklis ir stabilāks nekā agrāk operētajiem, kuriem bez sirds mazspējas turklāt bijušas arī citas smagas slimības, piemēram, nieru mazspēja. Stefans Piā atgādina, ka jaunākajā izpētes posmā pacienti arī bijuši vidēji par deviņiem gadiem jaunāki nekā iepriekšējā, viņu vidējais vecums esot 60 gadu. Daži pēc operācijas jau atgriezušies mājās.
Pirmais cilvēks, kuram 2013. gadā ievietoja Carmat sirds protēzi, bija 76 gadus vecais francūzis Klods Danī. Viņš izturēja operāciju un pēc tās nodzīvoja 74 dienas; sirds apstājās kādu tehnisku iemeslu dēļ – it kā baterijās esot noticis īssavienojums. Sabiedrībā tas izraisīja lielu sašutumu, un ēnā palika fakts, ka pacienta veselības stāvoklis bija ļoti, ļoti slikts. Iepriekš ārsti bija prognozējuši, ka neārstējamās sirdskaites dēļ viņam atlikušas vien pāris nedēļas vai dažas dienas. Pēc šā starpgadījuma Francijas varas iestādes uz pusgadu apturēja klīniskos pētījumus ar mākslīgo sirdi, liekot modeli uzlabot.
Otrais pacients, kuram Carmat sirds protēzi ievietoja 2014. gada augustā, bija kāds 68 gadus vecs vīrietis no Nantes. Pēc ārstēšanās viņš atgriezās mājās un vēl pusgadu pēc operācijas bija pietiekami vesels, lai dzīvotu gandrīz patstāvīgi. Ārstiem viņš ziņoja, ka viņa dzīvesveidā nav nekā īpaša: viņš braucot ar mašīnu, apciemojot dēlu, kurš dzīvo kādā 70 kilometru attālā vietā, lai kopā papusdienotu, un vēloties atsākt treniņus uz stacionārā velotrenažiera savās mājās. Šis kungs nomira deviņus mēnešus pēc operācijas. Nomiruši arī abi pārējie klīnisko pētījumu pirmā posma dalībnieki – viens astoņus mēnešus un 10 dienas pēc operācijas, otrs – tikai trīs nedēļas pēc mākslīgās sirds iegūšanas, tātad – nesasniedzot Carmat izvirzīto mērķi (vismaz mēnesi gara dzīvildze).
Nav nopērkama
Mākslīgās sirdis, ko radījis Carmat, transplantētas arī cilvēkiem Čehijā un Kazahstānā. Carmat ieguvis atļauju izmēģinājumiem ar mākslīgās sirds transplantēšanu arī Dānijā, taču pagaidām operācijas nevienam šajā valstī nav veiktas. Uzņēmums iecerējis klīnisko pētījumu teritoriju paplašināt vēl vairāk, ietverot arī citas valstis. Tas nepieciešams, lai paātrinātu pētījuma gaitu, tādējādi iekļaujoties saspringtajos plānos izpētes stadiju pabeigt jau šā gada beigās vai nākamā gada sākumā, kad protēzei varētu tikt piešķirts attiecīgais Eiropas Savienības marķējums, lai to laistu tirgū. Klīniskā pētījuma rezultāti tiks uzskatīti par veiksmīgiem, ja vairāk nekā puse pacientu, kuriem ievietota sirds protēze, pēc operācijas būs izdzīvojuši vismaz pusgadu. Pirms tas noticis, Carmat mākslīgā sirds nekur pasaulē nav pieejama ne par kādu naudu, akcentē uzņēmums.
Kā tā darbojas?
Mākslīgā sirds sastāv no diviem elementiem: viens no tiem ir implantējama protēze, kas izgatavota no bioloģiski saderīgiem materiāliem, kas novērš asins recekļu jeb trombu veidošanos, otrs – ārējā daļa ar bateriju un informatīvu sistēmu, kas ļauj uzzināt datus par sirdsritmu. Sirds protēzei ir gandrīz tāda pati forma un lielums kā īstajai, un arī tās uzbūve ir līdzīga: tai ir četri vārstuļi un divi kambari – kreisais un labais. Ar elastīgu biomembrānu katrs sirds kambaris sadalīts divās daļās; viena paredzēta asinīm, otrā ir speciāls sirds iedarbināšanas šķidrums. Ieslēdzot sirdij pievienotos hidrauliskos sūkņus, šķidrums pārvietojas un iekustina membrānas, izraisot tādu pašu kustību, ar kādu kustas cilvēka sirds kambaru sieniņas. Ritmiski atkārtojoties, šī kustība savukārt izraisa asiņu ieplūšanu sirdī un izstumšanu no tās, tādējādi atjaunojot normālu asins plūsmu.
Mākslīgās sirds pionieri
Carmat sirds nebūt nav pirmais cilvēka centrālā motora mākslīgs atdarinājums. Pirmo mākslīgo sirdi uzkonstruēja nīderlandiešu izcelsmes amerikāņu zinātnieks Vilems Kolfs (1911–2009), kuram ir lieli nopelni arī mākslīgās nieres izstrādāšanā. Pēc Kolfa iniciatīvas Jūtas universitātē tika izveidota Mākslīgo orgānu nodaļa, kurā pagājušā gadsimta 70. gados tika veikti vairāki eksperimenti ar dzīvniekiem. Pirmo Vilema Kolfa radīto sirds modeli pārstādīja teliņam Tonijam, kurš pēc tam nodzīvoja vēl 30 dienas. Dažus gadus vēlāk ārējo asinscirkulācijas sistēmu uzstādīja vērsim Bērkam, kurš šādi dzīvoja vēl 90 dienas. Turpmākajos eksperimentos izmēģinājuma lopiņu dzīv-ildze arvien pagarinājās: teļš, vārdā Abebe, ar ārējās asinsrites jaunāko modeli izturēja 184 dienas, bet 1981. gadā Alfrēds Lords Tenisons (arī tas šajā gadījumā bija teļš) nodzīvoja 268 dienas. Kolfam netrūka sekotāju – viņa radītos sirds izstrādājumus vēlākajos gados izmēģināja, uzlaboja un pārveidoja ap 200 dažādu zinātnieku.
Daudzus gadus Vilems Kolfs strādāja kopā ar Robertu Džarviku. Viņam par godu nosaukumu ieguvusi viena no pasaulē visplašāk zināmajām sirds protēzēm – Jarvik. 1982. gada decembrī ar ASV Pārtikas un zāļu administrācijas (Food and drug administration) atļauju Jarvik-7 tika implantēts Sietlas zobārsta Bārnija Klārka ķermenī – kā pagaidu ierīce, kas ar sirds mazspēju smagi slimajam vīrietim deva cerību sagaidīt donora sirdi. 61 gadu vecais Bārnijs Klārks tādējādi kļuva par pirmo cilvēku pasaulē, kam tikusi ievietota mākslīga pagaidu sirds. Pēc operācijas viņš nodzīvoja 112 dienu, tiesa, visu šo laiku bija piesaistīts slimnīcas gultai un ap 160 kilogramu smagam kompresoram, kas sūknēja gaisu iekšā un ārā no alumīnija un plastmasas izgatavotajā sirds protēzē. Tās implantēšanai bija virkne blakņu un komplikāciju, kuras sagādāja tādu diskomfortu, ka nabaga vīrs esot lūdzis ārstus, lai taču reiz izbeidzot viņa ciešanas.
Vēlāk Jarvik tipa sirds aizvietotāji tika uzlaboti un daudziem desmitiem cilvēku palīdzēja pagarināt mūžu pietiekami ilgi, lai sagaidītu donora orgānu.
Rindā – miljoni
Eiropā un ASV ar progresējošu sirds mazspēju slimo aptuveni 20 miljonu pacientu, taču atgūt veselību būs iespējams tikai nelielai daļai – daudzi no šiem cilvēkiem nomirst, tā arī nesagaidot savu kārtu rindā uz transplantāciju un piemērotu donora sirdi. Attīstot mākslīgās sirds projektu, Carmat izvirzījis mērķi daļēji atrisināt donoru orgānu trūkuma radītās grūtības, jo šā uzņēmuma izgudrotā sirds protēze cilvēkam varētu ne vien pagarināt mūžu, palīdzot sagaidīt donora sirdi, bet pat pilnībā aizvietot šo orgānu.
Svarīgi pieturpunkti mākslīgās sirds vēsturē
* 1989. gada jūnijā Parīzes Brusē slimnīcā mākslīgās sirds sistēmas ievieto teļiem. Inženieris Klods Vartels ierosina sirdij pievienot hidraulisku virzuli.
* 1992. gadā irāņu izcelsmes kanādiešu ārsts Tofi Musivands Otavā uzkonstruē ārējās asinsrites ierīci (mākslīgo sirdi), kas ir pietiekami maza, lai to varētu izmantot mājās vai sirds operāciju laikā. Kardioķirurģijā to lieto vēl joprojām. 1996. gadā šis pētnieks rada pirmo pilnīgi intratorokālo (krūškurvī ievietojamo) mākslīgās sirds modeli, kas tiek implantēts teļam. 30 dienas vēlāk dzīvnieku eitanazē.
* 2008. gadā profesora Alēna Karpantjē komanda kopā ar Airbus grupas uzņēmumu Matra Défense nodibina kopīgu uzņēmumu Carmat un drīz vien paziņo, ka radīts mākslīgās sirds prototips. Lai izvairītos no trombu veidošanās, modeļa virsmas, kas nonāk saskarē ar asinīm, pārklātas ar biosavietojamiem materiāliem – dzīvnieku audiem, kas īpaši ķīmiski apstrādāti nolūkā novērst atgrūšanas reakciju. Protēze ir ne vien pirmā biosavietojamā mākslīgā sirds, tā arī darbojas pilnīgi automātiski. Laika gaitā uzlabota protēzes forma un samazināts struktūru izmērs, lai sirds darbotos fizioloģiski un pareizi pat ilgstošas piepūles apstākļos.
* 2011. gadā Lūivilas Ebreju slimnīcā kādam pacientam implantē mākslīgo sirdi, kas izgatavota no plastmasas un titāna un darbojas kā sūknis. Prototipu ar nosaukumu AbioCor radījis uzņēmums Abiomed, šī sirds paredzēta pacientiem, kuriem pārstādīšana ir kontrindicēta. Tā darbojas kā sūknis ar nelielu subkutāno bateriju, kas ik pēc stundas jāuzlādē ar pleijera izmēra ārējo bateriju, kura savukārt nodrošina enerģiju četras stundas. ASV Pārtikas un zāļu administrācija atļauj šo sirdi eksperimentāli ievietot pieciem pacientiem un pēc tam vēl 15, ja rezultāti ir pārliecinoši. Tomēr ierīces palielais izmērs ļauj to izmantot ļoti ierobežoti – tā piemērota vien katram otrajam vīrietim, turklāt protēze ir derīga tikai 1–2 gadus. Tādēļ Abiomed atsakās no šā projekta un pašlaik ražo intrakardiālos sūkņus un strādā pie jauna mākslīgās sirds projekta.
