مقالات

أول متلقي قلب اصطناعي

أول متلقي قلب اصطناعي

في عام 1982 ، أصبح طبيب الأسنان في سياتل بارني كلارك أول إنسان يحصل على قلب اصطناعي دائم ، وهو جهاز يعرف باسم جارفيك 7. في مقابلة بعد وقت قصير من زرع المضخة ، أعرب كلارك عن رغبته في المساعدة في تقدم العلم. نجا لمدة 112 يومًا على العضو الميكانيكي.


الارتداد 1985: أول قلب اصطناعي يستخدم في بيتسبرغ

قبل 30 عامًا في 24 أكتوبر في بيتسبرغ ، تم زرع قلب اصطناعي كامل من Jarvik-7 في مريض في مستشفى الجامعة المشيخية. كان هذا أول استخدام سريري لمضخة دم ميكانيكية في بيتسبرغ ، وكان توماس جايدوش البالغ من العمر 47 عامًا (في الصورة) أول متلقي لهذا القلب الاصطناعي. كانت الجراحة إجراءً طارئًا لإبقاء السيد قايدوش على قيد الحياة حتى يتم توفير قلب متبرع له. كان الحدث أخبار الصفحة الأولى في مطبعة بيتسبرغ.

تلقى السيد قايدوش عملية زرع قلب في غضون 4 أيام من زرع جارفيك -7. عاش 12 سنة أخرى. لقد كان مؤيدًا رائعًا لبرنامج دعم الدورة الدموية الميكانيكي الذي أطلقه بارتلي جريفيث ، العضو المنتدب ، وهو الآن تحت إشراف عضو هيئة التدريس في معهد ماكجوان للطب التجديدي روبرت كورموس ، مدير برنامج القلب الاصطناعي UPMC & # 8217s والمدير المشارك لـ برنامج زراعة القلب. بعد 30 عامًا ، ساعد هذا البرنامج الاستثنائي ما يقرب من 1000 مريض دعم ميكانيكي للدورة الدموية (بالغون + أطفال).

يعد برنامج القلب الاصطناعي التابع لـ UPMC من أوائل البرامج التي تم إنشاؤها في الولايات المتحدة ويعتبر أحد أكثر المراكز خبرة. على مر السنين ، عمل المركز مع عدد من الشركات المصنعة للأجهزة ، حيث قام بإجراء الدراسات المختبرية والسريرية بالإضافة إلى العمل كمركز تدريب وطني للمراكز الطبية الأخرى التي تنفذ البرامج. على هذا النحو ، رأى الفريق أن التكنولوجيا تتطور لتلبية احتياجات مرضى قصور القلب بشكل أفضل. الفريق عبارة عن مزيج فريد من المتخصصين السريريين والمهندسين البيولوجيين الذين يعملون معًا لتحسين علاج المريض.


العالم & # 8217s أول قلب اصطناعي حقيقي ينبض الآن داخل مريض يبلغ من العمر 75 عامًا

حصل رجل فرنسي يبلغ من العمر 75 عامًا على هدية الحياة حيث أكمل فريق من الجراحين بنجاح عملية زرع قلب صناعي ثوري.

وبحسب ما ورد يتعافى المريض ، الذي لم يذكر اسمه حتى الآن ، في مستشفى جورج بومبيدو الأوروبي في باريس ، حيث أجريت العملية التي استغرقت 10 ساعات يوم الأربعاء الماضي. على عكس الأجهزة المماثلة المستخدمة لإبقاء المرضى على قيد الحياة حتى يتم التعرف على المتبرع ، من المتوقع أن يعمل قلب "كارمات" بشكل مستمر لمدة تصل إلى خمس سنوات مع تمكين المتلقي من استئناف نمط حياته الطبيعي ، وربما حتى السماح للشخص بالعودة إلى العمل .

& # 8220 لقد رأينا بالفعل أجهزة من هذا النوع ولكن كانت تتمتع باستقلالية منخفضة نسبيًا ، & # 8221 Alain Carpentier ، المخترع والجراح ، & # 160 أخبر المراسلين ، وفقًا لـ التلغراف. & # 8220 هذا القلب سيسمح بمزيد من الحركة وتقليل التجلط. الدراسة التي بدأت تتم مراقبتها عن كثب في المجال الطبي. & # 8221

تم إجراء الآلاف من عمليات زرع القلب ، لكن كاربنتير يقول إن النسخة التي طورها كانت الأولى التي تكرر بشكل كامل الانقباضات ذاتية التنظيم لقلب حقيقي. يوجد داخل العضو الميكانيكي الذي يزن رطلان نظام معقد من أجهزة الاستشعار والمعالجات الدقيقة التي تراقب التغيرات الداخلية للجسم وتغيير تدفق الدم حسب الحاجة. يعمل على تسريع أو إبطاء تدفق الدم بناءً على نشاط الشخص. "معظم القلوب الاصطناعية الأخرى ، على النقيض من ذلك ، تنبض بمعدل ثابت لا يتغير. وهذا يعني أنه يتعين على المرضى إما تجنب الكثير من النشاط ، أو المخاطرة بضيق التنفس والإرهاق بسرعة ،" يكتب # 160جيزماج& # 160 على السطح الخارجي ، يتكون العضو الاصطناعي جزئيًا من أنسجة بقرة لتقليل احتمالية حدوث مضاعفات مثل جلطات الدم ، والتي تكون شائعة عند ملامسة المواد المصنعة للدم. المرضى الذين يتلقون زراعة قلب اصطناعي عادة ما يتناولون الأدوية المضادة لتخثر الدم لتقليل هذه المخاطر.

بدأت هذه التقنية ، التي استغرق تطويرها 25 عامًا ، في التبلور بعد أن اختبر الجراح في البداية جدوى تطوير صمامات قلب اصطناعية باستخدام أنسجة حيوانية معالجة كيميائيًا كبديل للبلاستيك. منذ ذلك الحين ، حصل على موافقة من السلطات في فرنسا وبلجيكا وبولندا وسلوفينيا والمملكة العربية السعودية لإجراء تجارب بشرية من المتوقع أن تستمر حتى نهاية عام 2014. إذا سارت الأمور على ما يرام ، فهذا يعني أن المرضى يعيشون لمدة شهر على الأقل مع كارمات للأنظمة ، سيكون لدى كاربنتير بعد ذلك الوسائل للحصول على الموافقة التنظيمية لجعلها متاحة داخل الاتحاد الأوروبي في وقت ما في أوائل عام 2015.

في النهاية ، يتوقف اختبار عباد الشمس على ما إذا كانت مضخات القلب الاصطناعي تستمر لأكثر من بضع سنوات. نجا بارني كلارك ، أول مريض زرع قلب في العالم ، من 112 يومًا فقط بعد إجراء عام 1982 والذي استبدل قلبه الفاشل بقلب من صنع الإنسان & # 160Jarvik-7 & # 160. إن القلب الاصطناعي الكلي & # 160SynCardia & # 160 ، والذي يظل الخيار الوحيد لاستبدال القلب المعتمد من قِبل إدارة الأغذية والعقاقير ، قد جعله قادرًا على الاستمرار في العمل لفترة أطول ، على الرغم من أنه يتعين عليهم التكيف مع عبء & # 160 "حمل ضاغط الهواء و يقول جراح القلب بيلي كون & # 160 in a & # 160 ، وجود خراطيم هواء تدخل وتخرج من صدرك "سي إن إن& # 160 تقرير.

تم تصميم قلب كارمات الاصطناعي لتقليد عمل الضخ ثنائي الغرفة لقلب بشري حقيقي. الائتمان: كارمات [/ شرح]

تتخذ تقنية كاربينتييه نصف بقرة ونصف روبوتية نهجًا مختلفًا ، مقارنة بطريقة ضغط الهواء الخاصة بـ SynCardia ، في استخدام سائل هيدروليكي لتسهيل حركة الدم. تقرير شامل & # 160in & # 160مراجعة MIT Tech& # 160 يشرح كيفية عمل هذه الآلية:

الجهاز ، الذي يعمل ببطاريات ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن ويتم ارتداؤه من الخارج ، أثقل بثلاث مرات من قلب الإنسان ، مما سيحد من توافقه مع 86 في المائة من الرجال و 20 في المائة من النساء. ومع ذلك ، تخطط كاربنتير لتطوير إصدارات أصغر للنساء ذوات القامة الأصغر.

من المتوقع أن يتكلف القلب الاصطناعي Carmat حوالي 140.000 إلى 180.000 يورو (أو من 191.000 إلى 246.000 دولار).


صنع في بورتلاند: أول صمام صناعي للقلب في العالم ، 21 سبتمبر 1960

خلال فحص جسدي روتيني في عام 1965 ، علم فيليب برايسون أنه يعاني من نفخة قلبية تهدد حياته. كشفت فحوصات المتابعة أنه & # x27d ولد مع خلل في الصمام الأبهري ، وفي سن 25 ، بدأ الصمام بالفشل.

لحسن حظه ، ابتكر جراح قلب شاب حلاً. أصبح برايسون من أوائل المتلقين لصمام القلب الميكانيكي الذي طوره جراح بورتلاند ألبرت ستار والمهندس لويل إدواردز.

بعد أكثر من 45 عامًا ، يعمل الصمام بشكل لا تشوبه شائبة داخل صندوق Bryson & # x27s ، حيث يفتح ويغلق بصوت عالٍ مكتوم ، يمكن سماعه عبر غرفة هادئة. برايسون ، الذي لم يكن ليعيش طويلاً بدون صمام جديد ، تزوج وانتقل من كاليفورنيا إلى ألاسكا ، حيث قام هو وزوجته بتربية أربعة أطفال.

أصبح صيادًا وصيادًا وعداءًا نهمًا. في سن السبعين ، لا يزال يعمل بدوام جزئي كمهندس استشاري.

& quotI & # x27ve كنت قادرًا حقًا على فعل كل شيء ، كما يقول برايسون.

قبل خمسين عامًا من اليوم ، أجرى Starr وزملاؤه أول عملية استبدال ناجحة للصمام في العالم في كلية الطب بجامعة أوريغون ، التي أصبحت الآن جامعة أوريغون للصحة والعلوم في بورتلاند. يقف الإنجاز كواحد من أكثر الإنجازات

. قبل أن يطور Starr و Edwards صمام القلب الميكانيكي ، لم يعيش أي مريض أكثر من ثلاثة أشهر بعد محاولات استبدال الصمام. عاش ما لا يقل عن أربعة من أوائل المتلقين لصمامات Starr-Edwards لأكثر من 40 عامًا.

& quot؛ منذ خمسين عامًا لم تكن جراحة استبدال صمام القلب موجودة. اليوم ، تعد هذه ثاني أكثر جراحات القلب شيوعًا في الولايات المتحدة وواحدة من أكثرها نجاحًا ، كما قال جوزيف غولدشتاين ، رئيس لجنة الاختيار العلمية لجراحة القلب.

عندما حصل Starr على الجائزة في عام 2007. منذ بدء الجوائز في عام 1946 ، ذهب 72 فائزًا للحصول على جائزة نوبل.

يقول ستار إن الحظ لعب دورًا مهمًا في المساعدة على الفوز بالسباق لإنتاج صمام ميكانيكي متين. شارك مخترعه ، إدواردز ، فجأة في يوم من الأيام في عام 1958 بحثًا عن شريك يبني معه قلبًا اصطناعيًا.

لكن ستار يعزو نجاحه أيضًا إلى الجرأة. & quot في الجراحة ، إما أن تجري أو لا تجري & # x27s لا يوجد خيول ، & quot ؛ قال في مقابلة عام 2007. ظل ستار ، البالغ من العمر 84 عامًا ، نشطًا كجراح حتى عام 2006. ولا يزال يحتفظ بمساعدته في معهد بروفيدنس للقلب والأوعية الدموية الذي يديره لعقود من الزمن في مركز سانت فنسنت الطبي. من بين الوظائف الأخرى في Providence Health & amp Services ، يدير Starr برنامجًا للبحث والتطوير في مجال العلوم الحيوية ومركزًا للبحوث الأكاديمية لجراحة القلب يحمل اسمه.

في سانت فنسنت ، طور ستار والدكتور جيمس وود واحدًا من أكبر مراكز جراحة القلب في شمال غرب المحيط الهادئ. أنشأ ستار برنامجًا لتدريس الجراحة استقطب المتدربين من جميع أنحاء العالم.

ولكن إلى جانب الجوائز النبيلة والشهرة العالمية ، فإن Starr معروف لدى آلاف الأشخاص بأنه الرجل الذي أنقذ حياة طفل أو زوج أو جدة أو صديق.

ولد ستار في بروكلين ، نيويورك ، عام 1926 ، لأب مهاجرين من أوكرانيا وإنجلترا. باع والده الفراء الفاخر وأسس شركة توزيع بالجملة. كان ستار يبلغ من العمر 16 عامًا عندما التحق بجامعة كولومبيا.

"كان خوفي الأكبر هو عدم الكشف عن هويته ،" وقال بعد سنوات ، وهو يفكر في سنوات مراهقته. & quot؛ لم أرغب في إنجاز شيء مهم فحسب ، بل أردت أيضًا أن أجعل العالم يعرفني على إنجازاتي. & quot

حصل على شهادة الطب من كلية الأطباء والجراحين في كولومبيا & # x27s في سن 22 ، وعمل كجراح كتيبة قتالية بالجيش الأمريكي في كوريا. & quot؛ لقد بدا أصغر من أن يكون طبيباً ، لكن تبين أنه رجل صغير مجتهد وفعال ، قال جراح القلب دنتون كولي ، عن أول لقاء له مع ستار عام 1949 في مستشفى جونز هوبكنز في بالتيمور ، ماريلاند.

كان ستار مقيمًا جراحيًا صاعدًا في مستشفيات بلفيو والمستشفيات المشيخية في نيويورك عندما عرضت عليه كلية الطب في ولاية أوريغون الفرصة لإطلاق برنامج جراحة القلب المفتوح في عام 1957. ركز ستار على عيوب القلب لدى الأطفال ولم يكن لديه # x27t اعتبر بجدية صمامات القلب الاصطناعية حتى ظهر إدواردز ، المهندس.

أقنع ستار إدواردز بأن القلب الاصطناعي كان بعيد المنال وحثه على تحقيق هدف أكثر واقعية: بناء صمام قلب بديل. في غضون أسابيع قليلة ، عاد إدواردز بنموذج أولي.

في التجارب على الكلاب ، وجد الفريق الطبي Starr & # x27s أن تصميمات الصمام الأولى أصبحت مسدودة بجلطات الدم. ماتت معظم الكلاب في غضون أيام. تخلى هو وإدواردز عن فكرة نسخ صمامات القلب البيولوجية ، التي تحتوي على مجموعة من اللوحات. لقد تحولوا إلى تصميم الكرة والقفص: تدفع نبضات الدم الكرة بعيدًا عن الفتحة للسماح بالتدفق ، ثم عندما ينخفض ​​الضغط ، تسقط الكرة مرة أخرى في الحلقة لتشكيل ختم.

بحلول عام 1960 ، حقق الفريق بقاء دائم في العديد من الكلاب. قال ستار إنه ظل مترددًا في تجربة الجهاز على الناس ، لكن هربرت جريسوولد ، رئيس قسم أمراض القلب بكلية الطب ، حثه على المضي قدمًا. لم يكن هناك أمل آخر للمرضى الذين يموتون من مرض الصمام.

عانى الفريق من نكسة مأساوية مع أول مريض لهم ، وهي امرأة تبلغ من العمر 33 عامًا. بعد عشر ساعات من الجراحة ، ساعدتها ستار على الانقلاب على جانبها ، وفقدت وعيها فجأة وتوفيت. اكتشف الفريق بسرعة أن فقاعة هواء كبيرة قد تكونت داخل إحدى غرف قلبها. سمح تغيير الوضع للهواء المحبوس بالانزلاق عبر الشريان إلى دماغها ، مما تسبب في الموت الفوري. قال ستار. & quot لقد كان تعقيدًا لم نره مطلقًا في الكلب. & quot

بمعرفة ما حدث ، أقسم ستار أنه & # x27d لم يدع ذلك يحدث مرة أخرى ، ووعد بالحصة التي سمحت لي بالنوم في تلك الليلة. & quot

اهتز ، لكنه مقتنع بأن الجراحة يمكن إجراؤها بأمان ، تمسك الفريق بالتزامه بإجراء خمس حالات قبل استخلاص النتائج.

أما المريض الثاني ، فيليب أدمونسون ، وهو موظف شاحنة يبلغ من العمر 52 عامًا من سبوكان ، فقد عاش 15 عامًا بصمامه وتوفي بعد سقوطه من على سلم في المنزل.

أذهل ستار جراحي القلب عندما قدم النجاح الأول في اجتماع الجمعية الأمريكية لجراحة الصدر. قال كولي إن العملية التاريخية أطلقت العنان لموجة من الجهود التي بذلها الجراحون الآخرون وشركات الأجهزة الطبية لتطوير الصمامات الاصطناعية والتقنيات الجراحية التي أنقذت ملايين الأشخاص بقلوب متضررة.

Starr & # x27s أدت النجاحات إلى شهرة دولية ، وجاء المرضى الذين يحتاجون إلى استبدال صمام القلب إلى بورتلاند من جميع أنحاء العالم.

بدأ إدواردز ، الذي توفي عام 1982 ، شركة للأجهزة الطبية في جنوب كاليفورنيا. بلغ إجمالي مبيعات Edwards Lifesciences المتداولة علنًا

تجاوزت توقعات الجميع ، بما في ذلك المخترعين & # x27.

& quot؛ كنا نجري عمليات جراحية لمرضى كان متوسط ​​العمر المتوقع لديهم أقل من عام واحد ، & quot؛ قال Starr في مقابلة أجريت معه مؤخرًا. & quot؛ حتى لو استمرت خمس أو عشر سنوات فقط فسيكون ذلك تقدمًا كبيرًا. & quot

ومع ذلك ، فقد عانى تصميم الكرة المحبوسة من جانب سلبي رئيسي: تسببت الكرة في حدوث اضطراب شديد في تدفق الدم ، مما يتطلب من المتلقين تناول أدوية تسييل الدم لمنع تكون الجلطات. في أواخر الستينيات ، ابتكر الجراح الفرنسي آلان كاربنتير ما يسمى بالصمامات التعويضية الحيوية التي حررت المرضى من الحاجة إلى تناول مسيلات الدم. قام كاربنتير بمعالجة صمامات القلب المأخوذة من الخنازير بمواد حافظة وربطها بإطار معدني للحفاظ على شكلها الوظيفي.

طور آخرون صمامات ميكانيكية منافسة توفر مقاومة أقل لتدفق الدم وتسمح للمرضى بتقليل جرعات تجلط الدم. ظهرت الصمامات التي تستخدم قرصًا مائلًا بدلاً من الكرة المحبوسة في أواخر الستينيات من القرن الماضي ، وكان أول من صنعه دونالد ب.

حققت التصميمات الميكانيكية مثل صمام القلب St. Jude أداءً أفضل في السبعينيات باستخدام منشورات تُفتح وتُغلق. توقف Edwards Lifesciences عن تصنيع الصمامات الكروية في قفص في عام 2007 وأصبحت شركة رائدة في صناعة الصمامات التعويضية الحيوية.

لا تزال عيوب الصمامات الموروثة تشكل تحديًا خطيرًا. يتخطى الأطفال الصمامات التعويضية ويحتاجون إلى جراحة متكررة.

& quot؛ إذا تمكنا من تطوير صمام ينمو ويتطور بشكل طبيعي ، فسيكون ذلك رائعًا ، & quot؛ يقول ستار. ولكن من المحتمل أن يستغرق الأمر عقودًا من البحث لجعل صمامات الاستبدال الحية والمصممة بنسيج الأنسجة خيارًا واقعيًا. في عرض Starr & # x27s ، سيكون التقدم الكبير التالي هو الكمال في استبدال الصمام بدون جراحة ، باستخدام القسطرة المترابطة عبر الشريان. Edwards Lifesciences هو المتسابق الأول في السباق للحصول على الموافقة الفيدرالية ، تليها Medtronic Inc.

عندما سئل عن أفكاره حول الذكرى الخمسين لأول صمام اصطناعي ناجح ، تردد ستار.

& quot للاستماع إلى جميع المرضى ، رؤية المرضى الذين خضعوا للجراحة ، ومعرفة مدى أدائهم الجيد ، وإدراك هذا الجهاز الداعم للحياة هو إبقائهم على قيد الحياة - لقد كانت القدرة على إحداث هذا التأثير تجربة رائعة ، & quot هو قالت.

& quotI & # x27m سعيد لأنني & # x27m ما زلت موجودًا للاحتفال. كنت مجرد طفل في المرة الأولى. & quot


الجدول الزمني لزراعة القلب الاصطناعي

فيما يلي معالم بارزة في تطور القلب الاصطناعي:

1953: يتم استخدام آلة القلب والرئة التي صممها الدكتور جون جيبون في جراحة القلب المفتوح الناجحة ، مما يدل على أن الجهاز الاصطناعي يمكن أن يحاكي مؤقتًا وظائف القلب.

1964: يضع المعهد الوطني للقلب والرئة والدم هدفًا لتصميم قلب اصطناعي كامل بحلول عام 1970.

1966: نجح الدكتور مايكل ديباكي من هيوستن في زراعة قلب اصطناعي جزئي.

1967: يقوم الدكتور كريستيان بارنارد بأول عملية زرع قلب بشري ناجحة. توفي المريض ، طبيب الأسنان لويس واشكانسكي ، 53 عامًا ، بعد 18 يومًا من الجراحة في جنوب إفريقيا.

1969: يقوم الدكتور دينتون كولي من معهد تكساس للقلب بزراعة قلب اصطناعي كامل للمريض. يخضع المريض لعملية زرع قلب بعد ثلاثة أيام ولكنه يموت بعد ذلك بيوم واحد.

1982-85: ينفذ الدكتور ويليام ديفريس سلسلة من خمس عمليات زرع للقلب الاصطناعي الكلي من جارفيك. المريض الأول ، بارني كلارك ، يعيش 112 يومًا. أربعة آخرون فقط تلقوا جارفيك كبديل دائم للقلب ، وليم شرودر ، وعاش 620 يومًا ، وتوفي في أغسطس 1986 عن عمر يناهز 54 عامًا. تلقى المرضى الآخرون جارفيك كجهاز مؤقت أثناء انتظار عمليات زرع القلب.

1994: وافقت إدارة الغذاء والدواء على جهاز مساعدة البطين الأيسر ، مما يساعد القلوب الفاشلة على الاستمرار في العمل.

2000: أصبح رجل في إسرائيل أول متلقي لقلب جارفيك 2000 ، وهو أول قلب اصطناعي كلي يمكنه الحفاظ على تدفق الدم بالإضافة إلى توليد النبض.

2001: الأطباء في المستشفى اليهودي في لويزفيل ، كنتاكي ، يزرعون أول بديل ميكانيكي للقلب قائم بذاته في مريض. الجهاز ، المسمى AbioCor ، يعمل بالبطارية وحجم الكرة اللينة.


أول متلقي قلب اصطناعي - التاريخ

بدءًا من السبعينيات تقريبًا ، أصبحت أمراض القلب من أنواع مختلفة من بين الأسباب الرئيسية للوفاة في الولايات المتحدة. لم يكن ظهور وباء من أمراض القلب فجأة ، ولكن التقدم في الطب سمح للناس بالعيش لفترة طويلة بما يكفي حيث أصبحت أمراض القلب مشكلة. بدأ التقدم في الطب في التغلب على هذه المشكلة أيضًا & # 8212 ، تم تخطيط القلب جيدًا ، ويمكن تكراره على مستوى اصطناعي. لا يمكن زرعه في الجسم & # 8211 ليس بشكل دائم على أي حال & # 8211 لأن الكائن الحي سيرفضه كجسم غريب ، ولكن كإجراء مؤقت يمكن أن يخدم.

في مثل هذا اليوم ، 4 أبريل 1969 ، تم زرع أول قلب صناعي في العالم في هاسكل كارب من سكوكي ، إلينوي. كان قلب كارب يخذله ، والبحث عن متبرع بقلب لإجراء عمليات زرع يستغرق وقتًا طويلاً. كان على الطبيب المسؤول ، الدكتور دنتون أ. كولي ، التصرف ، وقرر الإجراء الذي لم يسبق تجربته من قبل.

نجا كارب من عملية الزرع والقلب الاصطناعي الذي أبقاه على قيد الحياة لمدة 50 ساعة حتى تم العثور على عملية زرع مناسبة. لسوء الحظ ، لم ينجو طويلاً بقلبه الطبيعي الجديد. بعد 30 ساعة من العملية ، مات كارب ، تاركًا إرثًا كأول متلقي ناجح لقلب اصطناعي.


روبرت جارفيك ، دكتوراه في الطب على جارفيك -7

في عام 1982 ، لفتت عملية زرع جارفيك 7 للمريض بارني كلارك انتباه وسائل الإعلام في جميع أنحاء العالم. أدى الانفتاح الاستثنائي لهذه التجربة الطبية ، التي يسرتها جامعة يوتا ، إلى إثارة نقاش عام ساخن حول جميع جوانب البحث الطبي. ولكن عندما تعلم الأطباء كيفية تحقيق نتائج سريرية ممتازة في المرضى اللاحقين مع جارفيك 7 ، فقد الصحافة والجمهور اهتمامًا كبيرًا بالموضوع. نتيجة لذلك ، شقت الحسابات القديمة والخاطئة طريقها إلى المناقشات الرئيسية لـ Jarvik 7 مرارًا وتكرارًا. جلست مع الدكتور جارفيك لمناقشة الأخطاء الشائعة والانطباعات الخاطئة عن أول قلب اصطناعي دائم ، وهو جهاز لا يزال مستخدمًا حتى اليوم ولديه أعلى معدل نجاح لأي قلب ميكانيكي أو جهاز مساعد في العالم.

قلوب اصطناعية في السياق

في الأساس ، يوجد نوعان من القلوب الاصطناعية: القلب الاصطناعي الكلي - الذي يتم زرعه بعد إزالة القلب الطبيعي - وجهاز المساعدة البطينية - الذي يتم زرعه لمساعدة القلب الطبيعي ، مما يترك قلب المريض في مكانه و لا يزال يعمل.

& # 8220 إزالة قلب شخص & # 8217s هي واحدة من أكثر العمليات الجراحية دراماتيكية يمكن للمرء أن يتخيلها ، & # 8221 يقول الدكتور جارفيك ، الذي بدأ في تطوير جهاز صغير لمساعدة البطين ، جارفيك 2000 ، في عام 1988. & # 8220 ليس مفاجأة أن اهتمام الجمهور باستبدال القلب أكبر من اهتمامه بمساعدة القلب. لكن ضع في اعتبارك هذا السؤال: إذا كان لديك ذراع أو ساق فاشلة ، فهل تفضل الحصول على أفضل طرف صناعي أو جهاز يسمح لك بالحفاظ على ذراعك أو ساقك؟ & # 8221

السؤال بلاغي. ولكن في حين أن أجهزة المساعدة البطينية تجد تطبيقًا أوسع في المرضى من القلوب الاصطناعية الكلية ، فإن الخبراء ينظرون إلى الاثنين على أنهما علاجات تكميلية. على سبيل المثال ، يلزم وجود قلب اصطناعي كامل عندما لا يعمل الجهاز المساعد ، كما هو الحال في حالات فشل البطينين عندما يتعثر كلا جانبي القلب الطبيعي.

في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، تم تطوير القلوب الميكانيكية من قبل المعاهد الوطنية للصحة (NIH) ولكنها كانت غير معروفة إلى حد كبير للجمهور. ثم في عام 1967 ، أجرى كريستيان برنارد أول عملية زرع قلب بشري ، وهو حدث أثار اهتمامًا عالميًا: أصبح الناس فجأة على دراية باستبدال القلب كطريقة لعلاج قصور القلب. في عام 1969 ، أجرى دنتون كولي أول عملية زرع لقلب اصطناعي كامل مؤقت ، وأبقى الجهاز البدائي على المريض لمدة ثلاثة أيام تقريبًا حتى تم العثور على متبرع من خلال نداء عاجل في الصحافة. بعد عقد ونصف آخر من الأبحاث المدعومة من المعاهد الوطنية للصحة ، أصبح القلب Jarvik 7 أول قلب اصطناعي كامل يتم زرعه كبديل دائم لقلب طبيعي مريض بشكل ميؤوس منه.

أول 7 مرضى جارفيك

في جامعة يوتا في 2 ديسمبر 1982 ، قام ويليام ديفريز ، دكتوراه في الطب بزرع جهاز Jarvik 7 الاصطناعي بالكامل في Barney Clark ، وهو طبيب أسنان في سياتل تطوع للخضوع للإجراء الرائد لأنه أراد المساهمة في العلوم الطبية. يتذكر الدكتور جارفيك أنه قبل الجراحة ، أخبر الدكتور كلارك الأطباء أنه لم يكن يتوقع أن يعيش أكثر من بضعة أيام مع القلب التجريبي ، لكنه كان يأمل أن يساعد ما تعلمه الأطباء في إنقاذ حياة الآخرين يومًا ما.

اتفق الدكتور جارفيك ، الذي ترأس الشركة التي صنعت قلب جارفيك 7 ، مع مسؤولي الجامعة على عدم إعطاء أي معلومات للصحافة مباشرة: لا بيانات صحفية ولا مقابلات. وبدلاً من ذلك ، ستتدفق المعلومات عبر المكتب الصحفي للجامعة. كان الهدف المعلن هو الالتزام بأعلى المبادئ الأخلاقية وإجراء هذا البحث الطبي المهم بشكل علني ، دون أي جهد للتأثير على الصحافة أو تقييدها. القليل من الضغط كان مرغوبًا أو متوقعًا. عقدت الجامعة إيجازاً قبل الجراحة التاريخية ، وكان الحضور معتدلاً.

& # 8220 الأخبار حول بارني كلارك أذهلت الأطباء من خلال احتلالها عناوين الصحف في جميع أنحاء العالم & # 8221 ، كما يقول الدكتور جارفيك. & # 8220 تطور اهتمام عام غير عادي ، وتجمع مئات من المراسلين في مدينة سولت ليك لتغطية القصة ، وبدأت الجامعة تقدم لهم إحاطات يومية ، كانت غير خاضعة للرقابة تمامًا. تم الإبلاغ عن جميع الأحداث الهامة طبيا في دورة ما بعد الجراحة ، النجاحات والنكسات على حد سواء. & # 8221

كانت الإحاطات تعليمية وتحتوي على الكثير من المعلومات الطبية ، بما في ذلك تفسيرات علم وظائف الأعضاء الأساسي ، وتفسيرات الاختبارات المعملية والأشعة السينية ، وجلسات أسئلة وأجوبة مطولة. تم الإبلاغ عن جميع المضاعفات بشكل كامل ، بالإضافة إلى فعالية القلب الميكانيكي في الحفاظ على تدفق الدم الطبيعي للدكتور كلارك والحفاظ على حياته.

& # 8220 الحجم الهائل للمعلومات والدرجة غير العادية من الشفافية خلقت نوعًا من التجربة الطبية في حوض السمك ، & # 8221 يقول الدكتور جارفيك. حققت جامعة يوتا أهدافها البحثية والتعليمية ، لكن يبدو أن التغطية الصحفية تركت لقرائها آمالًا وتوقعات غير معقولة: بدأ الكثيرون يعتقدون أن القلوب الاصطناعية ستصبح قريبًا شائعة وستحل مشكلة أمراض القلب. جذب الانتباه الشديد أيضًا النقاد الذين على ما يبدو لا يعرفون شيئًا عن نوايا دكتور كلارك السخية ووصفه بأنه & # 8220 خنزير غينيا البشري. & # 8221 لاحقًا ، حاولت أرملة الدكتورة كلارك & # 8217 تغيير هذا الانطباع الخاطئ من أجل إعطاء زوجها الفضل الإنساني الذي يستحقه. لكن السيدة كلارك تلقت ضغطًا أقل بكثير من التعليق النقدي ، وتعثرت مهمتها في النهاية. قبل إجراء حالة أخرى ، قبل الدكتور ديفريز ، الجراح ، عرضًا للانضمام إلى برنامج البحث في مستشفى هيومانا في لويزفيل ، كنتاكي ، وأخذ خبرته هناك.

تم التعامل مع عمليات الزرع العديدة التالية لقلب جارفيك 7 ، التي أجرتها هيومانا - سلسلة مستشفيات وطنية - مثل الأولى: مع الإفراج عن معلومات طبية واسعة النطاق وسياسة صحفية مفتوحة. تمت عملية زرع جارفيك 7 الثانية في عام 1985. قام بيل شرودر ، المريض ، بعمل جيد في البداية لدرجة أنه عندما اتصل به الرئيس رونالد ريغان هاتفياً مع تمنياته بالشفاء بعد أسبوع ، سأل الرئيس عن سبب تأخر فحص الضمان الاجتماعي الخاص به. (تم تسليمها يدويًا في اليوم التالي.) أجرى السيد شرودر مقابلات متفائلة مع المراسلين وحتى مازحًا أن وحدة التحكم في القيادة المزعجة الخاصة به & # 8220 بدت وكأنها آلة سحق قديمة الطراز. & # 8221 ولكن بعد أسبوعين فقط من الجراحة ، عانى من سكتة دماغية جعلته غير قادر على الكلام. انتقل السيد شرودر في وقت لاحق من المستشفى وعاش مع زوجته في شقة قريبة ، كانت مجهزة بالمعدات الخاصة التي يحتاجها ، بما في ذلك ضاغط الهواء ومولد الطوارئ. أثناء السفر ، استخدم نظام طاقة محمولًا يعمل بالهواء المضغوط ، يزن حوالي خمسة عشر رطلاً. خلال الفترة التي قضاها في جارفيك 7 ، زار مسقط رأسه في ولاية إنديانا وسار في الشارع الرئيسي في موكب ، وحضر مباراة كرة السلة ، وذهب للصيد ، ولكن بطريقة محدودة: كان يعاني من العديد من المشاكل الطبية ، بما في ذلك السكتات الدماغية والالتهابات الخطيرة الأخرى . إجمالاً ، عاش السيد شرودر 620 يومًا مع استعادة وظائف قلبه ولكن معاقه بسبب مضاعفاته.

تلقى ثلاثة مرضى آخرين قلب Jarvik 7 للاستخدام الدائم خلال العام المقبل - اثنان آخران في Louisville وواحد في السويد. توفي أحد المرضى بسبب النزيف بعد أسبوع من العملية ، وعاش الآخرون 10 أشهر و 14 شهرًا. كما اتضح ، كان المريض السويدي رجلًا متهمًا بالتهرب الضريبي ، ولكن بعد استئصال قلبه ، أُعلن عن وفاته قانونًا لأنه بموجب القانون السويدي ، كان الشخص ميتًا عندما توقف قلبه عن النبض. تم إسقاط التهم الموجهة إليه رسميًا. في اليوم الذي تلقى فيه الخبر ، كان المريض مبتهجًا: قال مازحا لأطبائه أن القول القديم القائل بأنه لا يوجد شيء مؤكد سوى الموت والضرائب & # 8217t & # 8217t.

جارفيك 7 اليوم

بعد الحالات الخمس الدائمة الأولى ، أصبح قلب جارفيك 7 يستخدم على نطاق واسع كقلب اصطناعي إجمالي مؤقت ، مما يجعل المرضى يتجهون إلى الزرع. عاش المريض السادس بعد خمس سنوات من العثور على قلب متبرع ، والمريض السابع عاش أحد عشر عامًا بقلبه المتبرع. تم نقل مريض آخر من قلب جارفيك 7 إلى قلب بشري منحه أربعة عشر عامًا أخرى من الحياة الطبيعية. لم تكن الصحافة على دراية بهذه النجاحات ، أو ربما اعتبرت الموضوع خبراً قديماً ، والذي ، كما يقول الدكتور جارفيك ، كان & # 8220 أكثر من جيد & # 8221 مع الأطباء المشاركين. ولكن مع مرور الوقت ، بدأت الصحافة في الإبلاغ بشكل خاطئ عن توقف استخدام قلب جارفيك 7 بعد الخمسة الأوائل. تحول هذا لاحقًا إلى إبلاغ خاطئ بأن إدارة الغذاء والدواء (FDA) قد حظرت استخدامه. في وقت لاحق ، تحول هذا إلى تقرير خاطئ بأن قلب جارفيك 7 كان تجربة فاشلة: بدأت الصحافة تصدق أخطائها.

منذ عام 1982 ، استخدم أكثر من 350 مريضًا قلب جارفيك 7 ، ولا يزال قيد الاستخدام حتى اليوم. عاش المرضى القلائل الأوائل في المتوسط ​​10 أشهر (عندما كان متوسط ​​العمر المتوقع من أيام إلى أسابيع فقط). كانت معدلات المضاعفات عالية. & # 8220That & # 8217s حيث توقفت الصحافة عن إجراء البحوث والتحقق من الحقائق وبدلاً من ذلك بدأت تنشر خطأ بعد خطأ بعد خطأ ، & # 8221 يلاحظ الدكتور جارفيك. تمت مناقشة جميع جوانب التجربة ، من دور التمويل العام للبحث ، إلى أخلاقيات التجارب البشرية ، ولكن غالبًا على أساس المعلومات المضللة. ظهرت مقالات في الصحف والمجلات تحتوي على روايات قديمة وخاطئة. تم نشر كتب بها أخطاء عديدة. في غضون ذلك ، اكتسب الأطباء خبرة مع Jarvik 7 وتعلموا كيفية إدارة مرضاهم بشكل أكثر فعالية وبأقل مضاعفات.

& # 8220 الأطباء المطلعون راقبوا بدهشة ظهور أخطاء صارخة في المطبوعات ثم تكررت مرارًا وتكرارًا حيث كانت الصحف والمجلات تنسخ القصص السابقة وبعضها البعض ولم تستغرق & # 8217 الوقت للحصول على معلومات من المصادر الأصلية ، & # 8221 يقول د. جارفيك. & # 8220 نادرًا جدًا ما تلقيت مكالمة هاتفية للتحقق من الحقائق. على سبيل المثال ، كتبت الصحافة مرارًا وتكرارًا أن الدكتور كلارك مات بسبب سكتة دماغية. في الواقع ، لم يصب بسكتة دماغية على الإطلاق. كتبت الصحافة مرارًا وتكرارًا أن وحدة التحكم التي يحتاجها المريض لتشغيل القلب كانت & # 8216 كبيرة مثل الثلاجة. & # 8217 في الواقع ، يبلغ حجم وحدة التحكم المنزلية حوالي نصف هذا الحجم ، ولكن الأهم من ذلك - كان نظام الطاقة المحمولة فقط حجم الحقيبة. & # 8221

وهناك & # 8217s أخرى ، كما يقول الدكتور جارفيك. & # 8220 وكتبت الصحافة أيضًا أن قلب جارفيك 7 تسبب في ارتفاع معدل الإصابة بالسكتات الدماغية والالتهابات. لم تلاحظ الصحافة أنه مع إجراء المزيد من الحالات ، انخفضت هذه المعدلات ، ومع ذلك كان الجهاز هو نفسه. لذلك لم يكن الجهاز وحده مسؤولاً عن المضاعفات السابقة. بدلاً من ذلك ، كان الأطباء بحاجة إلى تعلم كيفية إدارة مرضاهم بشكل أكثر فعالية: هذا هو الهدف من مثل هذا البحث في المقام الأول. & # 8221

ربما يكون الخطأ الأكثر وضوحًا هو الخطأ الذي ينبثق من وقت لآخر في الخطابات اللاذعة لبعض النقاد الذين أعلنوا أنفسهم: أن قلب جارفيك 7 كان تجربة فاشلة. في الواقع ، لقد حقق أعلى معدل نجاح لأي نوع من أنواع القلب الاصطناعي أو الأجهزة المساعدة التي تم تطويرها على الإطلاق. (انظر التفاصيل أدناه). اليوم ، يتوفر القلب Jarvik 7 في حوالي عشرة مراكز طبية في الولايات المتحدة وكندا وفرنسا وألمانيا تحت اسم CardioWest مجموع القلب الاصطناعي. (تغيرت الملكية عدة مرات ، لكن تصميم الجهاز لم يتغير بشكل أساسي).

مقارنة جارفيك 7 مع الأجهزة الأخرى

في عام 1986 ، كان د. جارفيك رئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي لشركة Symbion، Inc. ، وهي شركة عامة تصنع القلب Jarvik 7. قدمت شركة رأس المال الاستثماري التي مولت Symbion عرضًا عدائيًا للاستحواذ. عارض د. جارفيك عملية الاستحواذ وقدم شكوى إلى لجنة الأوراق المالية والبورصات لأن شركة رأس المال الاستثماري لديها حق الوصول إلى المعلومات السرية. لكنه لم ينجح في إيقافه ، ونتيجة لذلك فقد منصبه. ثم أسس شركة Jarvik Heart، Inc. ، وبدأ العمل في اتجاه مختلف لإنشاء القلب Jarvik 2000 ، وهو جهاز مساعدة البطين. استمر إنتاج قلب جارفيك 7 بدونه.

في عام 1990 ، بعد أن تم استخدام Jarvik 7 في 198 مريضًا ، أوقف Symbion إنتاج الجهاز لأن الشركة لم تعد ملتزمة بمتطلبات حفظ السجلات والإبلاغ الخاصة بإدارة الغذاء والدواء. ذكرت الصحافة كذباً أن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية قامت بإزالة جارفيك 7 من السوق لأن الجهاز به نسبة فشل عالية. في الواقع ، كانت حالات فشل Jarvik 7 نادرة للغاية. The implanted Jarvik 7 heart is more reliable and has had fewer mechanical failures than any implanted positive displacement artificial heart (less than 2% diaphragm failure in the 81-patient FDA study). As a comparison, Dr. Jarvik notes that the HeartMate device had a rate of re-operation for repair or replacement of over 75% within two years in a large randomized clinical trial called REMATCH. The Novacor device has a rate of re-operation for replacement or repair of 16% between two and three years, based on review of the records of 1077 patients. Also, almost all Novacor devices experience failure of the main bearing between three and four years and must be replaced with a new device.

Later in 1990, Symbion transferred its rights to the MedForte Research Foundation, which in 1991, formed CardioWest Technologies, Inc., in collaboration with University Medical Center in Tucson, Arizona. The Jarvik 7 heart was then renamed the CardioWest heart, and Symbion closed its doors. The CardioWest heart is identical to the small size Jarvik 7 heart developed for use in women and smaller men in the mid-1980s. The device uses the same blood pump design, the same Medtronic-Hall valves, and the same external power system as used with the original small size Jarvik 7 heart. The only changes are the use of smaller diameter air power tubes entering the body, and an up to date laptop computer replacing the portable Compaq computer originally used.

In 1993, CardioWest Technologies received approval to conduct a clinical investigation of the heart as a bridge to transplant at five U.S. medical centers. The study demonstrated that the Jarvik 7 heart (CardioWest) is safe and effective. When the study was completed in 2003, the company again changed its ownership and name, this time to SynCardia, Inc., its present status.

The FDA study took ten years to complete and involved 95 patients. It showed a 79% success rate for bridge to transplant and excellent overall survival including transplant (70% at one year, 50% at five years, and 45% at eight years). So, in the U.S. study, the Jarvik 7 (CardioWest) has a better rate of bridge-to-transplant success than any other total artificial heart or any ventricular assist device ever developed. The success rate in foreign countries is lower, but still better than other devices. On March 17, 2004, an FDA review panel recommended PreMarket Approval (PMA) of the heart for bridge-to-transplant use. On October 18, 2004, that approval was granted, making the Jarvik 7 the first total artificial heart to receive full FDA approval for any indication for use. “Far from being a failure,” says Dr. Jarvik, “the [Jarvik 7] heart is a documented success.”

Comparison of the Jarvik 7 and AbioCor Total Artificial Hearts

The only other total artificial heart now available for use in a patient is the AbioCor, which was approved by the FDA for investigational use in 15 patients. The AbioCor has been implanted in 14 patients over the three years following the first case. If a PMA study with the AbioCor were conducted at this enrollment rate — assuming about 95 patients as in the Jarvik 7 (CardioWest) clinical trial — the study would take 20 years to complete.

“The Jarvik 7 is inherently more reliable than the AbioCor because of the simplicity of the Jarvik 7 components and because the multi-layer low-stress design of the most critical component — the flexing diaphragm,” says Dr. Jarvik. “The Jarvik 7 has been run on the bench for over six years without failures, and one early prototype at the University of Utah was run continuously on the bench for over ten years.”

By contrast, the AbioCor is a highly complex device with numerous implanted components subject to failure. In fact, the second implanted AbioCor heart had two malfunctions: the first requiring re-operation to replace the implanted battery, which weakened prematurely and the second involving a worn diaphragm — one of the critical components of the device — which caused the death of the patient when it failed.

According to Dr. Jarvik, the major advantage of the Jarvik 7 heart is its hemodynamic effectiveness as a rescue device in patients suffering extreme heart failure and serious secondary damage to other organ systems. It provides higher blood flow than the AbioCor heart in actual patient use (about 10L/min for the Jarvik 7 compared to about 7 L/min for the AbioCor). Higher flow is beneficial for recovery of kidney, liver, lung, and gastrointestinal function, all of which are seriously compromised in near-death conditions. Moreover, the Jarvik 7 is more effective in patients with multi-system organ failure than any left-ventricular assist device.

Another advantage of the Jarvik 7 is that it adjusts the pumping of the right and left sides of the heart independently, permitting optimal filling and ejection on each side. The AbioCor, on the other hand, alternately pumps the right and left sides, filling one while emptying the other. Its design does not permit independent right/left control and therefore can force blood into the lungs at an excessively high pressure, harming lung function. “Almost all AbioCor patients who survived the surgery have required respirators for a month or two,” Dr. Jarvik says, “whereas Jarvik 7 patients are usually off the respirator within a few days.”

The main drive console used with most Jarvik 7 patients is large, but it is actually smaller than the console used with more than a thousand Thoratec device patients. Although the main console is not suitable for a truly mobile lifestyle and presently is limited to in-hospital use, a small, portable, battery-run power system has been developed for the Jarvik 7 and used in patients — like Mr. Schroeder — outside the hospital. With modern lithium-ion battery technology, a portable power unit could feasibly be built weighing about 8 pounds and lasting several hours between battery changes. It would be the same weight as the AbioCor battery and electronics components.

A significant advantage of the AbioCor is that it is much quieter than the noisy Jarvik 7, which has four mechanical heart valves. By contrast, the AbioCor uses quiet trileaflet plastic valves. Also, the two tubes that provide compressed air to power the Jarvik 7 heart are a potential source of infection, especially in long-term use (meaning 2-5 years or more). With careful management, they were not a serious problem in the Jarvik 7 (CardioWest) clinical trial: There were 17 driveline infections in 81 patients, most of which were superficial skin infections treated with routine dressing changes.

The AbioCor, though, is designed with no drivelines penetrating the skin. Rather, it uses radio-frequency transmission of power from an external transmitter coil (about the size of a CD case) to an implanted receiver coil. Although this design may prevent infections associated with wires piercing the skin, Dr. Jarvik and others note its serious drawbacks:

  • It necessitates highly-complex, bulky implanted components that greatly increase the trauma of the implant surgery and compress internal organs. Almost five pounds of hardware must be implanted into the chest and abdomen of the patient, and that hardware is typically very difficult and expensive to make reliable.
  • The transcutaneous power transmission system wastes about 40% of the external battery power, requiring the patient to carry a large and heavy external battery.
  • The implanted battery must be replaced every year or two, requiring major surgery that carries a significant risk of bleeding and infection. Plus, the internal battery runs the AbioCor for less than 30 minutes. It is not like a pacemaker battery, which runs for years.

“A further advantage of the Jarvik 7 heart,” Dr. Jarvik adds, “is that it fits in more than 90% of the U.S. population, both men and women. By contrast, the AbioCor fits in less than 10% of the population and only a few percent of American women.”

Table Comparison of the First Jarvik 7 Clinical Results with the First AbioCor Clinical Results

The data table below compares the initial Jarvik 7 patients with the initial AbioCor patients. It only includes the first seven patients because, at the time of this writing, data on the later Jarvik 7 patients is not available.

“With all the effort expended and complex modern technology used, the AbioCor has not achieved better results than the Jarvik 7 did twenty years ago,” Dr. Jarvik says. He points out that the Jarvik 7 patients survived longer, with better quality of life, than the AbioCor patients. No Jarvik 7 patients died at surgery, but two AbioCor patients did. No Jarvik 7 patients died of device failure, but two AbioCor patients died as a result of mechanical failures. Both devices had a serious problem with stroke in the early patients, which was greatly reduced in later Jarvik 7 patients. Abiomed made changes in the design intended to avoid strokes, but patients continued to have them.

“Not to mention,” Dr. Jarvik adds, “that present results with the Jarvik 7 (CardioWest) are much better than the initial results many years ago.”


Dr. Willem Johan Kolff begins research to develop a heart-lung machine and an artificial heart.

Dr. Kolff emigrates from the Netherlands with his wife and their five children to begin work at Cleveland Clinic as a research assistant.

Cleveland Clinic morning meeting*

Dr. Kolff finishes development of one of the first heart-lung machines.

At the Cleveland Clinic, Dr. Kolff and Dr. Tetsuzo Akutsu conduct a series of animal implants with the artificial heart a dog survives for approximately 90 minutes.

Kolff-Akutsu Heart*

Ventriloquist Paul Winchell is granted the first patent for an artificial heart. Winchell’s work is aided by Dr. Henry Heimlich, who later develops the Heimlich maneuver to save choking victims. Years later, Winchell signs over his patent rights to Dr. Kolff at the University of Utah.

Dr. Kolff leaves the Cleveland Clinic to start the Division of Artificial Organs at the University of Utah. He continues developing the artificial heart with surgeon Dr. Clifford Kwan-Gett and engineer Thomas Kessler.

Dr. Kolff and Dr. Kwan-Gett*

The first successful heart transplant is performed in Cape Town, South Africa, by Dr. Christiaan Barnard.

Dr. Denton Cooley at the Texas Heart Institute becomes the first heart surgeon to implant an artificial heart in a human subject. The patient lives on the artificial heart, designed by Dr. Domingo Liotta, for 64 hours, but dies 32 hours after transplantation of a donor heart.

Three important figures join Dr. Kolff’s team: veterinarian Don Olsen (leads the animal implants), medical engineer Robert Jarvik (designs various artificial hearts) and surgeon Dr. William DeVries (leads the transition from animal implants to human implants).

L to R: Don Olsen, Dr. Kolff, Dr. Robert Jarvik*

Calf “Tony” lives 30 days on an early Kolff Total Artificial Heart (TAH).

Calf “Abebe” lives for 184 days on the Jarvik 5 TAH.

The Jarvik 5 TAH*

Calf “Alfred Lord Tennyson” lives for 268 days on the Jarvik 5 TAH.

Don Olsen with “Alfred Lord Tennyson”*

Dr. Kolff submits a request to the FDA to implant a TAH into a human subject.

On December 2, the Jarvik 7 is implanted into 61-year-old dentist Dr. Barney Clark, who lives for 112 days. The surgery is led by Dr. DeVries and Dr. Lyle Joyce.

Dr. Barney Clark and his wife, Una Loy*

Dr. Kolff steps down from the board of Kolff Medical, manufacturer of artificial hearts in Utah, including the Jarvik 7. Kolff Medical is renamed Symbion, Inc. on the initiative of Dr. Robert Jarvik, CEO of Kolff Medical at the time.

William J. Schroeder becomes the second human recipient of the Jarvik 7 and survives 620 days before dying of a lung infection. At the time, this was the longest that anyone had survived with an artificial heart.

March: Dr. Jack Copeland at University Medical Center (UMC) in Tucson, Ariz., implants a prototype artificial heart, known as the Phoenix heart, in a patient who had rejected a recently transplanted heart. The patient, 33-year-old Michael Creighton, lived on the Phoenix heart for 11 hours, but died 60 hours after transplantation of a second donor heart.

August: Dr. Copeland becomes the first surgeon to successfully use the Jarvik 7 as a bridge to human heart transplant. His patient Michael Drummond, 25, lives nine days on the Jarvik 7 before receiving a donor heart.

Richard Smith and Dr. Jack Copeland with patient Michael Drummond

The FDA closes Symbion, Inc. operations due to violations of FDA guidelines and regulations. The Investigational Device Exemption (IDE) for the clinical study of the TAH is withdrawn.

To save the TAH technology, UMC and MedForte Research Foundation form a new corporation and joint venture, CardioWest Technologies, Inc. Symbion, Inc. transfers the Jarvik 7 technology to UMC, where the Jarvik 7 is subsequently renamed the CardioWest™ Total Artificial Heart.

UMC initiates a new FDA IDE clinical study of the Total Artificial Heart.

The 10-year, IDE pivotal clinical study of the CardioWest Total Artificial Heart begins at five centers.

SynCardia Systems, Inc. is formed by interventional cardiologist Dr. Marvin J. Slepian, biomedical engineer Richard G. Smith, MSEE, CEE, and cardiothoracic surgeon Dr. Jack Copeland with private funding to continue the IDE clinical study with a goal of achieving commercial approval of the CardioWest Total Artificial Heart.

The pivotal clinical study of the CardioWest Total Artificial Heart is completed.

October 15: The CardioWest Total Artificial Heart receives FDA approval, becoming the first TAH to do so. The official name given to the device through the FDA approval process is the SynCardia temporary CardioWest™ Total Artificial Heart.

May: The Centers for Medicare & Medicaid Services (CMS) reverses its 1986 national non-coverage policy for artificial hearts and approves reimbursement for the SynCardia TAH when implanted as part of an FDA study that meets CMS specifications.

July: CMS issues its final decision to reimburse the SynCardia TAH through the highest paying Diagnostic Related Group codes, plus new technology add-on payments.

*Images courtesy of Special Collections Department, J. Willard Marriott Library, University of Utah


Timeline: Artificial Hearts

1953:
A heart-lung machine designed by Dr. John Gibbon is used in a successful open-heart surgery, demonstrating that an artifical device can temporarily mimic the functions of the heart.

1964:
The National Heart, Lung and Blood Institute sets a goal of designing a total artificial heart by 1970.

1966:
Dr. Michael DeBakey of Houston successfully implants a partial artificial heart.

1967:
Dr. Christiaan Barnard performs the first successful human heart transplant. The patient, 53-year-old dentist Louis Washkansky, dies 18 days after surgery in South Africa.

1969:
A total artifical heart is implanted into a patient by Dr. Denton Cooley of the Texas Heart Institute. The patient gets a heart transplant three days later but then dies a day and a half later.

تتجه الأخبار

1982-85:
Dr. William DeVries carries out a series of five implants of the Jarvik total artificial heart. The first patient, Barney Clark, survives for 112 days. Only four others received the Jarvik as a permanent replacement heart one, William Schroeder, lived 620 days, dying in August 1986 at age 54. Other patients received the Jarvik as a temporary device while awaiting heart transplants.

1994:
The Food and Drug Administration approves the Left Ventricular Assist Device, which helps failing hearts continue to function.

2000:
A man in Israel becomes the first recipient of the Jarvik 2000, the first total artificial heart that can maintain blood flow in addition to generating a pulse.

2001:
Doctors at Jewish Hospital in Louisville, Ky., implant the first self-contained, mechanical heart replacement into a patient. The device, called the AbioCor, is battery powered and the size of a softball.

© MMI The Associated Press. كل الحقوق محفوظة. This material may not be published, broadcast, rewritten, or redistributed

First published on July 3, 2001 / 1:23 PM

© 2001 The Associated Press. كل الحقوق محفوظة. لا يجوز نشر هذه المواد أو بثها أو إعادة كتابتها أو إعادة توزيعها.


محتويات

الأصول تحرير

A synthetic replacement for the lungs remains a long-sought "holy grail" of modern medicine. The obvious benefit of a functional artificial heart would be to lower the need for lung transplants because the demand for organs always greatly exceeds supply.

Although the heart is conceptually a pump, it embodies subtleties that defy straightforward emulation with synthetic materials and power supplies. Consequences of these issues include severe foreign-body rejection and external batteries that limit mobility. These complications limited the lifespan of early human recipients for hours to days.

Early development Edit

The first artificial heart was made by the Soviet scientist Vladimir Demikhov in 1937. It was implanted in a dog.

On 2 July 1952, 41-year-old Henry Opitek, suffering from shortness of breath, made medical history at Harper University Hospital [1] at Wayne State University in Michigan. The Dodrill-GMR heart machine, considered to be the first operational mechanical heart, was successfully used while performing heart surgery. [2] [3] Ongoing research was done on calves at Hershey Medical Center, Animal Research Facility, in Hershey, Pennsylvania, during the 1970s.

Forest Dewey Dodrill, working closely with Matthew Dudley, used the machine in 1952 to bypass Henry Opitek's left ventricle for 50 minutes while he opened the patient's left atrium and worked to repair the mitral valve. In Dodrill's post-operative report, he notes, "To our knowledge, this is the first instance of survival of a patient when a mechanicaly heart mechanism was used to take over the complete body function of maintaining the blood supply of the body while the heart was open and operated on." [4]

A heart–lung machine was first used in 1953 during a successful open heart surgery. John Heysham Gibbon, the inventor of the machine, performed the operation and developed the heart–lung substitute himself.

Following these advances, scientific interest for the development of a solution for heart disease developed in numerous research groups worldwide.

Early designs of total artificial hearts Edit

In 1949, a precursor to the modern artificial heart pump was built by doctors William Sewell and William Glenn of the Yale School of Medicine using an Erector Set, assorted odds and ends, and dime-store toys. The external pump successfully bypassed the heart of a dog for more than an hour. [5]

Paul Winchell invented an artificial heart with the assistance of Henry Heimlich (the inventor of the Heimlich maneuver) and held the first patent for such a device. The University of Utah developed a similar apparatus around the same time, but when they tried to patent it, Winchell's heart was cited as prior art. The university requested that Winchell donate the heart to the University of Utah, which he did. There is some debate as to how much of Winchell's design Robert Jarvik used in creating Jarvik's artificial heart. Heimlich states, "I saw the heart, I saw the patent and I saw the letters. The basic principle used in Winchell's heart and Jarvik's heart is exactly the same. [6] " Jarvik denies that any of Winchell's design elements were incorporated into the device he fabricated for humans which was successfully implanted into Barney Clark in 1982.

On 12 December 1957, Willem Johan Kolff, the world's most prolific inventor of artificial organs, implanted an artificial heart into a dog at Cleveland Clinic. The dog lived for 90 minutes.

In 1958, Domingo Liotta initiated the studies of TAH replacement at Lyon, France, and in 1959–60 at the National University of Córdoba, Argentina. He presented his work at the meeting of the American Society for Artificial Internal Organs held in Atlantic City in March 1961. At that meeting, Liotta described the implantation of three types of orthotopic (inside the pericardial sac) TAHs in dogs, each of which used a different source of external energy: an implantable electric motor, an implantable rotating pump with an external electric motor, and a pneumatic pump. [7] [8]

In 1964, the National Institutes of Health started the Artificial Heart Program, with the goal of putting an artificial heart into a human by the end of the decade. [9] The purpose of the program was to develop an implantable artificial heart, including the power source, to replace a failing heart. [10]

In February 1966, Adrian Kantrowitz rose to international prominence when he performed the world's first permanent implantation of a partial mechanical heart (left ventricular assist device) at Maimonides Medical Center. [11]

In 1967, Kolff left Cleveland Clinic to start the Division of Artificial Organs at the University of Utah and pursue his work on the artificial heart.

  1. In 1973, a calf named Tony survived for 30 days on an early Kolff heart.
  2. In 1975, a bull named Burk survived 90 days on the artificial heart.
  3. In 1976, a calf named Abebe lived for 184 days on the Jarvik 5 artificial heart.
  4. In 1981, a calf named Alfred Lord Tennyson lived for 268 days on the Jarvik 5.

Over the years, more than 200 physicians, engineers, students and faculty developed, tested and improved Kolff's artificial heart. To help manage his many endeavors, Kolff assigned project managers. Each project was named after its manager. Graduate student Robert Jarvik was the project manager for the artificial heart, which was subsequently renamed the Jarvik 7.

In 1981, William DeVries submitted a request to the FDA for permission to implant the Jarvik 7 into a human being. On 2 December 1982, Kolff implanted the Jarvik 7 artificial heart into Barney Clark, a dentist from Seattle who was suffering from severe congestive heart failure. Clark lived for 112 days tethered to an external pneumatic compressor, a device weighing some 400 pounds (180 kg), but during that time he suffered prolonged periods of confusion and a number of instances of bleeding, and asked several times to be allowed to die. [12]

First clinical implantation of a total artificial heart Edit

On 4 April 1969, Domingo Liotta and Denton A. Cooley replaced a dying man's heart with a mechanical heart inside the chest at The Texas Heart Institute in Houston as a bridge for a transplant. The man woke up and began to recover. After 64 hours, the pneumatic-powered artificial heart was removed and replaced by a donor heart. However thirty-two hours after transplantation, the man died of what was later proved to be an acute pulmonary infection, extended to both lungs, caused by fungi, most likely caused by an immunosuppressive drug complication. [13]

The original prototype of Liotta-Cooley artificial heart used in this historic operation is prominently displayed in the Smithsonian Institution's National Museum of American History "Treasures of American History" exhibit in Washington, D.C. [14]

First clinical applications of a permanent pneumatic total artificial heart Edit

The first clinical use of an artificial heart designed for permanent implantation rather than a bridge to transplant occurred in 1982 at the University of Utah. Artificial kidney pioneer Willem Johan Kolff started the Utah artificial organs program in 1967. [15] There, physician-engineer Clifford Kwan-Gett invented two components of an integrated pneumatic artificial heart system: a ventricle with hemispherical diaphragms that did not crush red blood cells (a problem with previous artificial hearts) and an external heart driver that inherently regulated blood flow without needing complex control systems. [16] Independently, Paul Winchell designed and patented a similarly shaped ventricle and donated the patent to the Utah program. [17] Throughout the 1970s and early 1980s, veterinarian Donald Olsen led a series of calf experiments that refined the artificial heart and its surgical care. During that time, as a student at the University of Utah, Robert Jarvik combined several modifications: an ovoid shape to fit inside the human chest, a more blood-compatible polyurethane developed by biomedical engineer Donald Lyman, and a fabrication method by Kwan-Gett that made the inside of the ventricles smooth and seamless to reduce dangerous stroke-causing blood clots. [18] On 2 December 1982, William DeVries implanted the artificial heart into retired dentist Barney Bailey Clark (born 21 January 1921), who survived 112 days [19] with the device, dying on 23 March 1983. Bill Schroeder became the second recipient and lived for a record 620 days.

Contrary to popular belief and erroneous articles in several periodicals, the Jarvik heart was not banned for permanent use. Today, the modern version of the Jarvik 7 is known as the SynCardia temporary Total Artificial Heart. It has been implanted in more than 1,350 people as a bridge to transplantation.

In the mid-1980s, artificial hearts were powered by dishwasher-sized pneumatic power sources whose lineage went back to Alfa Laval milking machines. Moreover, two sizable catheters had to cross the body wall to carry the pneumatic pulses to the implanted heart, greatly increasing the risk of infection. To speed development of a new generation of technologies, the National Heart, Lung, and Blood Institute opened a competition for implantable electrically powered artificial hearts. Three groups received funding: Cleveland Clinic in Cleveland, Ohio the College of Medicine of Pennsylvania State University (Penn State Hershey Medical Center) in Hershey, Pennsylvania and AbioMed, Inc. of Danvers, Massachusetts. Despite considerable progress, the Cleveland program was discontinued after the first five years.

First clinical application of an intrathoracic pump Edit

On 19 July 1963, E. Stanley Crawford and Domingo Liotta implanted the first clinical Left Ventricular Assist Device (LVAD) at The Methodist Hospital in Houston, Texas, in a patient who had a cardiac arrest after surgery. The patient survived for four days under mechanical support but did not recover from the complications of the cardiac arrest finally, the pump was discontinued, and the patient died.

First clinical application of a paracorporeal pump Edit

On 21 April 1966, Michael DeBakey and Liotta implanted the first clinical LVAD in a paracorporeal position (where the external pump rests at the side of the patient) at The Methodist Hospital in Houston, in a patient experiencing cardiogenic shock after heart surgery. The patient developed neurological and pulmonary complications and died after few days of LVAD mechanical support. In October 1966, DeBakey and Liotta implanted the paracorporeal Liotta-DeBakey LVAD in a new patient who recovered well and was discharged from the hospital after 10 days of mechanical support, thus constituting the first successful use of an LVAD for postcardiotomy shock.

First VAD patient with FDA approved hospital discharge Edit

In 1990 Brian Williams was discharged from the University of Pittsburgh Medical Center (UPMC), becoming the first VAD patient to be discharged with Food and Drug Administration (FDA) approval. [21] The patient was supported in part by bioengineers from the University of Pittsburgh's McGowan Institute. [21] [22]

Approved medical devices Edit

SynCardia Edit

SynCardia is a company based in Tucson, Arizona, which currently has two separate models available. It is available in a 70cc and 50cc size. The 70cc model is used for biventricular heart failure in adult men, while the 50cc is for children and women. [23] As good results with the TAH as a bridge to heart transplant accumulated, a trial of the CardioWest TAH (developed from the Jarvik 7 and now marketed as the Syncardia TAH) was initiated in 1993 and completed in 2002. [24] The SynCardia was first approved for use in 2004 by the US Food and Drug Administration. [25]

As of 2014, more than 1,250 patients have received SynCardia artificial hearts. [26] [27] The device requires the use of the Companion 2 in-hospital driver, approved by the FDA in 2012, or the Freedom Driver System, approved in 2014, which allows some patients to return home, to power the heart with pulses of air. [25] The drivers also monitor blood flow for each ventricle. [28]

In 2016, Syncardia filed for bankruptcy protection and was later acquired by the private equity firm Versa Capital Management. [29]

A January 2019 report in Europe stated that "there is only one fully artificial heart currently in the market, developed by US-based SynCardia". [30]

Carmat bioprosthetic heart Edit

On 27 October 2008, French professor and leading heart transplant specialist Alain F. Carpentier announced that a fully implantable artificial heart would be ready for clinical trial by 2011 and for alternative transplant in 2013. It was developed and would be manufactured by him, biomedical firm CARMAT SA, [31] and venture capital firm Truffle Capital. The prototype used embedded electronic sensors and was made from chemically treated animal tissues, called "biomaterials", or a "pseudo-skin" of biosynthetic, microporous materials. [32]

According to a press-release by Carmat dated 20 December 2013, the first implantation of its artificial heart in a 75-year-old patient was performed on 18 December 2013 by the Georges Pompidou European Hospital team in Paris (France). [33] The patient died 75 days after the operation. [34]

In Carmat's design, two chambers are each divided by a membrane that holds hydraulic fluid on one side. A motorized pump moves hydraulic fluid in and out of the chambers, and that fluid causes the membrane to move blood flows through the other side of each membrane. The blood-facing side of the membrane is made of tissue obtained from a sac that surrounds a cow's heart, to make the device more biocompatible. The Carmat device also uses valves made from cow heart tissue and has sensors to detect increased pressure within the device. That information is sent to an internal control system that can adjust the flow rate in response to increased demand, such as when a patient is exercising. [35] This distinguishes it from previous designs that maintain a constant flow rate. [ بحاجة لمصدر ]

The Carmat device, unlike previous designs, is meant to be used in cases of terminal heart failure, instead of being used as a bridge device while the patient awaits a transplant. [36] At 900 grams it weighs nearly three times the typical heart and is targeted primarily towards obese men. It also requires the patient to carry around an additional Li-Ion battery. The projected lifetime of the artificial heart is around 5 years (230 million beats). [37]

In 2016, trials for the Carmat "fully artificial heart" were banned by the National Agency for Security and Medicine in Europe after short survival rates were confirmed. The ban was lifted in May 2017. At that time, a European report stated that Celyad's C-Cure cell therapy for ischemic heart failure [38] "could only help a subpopulation of Phase III study participants, and Carmat will hope that its artificial heart will be able to treat a higher proportion of heart failure patients". [39]

A January 2019 update in Europe stated that the only fully artificial heart currently in the market was the SynCardia device and that Carmat's artificial heart ("designed to self-regulate, changing the blood flow based on the patient’s physical activity") was still in the early stage of trials. That report also indicated that Carmat was, in fact, still hoping to "gain market approval for its implant this year, but is now aiming to achieve this next year. One reason for this is that the complex technology has been undergoing refinements in the manufacturing process". [30]

The Carmat artificial heart was approved for sale in the European Union, receiving a CE marking on December 22, 2020. [40] Its stock price increased over a third upon the announcement of the news. [41]

Historical prototypes Edit

Total artificial heart pump Edit

The U.S. Army artificial heart pump was a compact, air-powered unit developed by Dr. Kenneth Woodward at Harry Diamond Laboratories in the early to mid-1960s. [42] [43] The Army's heart pump was partially made of plexiglass, and consisted of two valves, a chamber, and a suction flapper. [42] The pump operated without any moving parts under the principle of fluid amplification – providing a pulsating air pressure source resembling a heartbeat. [43]

POLVAD Edit

Since 1991, the Foundation for Cardiac Surgery Development (FRK) in Zabrze, Poland, has been working on developing an artificial heart. Nowadays, [ when? ] the Polish system for heart support POLCAS consists of the artificial ventricle POLVAD-MEV and the three controllers POLPDU-401, POLPDU-402 and POLPDU-501. Presented devices are designed to handle only one patient. The control units of the 401 and 402 series may be used only in hospital due to its big size, method of control and type of power supply. The control [44] unit of 501 series is the latest product of FRK. Due to its much smaller size and weight, it is significantly more mobile solution. For this reason, it can be also used during supervised treatment conducted outside the hospital. [ بحاجة لمصدر ]

Phoenix-7 Edit

In June 1996, a 46-year-old man received a total artificial heart implantation done by Jeng Wei at Cheng-Hsin General Hospital [45] in Taiwan. This technologically advanced pneumatic Phoenix-7 Total Artificial Heart was manufactured by Taiwanese dentist Kelvin K. Cheng, Chinese physician T. M. Kao, and colleagues at the Taiwan TAH Research Center in Tainan, Taiwan. With this experimental artificial heart, the patient's BP was maintained at 90–100/40–55 mmHg and cardiac output at 4.2–5.8 L/min. [46] The patient then received the world's first successful combined heart and kidney transplantation after bridging with a total artificial heart. [47]

Abiomed hearts Edit

The first AbioCor to be surgically implanted in a patient was on 3 July 2001. [48] The AbioCor is made of titanium and plastic with a weight of 0,9 kg (two pounds), and its internal battery can be recharged with a transduction device that sends power through the skin. [48] The internal battery lasts for half an hour, and a wearable external battery pack lasts for four hours. [49] The FDA announced on 5 September 2006, that the AbioCor could be implanted for humanitarian uses after the device had been tested on 15 patients. [50] It is intended for critically ill patients who cannot receive a heart transplant. [50] Some limitations of the current AbioCor are that its size makes it suitable for less than 50% of the female population and only about 50% of the male population, and its useful life is only 1–2 years. [51]

By combining its valved ventricles with the control technology and roller screw developed at Penn State, AbioMed designed a smaller, more stable heart, the AbioCor II. This pump, which should be implantable in most men and 50% of women with a life span of up to five years, [51] had animal trials in 2005, and the company hoped to get FDA approval for human use in 2008. [52] After a great deal of experimentation, Abiomed has abandoned development of total official hearts as of 2015. [53] Abiomed as of 2019 only markets heart pumps, [54] "intended to help pump blood in patients who need short-term support (up to 6 days)", [55] which are not total artificial hearts.

Frazier-Cohn Edit

On 12 March 2011, an experimental artificial heart was implanted in 55-year-old Craig Lewis at The Texas Heart Institute in Houston by O. H. Frazier and William Cohn. The device is a combination of two modified HeartMate II pumps that is currently undergoing bovine trials. [56]

Frazier and Cohn are on the board of the BiVACOR company that develops an artificial heart. [57] [58] BiVACOR has been tested as a replacement for a heart in a sheep. [59] [60]

So far, only one person has benefited from Frazier and Cohn's artificial heart. Craig Lewis was suffering from amyloidosis in 2011 when his heart gave out and doctors pronounced that he had only 12 to 24 hours to live. After obtaining permission from his family, Frazier and Cohn replaced his heart with their device. Lewis survived for another 5 weeks after the operation he eventually succumbed to liver and kidney failure due to his amyloidosis, after which his family asked that his artificial heart be unplugged. [61]

Current prototypes Edit

Soft artificial heart Edit

On 10 July 2017, Nicholas Cohrs and colleagues presented a new concept of a soft total artificial heart in the Journal of Artificial Organs. [62] The heart was developed in the Functionals Materials Laboratory at ETH Zurich. [63] (Cohrs was listed as a doctoral student in a group led by Professor Wendelin Stark at ETH Zurich.) [64]

The soft artificial heart (SAH) was created from silicone with the help of 3D printing technology. The SAH is a silicone monoblock. It weighs 390g, has a volume of 679 cm 3 and is operated through pressurized air. "Our goal is to develop an artificial heart that is roughly the same size as the patient’s own one and which imitates the human heart as closely as possible in form and function" says Cohrs in an interview. [65] The SAH fundamentally moves and works like a real heart but currently only beats for 3000 beats (which corresponds to a duration of 30 to 50 minutes for an average individual's heart beat) [66] in a hybrid mock circulation machine. [67] Following which the silicone membrane (2.3 mm thick) between the Left Ventricle and the Air Expansion Chamber ruptured. [68]

The working life of a more recent Cohrs prototype (using various polymers instead of silicone) [67] was still limited, according to reports in early 2018, with that model providing a useful life of 1 million heartbeats, roughly ten days in a human body. [69] At the time, Cohrs and his team were experimenting with CAD software and 3D printing, striving to develop a model that would last up to 15 years. "We cannot really predict when we could have a final working heart which fulfills all requirements and is ready for implantation. This usually takes years", said Cohrs. [70]

A centrifugal pump [71] [72] or an axial-flow pump [73] [74] can be used as an artificial heart, resulting in the patient being alive without a pulse. Other pulse-less artificial heart designs include the HeartMate II from Thoratec, which uses an Archimedes screw and an experimental artificial heart designed by Bud Frazier and Billy Cohn, using turbines spinning at 8,000 to 12,000 RPMs. [75]

A centrifugal artificial heart which alternately pumps the pulmonary circulation and the systemic circulation, causing a pulse, has been described. [76]

Researchers have constructed a heart out of foam. The heart is made out of flexible silicone and works with an external pump to push air and fluids through the heart. It currently cannot be implanted into humans, but it is a promising start for artificial hearts. [77]

Hybrid assistive devices Edit

Patients who have some remaining heart function but who can no longer live normally may be candidates for ventricular assist devices (VAD), which do not replace the human heart but complement it by taking up much of the function. [ بحاجة لمصدر ]

The first Left Ventricular Assist Device (LVAD) system was created by Domingo Liotta at Baylor College of Medicine in Houston in 1962. [78]

Another VAD, the Kantrowitz CardioVad, designed by Adrian Kantrowitz, boosts the native heart by taking up over 50% of its function. [79] Additionally, the VAD can help patients on the wait list for a heart transplant. In a young person, this device could delay the need for a transplant by 10–15 years, or even allow the heart to recover, in which case the VAD can be removed. [79] The artificial heart is powered by a battery that needs to be changed several times while still working. [ بحاجة لمصدر ]

The first heart assist device was approved by the FDA in 1994, and two more received approval in 1998. [80] While the original assist devices emulated the pulsating heart, newer versions, such as the Heartmate II, [81] developed by The Texas Heart Institute of Houston, provide continuous flow. These pumps (which may be centrifugal or axial flow) are smaller and potentially more durable and last longer than the current generation of total heart replacement pumps. Another major advantage of a VAD is that the patient keeps the natural heart, which may still function for temporary back-up support if the mechanical pump were to stop. This may provide enough support to keep the patient alive until a solution to the problem is implemented. [ بحاجة لمصدر ]

In August 2006, an artificial heart was implanted into a 15-year-old girl at the Stollery Children's Hospital in Edmonton, Alberta. It was intended to act as a temporary fixture until a donor heart could be found. Instead, the artificial heart (called a Berlin Heart) allowed for natural processes to occur and her heart healed on its own. After 146 days, the Berlin Heart was removed, and the girl's heart functioned properly on its own. [82] On 16 December 2011 the Berlin Heart gained U.S. FDA approval. The device has since been successfully implanted in several children including a 4-year-old Honduran girl at Children's Hospital Boston. [83]

Several continuous-flow ventricular assist devices have been approved for use in the European Union, and, as of August 2007, were undergoing clinical trials for FDA approval.

In 2012, Craig Lewis, a 55-year-old Texan, presented at the Texas Heart Institute with a severe case of cardiac amyloidosis. He was given an experiment continuous-flow artificial heart transplant which saved his life. Lewis died 5 weeks later of liver failure after slipping into a coma due to the amyloidosis. [75]

In 2012, a study published in the New England Journal of Medicine compared the Berlin Heart to extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) and concluded that "a ventricular assist device available in several sizes for use in children as a bridge to heart transplantation [such as the Berlin Heart] was associated with a significantly higher rate of survival as compared with ECMO." [84] The study's primary author, Charles D. Fraser Jr., surgeon in chief at Texas Children's Hospital, explained: "With the Berlin Heart, we have a more effective therapy to offer patients earlier in the management of their heart failure. When we sit with parents, we have real data to offer so they can make an informed decision. This is a giant step forward." [85]

Suffering from end-stage heart failure, former Vice President Dick Cheney underwent a procedure in July 2010 to have a VAD implanted at INOVA Fairfax Hospital, in Fairfax Virginia. In 2012, he received a heart transplant at age 71 after 20 months on a waiting list.


شاهد الفيديو: تحدي خنفشاري لا تختار الطبق الخطأ. لايفوتكم ابوخالد استفرغ (كانون الثاني 2022).