Yhteensä tekosydänsiirrot: tulevaisuus vai odotusaika? | RCSI Student Medical Journal
Editors’ pick
William MG Johnson1
Author affiliations
1rcsi medical student
Royal College of Surgeons in Ireland student Medical Journal 2011;4(1):35-38.
Abstrakti
Keinotekoinen sydämensiirtokone tarjoaa nyt toteuttamiskelpoisia hoitovaihtoehtoja sydämen vajaatoimintaan.
luovuttajien pula on luonut tarpeen keinotekoisille elinsiirtokoneille. Näillä koneilla onnistutaan yhä paremmin tarjoamaan ”silta elinsiirtoon” – jakso, jonka aikana voidaan löytää luovuttajaelin. Nyt keinosydämet ovat parantaneet eloonjäämisastetta noin 80 prosenttiin. On mahdollista, että näillä koneilla voi olla suurempi rooli, kun niiden kustannukset laskevat ja teknologiset parannukset lisäävät luotettavuutta. Tässä artikkelissa esitetään uusimmat edistysaskeleet sekä keinotekoisissa sydämissä että näiden laitteiden rooli sydänsairauksien hoidossa tulevaisuudessa. Lisäksi käydään lyhyt keskustelu kilpailevista teknologioista ja niiden rajoituksista.Asiasanat: Keinotekoinen, silta siirrolle, sydän, SynCardia (CardioWest), elinsiirto.
Introduction
sydämen vajaatoiminta on oireyhtymä, joka määritellään siten, että sydän ei pysty tyhjentämään riittävästi verta elimistön tarpeisiin. Sitä sairastaa maailmanlaajuisesti noin 20 miljoonaa ihmistä.1,2 hoitovaihtoehtoja, sekä farmaseuttiset ja ei-farmaseuttiset, ovat kehittyneet vuosien varrella, osoittaa lupaus parannuskeinoa. Nykyinen kultakanta hoidon osalta loppuvaiheen sydämen vajaatoiminta on total sydänsiirto (HTx).3 koska vuonna 2008 koko maailman elinsiirtotarpeesta täyttyi vain 10 prosenttia, kuolleisuuden seuraukset ovat todellisuutta monille HTx: ää odottaville potilaille.4 alkaen ensimmäisistä sydän-keuhko perfuusio koneita nykyaikaisempi vasemman kammion avustin laitteet (LVADs), ja nyt yhteensä keinotekoinen sydänsiirrot (TAHs), tämä ajanjakso, joka tunnetaan nimellä ”bridge to transport” (BTT), on tullut dramaattisesti vähemmän liittyy kuolleisuus.5 SynCardia TAH: n käyttöönoton jälkeen bridge to transplant-eloonjäämisaste on noussut 46 prosentista 79 prosenttiin.6
lähitulevaisuudessa näitä laitteita voidaan laajentaa niiden käytön ulkopuolelle vain BTT-laitteina pitkäaikaisempaan hoitoon, paljolti kuten Lvadit ovat jo tehneet. Pian on FDA: n hyväksymä totaalinen pysyvä keinosydänsiirto kohdehoitona.Abiocor implantable replacement heart (IRH) – Valmisteella on meneillään 7 kliinistä tutkimusta, jotka hiljattain tehdyssä tutkimuksessa implantoitiin seitsemälle potilaalle.7 tämä ei kuitenkaan voi tulla ensilinjan hoito, koska pienempi LVADs, in vitro elinten kasvua, ja In situ solujen korvaushoito voisi osoittaa merkittäviä edistysaskeleita ehkäisyyn ja hoitoon sydämen vajaatoiminnan.
vasemman kammion avustinlaitteet
ensimmäinen sydämen vajaatoiminnan nykyaikaisista hoidoista oli avustinlaitteiden kehittäminen. Nämä tasoittivat tietä monimutkaisempien mekanismien, kuten TAH: n, kehittämiselle. Nämä laitteet eivät toimi ottaakseen haltuunsa sydämen toimintaa, vaan ne vähentävät sydämeen kohdistuvaa rasitusta ja antavat sen levätä ja toipua. Näiden laitteiden kehitys kiihtyi 1960-ja 70-luvuilla johtuen komplikaatioista ja kuolleisuudesta, jotka liittyivät varhaiseen Total HTxs: ään.8 kehitys pumppu tekniikka toi kaksi päätyyppiä laitteiden: pulsatile LVADs, jossa veri pumpataan sisäisen laitteen kautta ulkoinen pumppu jäljittelemällä toimintaa sydämen; ja, jatkuva virtaus pumput (aksiaalinen ja keskipakopumput), jossa magneettisesti ohjattu roottori pakottaa verta laitteen läpi. On huomattava, että kun jatkuva virtauspumppu asennetaan, potilas käyttää epänormaalia ei-pulsatile-tilaa, mikä aiheuttaa vaikeuksia pulssin ja verenpaineen kliinisessä mittauksessa. Molemmat laitteet istutetaan rintakehään ja kiinnitetään kanyylin kautta vasempaan ja / tai oikeaan kammioon (RVAD), lopuksi työntämällä aorttaan.8
mekaaninen vika on haaste näille laitteille ja vaikuttaa ensisijaisesti laitteen liikkuviin osiin. Uusi lähestymistapa toteutetaan jatkuvatoimisissa virtauspumpuissa, joissa perinteiset kuulalaakerit korvataan hydrodynaamisilla ja magneettisilla suspensioilla.8 Tämä mahdollistaa vain yhden liikkuvan osan, roottorin, vähentäen lopulta mekaanisen vian esiintyvyyttä. Tämä suuntaus liikkuvien osien määrän vähentämisessä näkyy monissa sydänlaitteissa.8 toinen komplikaatio, joka vaivaa samanlaisia sydänlaitteita, on tromboembolian riski.6,8
tulevaisuudessa näiden laitteiden ennustetaan kukoistavan, ei ainoastaan halvempana vaihtoehtona TAHs: lle, vaan myös siksi, että parannukset suunnittelussa, jolloin nämä laitteet pienenevät, tekevät niistä vähemmän invasiivisia.8 voidaan ennakoida, että tulevat laitteet otetaan käyttöön sydämen vajaatoiminnan varhaisemmissa vaiheissa, ja ne toimivat ennalta ehkäisevästi sydänsairauksien etenemisen estämiseksi.8
SynCardia Total artificial heart transportation
SynCardia TAH (tunnetaan myös nimellä CardioWest TAH) on ainoa FDA: n hyväksymä TAH markkinoilla, ja se on tähän mennessä istutettu noin 850 potilaalle.5 laite koostuu kahdesta symmetrisestä kammiosta, joissa pneumaattisesti ajettu kalvo on alhaalla ja sitten koholla, mikä aiheuttaa pistoksen ja poiston verta nopeudella jopa 9,5 L/min.5 Tämä järjestelmä käyttää potilaan omaa lihaskuntoa ja kehon liikettä muuttaakseen sen ejektiofraktiota vastauksena liikuntaan jopa 30%: lla.5 Tämä mahdollistaa potilaiden aktiivisuuden lisääntymisen verrattuna vastaaviin järjestelmiin. Pulsatiilisten Lvadien tapaan laite on kiinnitetty ulkoiseen pneumaattiseen ohjaimeen. Tämä kuljettaja on aluksi ei-liikkuva ja potilaan toivuttua voidaan vaihtaa mobiilimalliin, joka voidaan kuljettaa 5 (kuva 2).
kuva 1: potilaan Keuhkoröntgenkuva, jossa on implantoitu SynCardia-laite, jossa korostuu natiiviläpän vaihto ja laitteen pneumaattinen diafargm. Huomaa neljä proteesiventtiiliä (A), kaksi kalvoa (B) ja kaksi kierrevahvistettua polyuretaaniputkea (C). (Syncardia. com5) (klikkaa suurentaaksesi.)
kuva 2 (Syncardia. com5) (klikkaa suurentaaksesi.)
SynCardia TAH: n implantointiin liittyy kammioiden molemminpuolinen poisto yhdessä kaikkien neljän natiivin venttiilien kanssa kammioläppäliitännöissä Atrian, keuhkovaltimon ja aortan välillä (Kuva 3a). Atria, keuhkovaltimo ja aortta säilytetään TAH: n kiinnittämistä varten (kuva 3b). Quick connect-laitteet kiinnittävät sitten TAH: n sydämen jäännösosiin ompeleilla, jolloin TAH: lle muodostuu kontakti (Kuva 3c). Lopuksi liitetään TAH ja aloitetaan keinotekoinen perfuusio (kuva 3d).5
kuva 3: sekvenssi, jossa kotoperäinen sydän poistetaan ja SynCardia total keinotekoinen sydämensiirto asetetaan. (Syncardia. com5) (klikkaa suurentaaksesi.)
kuva 4: Syncardia Tahin ja sen pneumaattisten voimansiirtolinjojen anatominen sijainti. Drivelines tulee potilaalle vasenta midclavicular line, noin 5cm alapuolella costal marginaali. TAH sijaitsee Atriassa, keuhkovaltimossa ja aortassa kiinni olevassa mediastinumissa. (Syncardia. com5) (klikkaa suurentaaksesi.)
se, mikä erottaa SynCardia TAH: n muista laitteista, on sen kyky poistaa kammiotakykardia, läppävika ja sähköiset komplikaatiot, kuten kammiotakykardia, sinustakykardia ja eteisvärinä, joita esiintyy tahdistimilla.9,10 lisäksi laitteella on tiettyjä etuja LVAD: n käyttöön verrattuna, kuten sen käyttö potilailla, joilla on toistuvia intrakardiaalisia trombeja, sunteja, rakenteellisia vaurioita ja synnynnäisiä vikoja.11
kuten kaikissa proteeseissa, voi esiintyä synnynnäisiä komplikaatioita, kuten taulukossa 1 esitetään. Suuri osa potilaista saa toimenpiteen jälkeisiä infektioita, mikä lisää jopa 9%: n kuolleisuutta tartunnan saaneilla potilailla.9 Platis et al. hengitystieinfektioita kirjattiin jopa 40%: lla, genito-virtsatieinfektioita jopa 22%: lla ja pneumaattisia insertiolinjaan liittyviä infektioita jopa 14%: lla toimenpiteen jälkeisistä potilaista.6 muissa tutkimuksissa tartuntojen määrä on ollut niinkin alhainen kuin 20%.12 aggressiivinen antibioottihoito on näiden infektioiden nykyinen hoito, mutta mikrobiresistenssin lisääminen on mahdollinen haaste.12 näiden komplikaatioiden yhdistelmätulokset ovat näytteillä potilailla, joilla on useiden elinten vajaatoiminta, mikä on lopulta johtanut lisääntyneeseen kuolleisuuteen.12 lisäksi proteesinsisäisen tromboembolian muodostuminen on vakava uhka yksilölle.6 kun nykyinen hoito sisältää hyytymisenestohoitoa, leikkauksen jälkeinen verenvuoto on merkittävä riski potilaalle.12 tulevaisuudessa kehitetään vähemmän trombogeenisia materiaaleja ja siten laitteita, joilla voidaan välttää nämä komplikaatiot. Kalvojen käyttö tulevissa laitteissa on lupaavaa, sillä vähemmän liikkuvat osat saattavat lisätä kestävyyttä. Perfuusiokorjaustekniikoiden tulevan kehityksen ennustetaan vähentävän monia komplikaatioita, kuten maksa -, munuais-ja suoliliepeeseen liittyvää iskemiaa.12
Taulukko 1. (Klikkaa suuremmaksi.)
terveydenhuoltojärjestelmien kustannusten arvostaminen
tällä hetkellä suurin osa TAH-siirroista on yksityisesti rahoitettuja.13 syncardia TAH elinsiirron nykyinen hinta on noin $150,000 US, verrattuna LVAD: n kustannuksiin välillä $100,000 US, maasta riippuen.13 julkisten terveyskeskusten kasvava paine saada parasta saatavilla olevaa hoitoa on ristiriidassa budjettirajoitteiden kanssa monissa maissa. Vaikuttaa käytännönläheiseltä omaksua toteuttamiskelpoisempia lähestymistapoja sydämen vajaatoimintaan, kuten laajamittaisten, vähemmän tehokkaiden lääkehoitojen käyttö. Tällaisia hoitoja ovat diureetit, jotka tarjoavat vain vaatimattoman ratkaisun potilaan oireisiin.2 monien proteesinkehitysyritysten kasvavalla kiinnostuksella ja keinotekoisen sydämensiirtoteknologian kasvavalla kysynnällä näyttää uskottavalta, että laitteista tulee edullisempia.8 on kuitenkin epärealistista sanoa, että tämä teknologia olisi tulevaisuudessa kaikkien sydämen vajaatoimintapotilaiden käytettävissä.
Future advancements
tällä hetkellä TAH toteutetaan BTT-hoitona kohdehoidon sijaan. AbioCor IRH on saamassa FDA: n hyväksyntää, mutta tromboembolisiin tapahtumiin ja trombin muodostumiseen liittyvät komplikaatiot sen eteisliitteissä on ratkaistava ennen kuin se saa markkinahyväksynnän ja ammatillisen hyväksynnän.6,7 tämä uusi laite tarjoaa tet-järjestelmän (transkutaaninen energiansiirtojärjestelmä) ja radioviestintäjärjestelmän, jossa vältetään venttiilien ja vatsansisäisten porttien käyttö. Muita ominaisuuksia ovat automaattinen moottorin kierrosnopeuksien, pumppunopeuden ja virtaustasapainon valvonta ja valvonta vatsansisäisen sensorijärjestelmän avulla.7 tulevaisuuden malleja LVADs ja TAHs käyttää näitä ominaisuuksia transcutaneous nykyinen transduction keinona valtaa laitteita, mikä poistaa tarpeen intra-vatsan linja sijoitus ja vähentää linja infektio.7,14
muut kehitteillä olevat tekniikat perustuvat sydämen jälkikuormituksen lisäämiseen supistamalla aorttaa. C-Pulse (Sunshine Heart Inc, Tustin, CA) – laite perustuu puhallettavaan kalvosimeen, joka ajoittain laajenee nousevan aortan ympärysmittaan, mikä lisää sydämen tuotantoa.15 kuitenkin, käyttö vatsaontelon linjat voi johtaa linja sepsis, joka voi olla tuhoisia seurauksia, edistää kuolleisuutta noin 1%.9 Tämä osoitettiin Mitnovetski et al: n tapaustutkimuksessa.15
nykyisellä tekniikalla on todennäköistä, että TAHs: n käyttö lisääntyy, samoin sellaisten laitteiden kehittäminen, joissa on vähemmän mekaanisia vikoja, enemmän systeemistä kontrollia, enemmän potilasvapautta ja vähemmän kokonaiskomplikaatioita. Keinotekoinen sydämensiirtokoneet tarjoavat toteuttamiskelpoisia hoitovaihtoehtoja sydämen vajaatoimintaan, joten tämä lääketieteellinen kenttä vaatii lisätutkimusta ja kehitystä pysyäkseen kehittyvän teknologian tahdissa.
kiitokset
haluan kiittää kaikkia kollegoitani St Vincent ’ s Private Hospitalissa Sydneyssä Australiassa ja erityiskiitokset tohtori Frank Juniukselle hänen avustaan ja mentoroinnistaan.
Takaisin artikkeliluetteloon.