Transplanturi totale de inimă artificială: viitor sau timp de așteptare? /RCSI Student Medical Journal
alegerea editorilor
William MG Johnson1
afilieri autor
1rcsi student la medicină
Colegiul Regal al Chirurgilor din Irlanda Student Medical Journal 2011;4(1):35-38.
rezumat
aparatele artificiale de transplant de inimă oferă acum opțiuni viabile de tratament pentru insuficiența cardiacă.
lipsa de organe donatoare a creat o nevoie de mașini de transplant artificial. Aceste mașini prezintă un succes din ce în ce mai mare în furnizarea unei punți de transplant în timpul căreia poate fi găsit un organ donator. Acum, inimile artificiale au îmbunătățit ratele de supraviețuire la aproximativ 80%. Este posibil ca aceste mașini să aibă un rol mai mare de jucat, deoarece costurile lor scad și îmbunătățirile tehnologice cresc fiabilitatea. Acest articol prezintă cele mai recente progrese atât în inimile artificiale, cât și rolul acestor dispozitive în tratamentul afecțiunilor cardiace în viitor. În plus, există o scurtă discuție despre tehnologiile concurente și limitările acestora.cuvinte cheie: artificiale, podul de transplant, inima, SynCardia (CardioWest), transplant.
Introducere
insuficiența cardiacă este un sindrom definit de incapacitatea inimii de a scoate suficient sânge pentru a satisface cerințele corpului. Aceasta afectează aproximativ 20 de milioane de oameni din întreaga lume.Opțiunile de tratament 1,2, atât farmaceutice, cât și non-farmaceutice, au evoluat de-a lungul anilor, arătând promisiunea unei vindecări. Standardul actual de aur al tratamentului în ceea ce privește insuficiența cardiacă în stadiul final este un transplant total de inimă (HTx).3 cu doar 10% din necesarul total de transplant la nivel mondial îndeplinit în 2008, consecința mortalității este o realitate pentru mulți pacienți care așteaptă un HTx.4 de la primele aparate de perfuzie inimă–plămân până la cele mai moderne dispozitive de asistare a ventriculului stâng (LVAD) și acum transplanturi de inimă artificială totală (TAHs), această perioadă, cunoscută sub numele de ‘bridge to transplant’ (BTT), a devenit dramatic mai puțin asociată cu mortalitatea.5 de la punerea în aplicare a SynCardia TAH, ratele de supraviețuire pod la transplant au crescut de la 46% la 79%.6
în viitorul imediat, aceste dispozitive pot fi extinse dincolo de utilizarea lor doar ca dispozitive BTT pentru mai multă terapie pe termen lung, la fel cum au făcut deja LVAD-urile. În curând va exista un transplant de inimă artificială permanent, aprobat de FDA, ca terapie de destinație.7 studii clinice sunt în curs de desfășurare Pe Inima de înlocuire implantabilă AbioCor (IRH), care, într-un studiu recent, a fost implantată la șapte pacienți.7 Cu toate acestea, este posibil ca aceasta să nu devină terapie de primă linie, deoarece LVAD-urile mai mici, creșterea organelor in vitro și terapia de substituție celulară in situ ar putea prezenta progrese substanțiale în prevenirea și tratamentul insuficienței cardiace.
dispozitive de asistență ventriculară stângă
primul dintre tratamentele moderne pentru insuficiența cardiacă se află în dezvoltarea dispozitivelor de asistență. Acestea au deschis calea pentru dezvoltarea unor mecanisme mai complicate, cum ar fi TAH. Aceste aparate nu acționează pentru a prelua acțiunea inimii; mai degrabă, reduc stresul exercitat asupra inimii, permițându-i să se odihnească și să se recupereze. Dezvoltarea acestor dispozitive s-a accelerat în anii 1960 și ’70 din cauza complicațiilor și mortalității asociate cu HTX-urile totale timpurii.8 evoluția tehnologiei pompei a adus două tipuri principale de dispozitive: LVAD-uri pulsatile, unde sângele este pompat prin dispozitivul intern printr-o pompă externă care imită acțiunea inimii; și, pompe cu flux continuu (axial și centrifugal), în care un rotor controlat magnetic forțează sângele prin dispozitiv. Trebuie remarcat faptul că atunci când se implantează o pompă cu flux continuu, pacientul va angaja o stare anormală non-pulsatilă, prezentând dificultăți în măsurarea clinică a pulsului și a tensiunii arteriale. Ambele tipuri de dispozitive sunt implantate în torace și atașate printr-o canulă la ventriculul stâng și/sau drept (RVAD), introducându-se în cele din urmă în aorta.8
defecțiunea mecanică este o provocare pentru aceste dispozitive și afectează în primul rând părțile mobile ale dispozitivului. O nouă abordare este implementată în pompele cu flux continuu, unde rulmenții tradiționali cu bile sunt înlocuiți cu suspensii hidrodinamice și magnetice.8 Acest lucru permite o singură parte în mișcare, rotorul, scăzând în cele din urmă incidența defecțiunilor mecanice. Această tendință în reducerea numărului de piese în mișcare poate fi observată în multe dispozitive cardiace.8 o altă complicație care afectează aparate cardiace similare este riscul de tromboembolism.6,8
în viitor, se preconizează că aceste dispozitive vor înflori, nu numai ca o alternativă mai ieftină la TAHs, ci și pentru că îmbunătățirile în design, făcând aceste dispozitive mai mici, le vor face mai puțin invazive.8 se poate prevedea că dispozitivele viitoare vor fi implementate în stadiile anterioare ale insuficienței cardiace, acționând într-o manieră profilactică pentru a preveni avansarea bolilor de inimă.8
SynCardia total transplant de inimă artificială
SynCardia TAH (cunoscută și sub numele de CardioWest tah) este singurul TAH aprobat de FDA de pe piață astăzi și a fost implantat la aproximativ 850 de pacienți până în prezent.5 dispozitivul este compus din două camere simetrice în care o diafragmă acționată pneumatic este deprimată și apoi ridicată, provocând injectarea și ejecția sângelui la o viteză de până la 9,5 L/min.5 acest sistem folosește propriul tonus muscular și mișcarea corpului pacientului pentru a-și modifica fracția de ejecție ca răspuns la exerciții fizice cu până la 30%.5 Acest lucru permite creșterea activității pacientului în contrast cu sistemele similare. La fel ca LVAD-urile pulsatile, dispozitivul este atașat la un driver pneumatic extern. Acest driver este inițial non-mobil și la recuperarea pacientului poate fi trecut la un model mobil care poate fi transportat5 (Figura 2).
figura 1: radiografia toracică a unui pacient cu un dispozitiv SynCardia implantat evidențiind înlocuirea supapelor native și a diafargmei pneumatice a dispozitivului. Rețineți cele patru supape protetice (a), două diafragme (B) și cele două tuburi poliuretanice armate cu bobină (c). (Curtoazie: Syncardia. com5) (Faceți clic pentru a mări.)
figura 2: șoferul pneumatic portabil văzut aici atașat la un SynCardia TAH oferă pacientului mobilitate și permite pacientului să se întoarcă acasă până la transplantul de inimă. (Curtoazie: syncardia. com5) (Faceți clic pentru a mări.)
implantarea SynCardia TAH implică îndepărtarea bilaterală a ventriculilor împreună cu toate cele patru valve native la joncțiunile valvulare ventriculare dintre atrii, artera pulmonară și aorta (figura 3a). Atria, artera pulmonară și aorta sunt apoi conservate pentru atașarea la TAH (figura 3b). Dispozitivele de conectare rapidă atașează apoi TAH la porțiunile reziduale ale inimii prin suturi, creând un contact pentru TAH (figura 3c). În cele din urmă, TAH este atașat și urmează începerea perfuziei artificiale (figura 3D).5
figura 3: secvența în care este îndepărtată inima nativă și este plasat transplantul total de inimă artificială SynCardia. (Curtoazie: syncardia. com5) (Faceți clic pentru a mări.)
figura 4: poziția anatomică a SynCardia TAH și a transmisiilor sale pneumatice. Liniile de transmisie intră în pacient de-a lungul liniei midclaviculare stângi, la aproximativ 5 cm sub marginea costală. TAH se află în mediastinul atașat la atrii, artera pulmonară și aorta. (Curtoazie: syncardia. com5) (Faceți clic pentru a mări.)
ceea ce diferențiază SynCardia TAH de alte dispozitive este capacitatea sa de a elimina complicațiile ventriculare, valvulare și electrice, cum ar fi tahicardia ventriculară, tahicardia sinusală și fibrilația atrială, care sunt experimentate cu stimulatoare cardiace.9,10 în plus, aparatul prezintă anumite avantaje față de utilizarea LVADs, cum ar fi aplicarea acestuia la pacienții cu trombi intracardiaci recurenți, șunturi, leziuni structurale și defecte congenitale.11
ca și în cazul tuturor protezelor, pot apărea complicații inerente, așa cum este prezentat în tabelul 1. Un număr copleșitor de pacienți dobândesc infecții post-procedurale, contribuind la o rată a mortalității de până la 9% la pacienții infectați.9 Platis și colab. infecții respiratorii înregistrate la până la 40%, infecții genito-urinare la până la 22% și infecții asociate liniei de inserție pneumatică la până la 14% dintre pacienții post-procedurali.Alte 6 studii au înregistrat rate de infecție de până la 20%.12 tratamentul antibiotic agresiv este tratamentul actual pentru aceste infecții, dar creșterea rezistenței microbiene este o provocare potențială.12 rezultatele combinate ale acestor complicații sunt expuse la pacienții care se confruntă cu insuficiență multiplă de organ, ceea ce a dus în cele din urmă la creșterea ratelor de mortalitate.12 în plus, formarea tromboemboliilor intra-protetice reprezintă o amenințare gravă pentru individ.6 cu tratamentul actual care implică utilizarea terapiei anticoagulante, sângerarea postoperatorie reprezintă un risc semnificativ pentru pacient.12 viitorul așteaptă cu nerăbdare dezvoltarea de materiale mai puțin trombogene și, prin urmare, dispozitive care pot evita aceste complicații. Utilizarea diafragmelor în dispozitivele viitoare este promițătoare, deoarece mai puține piese în mișcare pot crește durabilitatea. Evoluțiile viitoare ale tehnologiilor de corectare a perfuziei sunt anunțate pentru a reduce multe complicații, cum ar fi cele asociate cu ischemia hepatică, renală și mezenterică.12
Tabelul 1. (Faceți clic pentru a mări.)
evaluarea costurilor pentru sistemele de sănătate
În prezent, majoritatea transplanturilor TAH sunt finanțate privat.13 prețul actual al unui transplant SynCardia TAH este de aproximativ 150.000 USD SUA, comparativ cu costul unui LVAD în intervalul de 100.000 USD SUA, în funcție de țară.13 creșterea presiunii asupra centrelor de sănătate publică pentru cel mai bun tratament disponibil intră în conflict cu constrângerile bugetare din multe țări. Pare pragmatic să se adopte abordări mai fezabile ale insuficienței cardiace, cum ar fi utilizarea unor tratamente medicamentoase pe scară largă și mai puțin eficiente. Astfel de tratamente includ regimuri diuretice care oferă doar o rezoluție modestă a simptomelor pacientului.2 Odată cu interesul tot mai mare al multor companii de dezvoltare protetică și o cerere tot mai mare de tehnologie Artificială de transplant de inimă, pare plauzibil ca dispozitivele să devină mai accesibile.8 cu toate acestea, este nerealist să spunem că această tehnologie va fi disponibilă pentru toți pacienții cu insuficiență cardiacă în viitor.
progrese viitoare
În prezent, TAH este implementat mai degrabă ca tratament BTT decât ca terapie de destinație. AbioCor IRH este în proces de obținere a aprobării FDA, dar complicațiile asociate cu evenimentele tromboembolice și formarea trombilor pe atașamentele sale atriale trebuie rezolvate înainte de a primi aprobarea pieței și profesională.6,7 acest nou dispozitiv oferă un sistem de transfer de energie transcutanat (TET) și un sistem de comunicații radio, evitând utilizarea orificiilor de aerisire și a porturilor intraabdominale. Alte caracteristici includ monitorizarea și controlul automat al turațiilor motorului, debitul pompei și echilibrul debitului prin intermediul unui sistem de senzori intraabdominali.7 modele viitoare de LVADs și TAHs vor folosi aceste caracteristici ale transducției curentului transcutanat ca mijloc de alimentare a dispozitivelor, eliminând astfel necesitatea plasării liniei intraabdominale și reducând infecția liniei.7,14
alte tehnologii în curs de dezvoltare se bazează pe creșterea postîncărcării inimii prin constricția aortei. Dispozitivul c-Pulse (Sunshine Heart Inc, Tustin, CA) se bazează pe o manșetă gonflabilă care se extinde intermitent în jurul circumferinței aortei ascendente, crescând astfel debitul cardiac.15 Cu toate acestea, utilizarea liniilor intraabdominale poate duce la sepsis de linie care poate avea consecințe devastatoare, contribuind la o fatalitate de aproximativ 1%.9 Acest lucru a fost demonstrat în studiul de caz realizat de Mitnovetski și colab.15
cu tehnologia actuală, este plauzibil ca utilizarea TAHs să crească, la fel și dezvoltarea dispozitivelor cu defecte mecanice mai mici, un control mai sistemic, o libertate crescută a pacientului și mai puține complicații generale. Mașinile artificiale de transplant de inimă oferă opțiuni viabile de tratament pentru insuficiența cardiacă, astfel încât acest domeniu medical justifică cercetări și dezvoltări suplimentare pentru a ține pasul cu tehnologia emergentă.
mulțumiri
aș dori să mulțumesc tuturor colegilor mei de la Spitalul Privat St Vincent, Sydney, Australia, și o mulțumire specială Dr.Frank Junius pentru ajutor și mentorat.
înapoi la lista de articole.