|
در گذشته نه چندان دور، پيوند قلب از انساني به انسان ديگر تنها راه نجات بيماراني بود كه در حادترين مراحل بيماري قلبي قرار

داشتند. اما همواره تعداد متقاضيان دريافت پيوند بسيار بيشتر از تعداد اهداكنندگان بوده است. به اين ترتيب همه ساله هزاران نفر در صف انتظار پيوند جان خود را از دست مي دهند. با توليد قلب مصنوعي، دريچه اميدي براي بيماران قلبي گشوده است.
اما قلب مصنوعي چگونه كار مي كند؟
به گزارش خبرنگار سايت پزشكان بدون مرز به نقل از مجله مهندسي پزشكي، قلب همانند موتوري در بدن است كه نيروي لازم براي تمامي فعاليتها را توليد مي كند. در نظر اول شايد قلب تنها يك عضله به نظر برسد كه خون را به رگها پمپ مي كند، اما اولين دانشمنداني كه قدم در راه توليد قلب مصنوعي گذاشتند، با ماشيني پيچيده روبه رو شدند كه بايد 6 هزار ليتر خون را در يك روز به ريه ها و ساير اعضاي بدن پمپ كند. به علاوه نحوه تأمين انرژي اين ماشين نيز مشكلي پيچيده بود.
اولين قلب مصنوعي
در سال 1982، نمونه اوليه اي از يك قلب مصنوعي توسط paul winchel طراحي شد. اما استفاده از آن در بدن يك انسان كاري مخاطره آميز به نظر مي رسيد. در نهايت جراح متبحري به نام دكتر ويليام ديوريس از دانشگاه يوته آمريكا تصميم به انجام اين پيوند گرفت. او اين دستگاه را « Jarvik-7 » ناميد. اين نخستين ماشيني بود كه مي توانست به طور دايم جايگزين قلب شود. بيمار دريافت كننده پيوند، دندانپزشكي 61 ساله به نام بارينه كلارك بود. شانس زندگي او در صورت عدم دريافت پيوند، كمتر از 30 روز پيش بيني مي شد. جراحي با موفقيت انجام شد و كلارك 112 روز زنده ماند.
يكي از ويژگيهاي « Jarvik-7 » ، به كارگيري نوعي فلز مخصوص در حفرات داخلي آن بود. خون در برخورد با اين نوع فلز منعقد شده و لايه اي در داخل حفرات تشكيل مي داد. اين امر سبب تسهيل حركت خون در قلب مي شد.
عملكرد «-Jarvik7 » همانند پمپ هوا طراحي شده بود و برخلاف مدل پيشرفته امروزي، لازم بود چندين رشته سيم از بدن بيمار بيرون آمده و به منبع تغذيه خارجي متصل شود. طبيعي ترين پيامد اين طراحي، بروز عفونتهاي متعدد در محل عبور سيم ها از پوست بود. پيش از توقف توليد « Jarvik-7 »، از آن در چندين بيمار ديگر نيز استفاده شد. اما به علت بروز مشكلات فني نظير خطاهاي مكانيكي و حجم بسيار بزرگ دستگاه، توليد آن متوقف شد.
قلبي مدرن
دو كشف اساسي در توليد قلبهاي مصنوعي مدرن نقشي كليدي به عهده داشتند. مورد اول توليد پوريه ضد انعقاد است كه در لايه بيروني قلب مصنوعي استفاده مي شود و احتمال پس زده شدن آن را از سوي سيستم ايمني و بافتهاي اطراف به حداقل مي رساند. كشف مهم ديگر، اختراع سيستم منبع تغذيه قابل كاشت درون بدن است كه هيچ گونه حرارتي در بافتهاي اطراف خود ايجاد نمي كند. اين دو كشف از ابداعات فردي به نام Hiroaki Harusaki است.
اين دو ويژگي به همراه دهها فناوري ديگر در قالب يك مدل قلب مصنوعي با نام « AbioCor » ارائه شده است. اين مدل در سال 2001 براي نخستين بار به كار گرفته شد و در سال 2004 با رسيدن به حد نصابهاي لازم، مجوز FDA را دريافت كرد. 86 درصد از بيماران دريافت كننده « AbioCor » بيش از يك سال و 64 درصد بيش از 5 سال شانس زندگي يافتند.
* نحوه عملكرد قلب مصنوعي
قلب انسان به طور ميانگين خون را با ميزان 60 تا 100 بار در دقيقه پمپاژ مي كند. قلب در دو مرحله عمل مي كند:
1) در مرحله اول، دهليزهاي راست و چپ به طور همزمان منقبض شده و خون را به خارج از قلب مي فرستند.
2) بطن ها منقبض شده و خون را به ريه ها و ساير نقاط بدن هدايت مي كنند.
پس از آن عضلات قلب تا تپش بعدي استراحت مي كنند. در اين فاصله قلب مجدداً از خون پر مي شود.
در بيماراني كه از قلب مصنوعي جديد استفاده مي كنند، قلب مصنوعي جايگزين بطن ها شده و دهليزها هنوز در جاي خود باقي مانده اند. بنابراين در مرحله اول از فرآيند پمپاژ خون، همچنان دهليزهاي قلب طبيعي به طور همزمان منقبض شده و خون را به خارج از قلب مي فرستند. اما مرحله دوم متفاوت از قلب طبيعي انجام مي شود. از آنجا كه نحوه طراحي قلب مصنوعي به صورتي است كه در هر لحظه خون را تنها به يكي از دو بطن مي فرستد، ابتدا خون به ريه ها فرستاده شده و سپس به ساير نقاط بدن پمپ مي شود. قلب مصنوعي قادر است خون را با ميزان 10 ليتر در دقيقه پمپ كند كه براي فعاليتهاي روزانه كافي است.
اجزاي قلب مصنوعي
قلب مصنوعي « AbioCor » از جنس تيتانيوم و پلاستيك بوده و چهار بخش زير را به هم متصل مي كند:
-دهليز راست
-دهليز چپ
-آئورت
-شريان ريوي
مكانيسم عملكرد دستگاه بسيار شبيه به يك پمپ هيدروليك است. در اين نوع از پمپها، مايع هيدروليك فشار را از نقطه اي به نقطه ديگر منتقل مي كند. براي درك بهتر عملكرد قلب مصنوعي، نحوه كار اجزاي مختلف آن را بررسي مي كنيم:
1) پمپ هيدروليك
عملكرد اين قطعه همانند پمپ هيدروليك صنعتي است. نوعي ماده غير قابل فشرده سازي در اين پمپ جريان دارد كه نيروي اعمال شده را از يك نقطه به نقطه ديگر مي فرستد.
2) دريچه ورودي
اين دريچه براي جريان يافتن مايع هيدروليك از يك قسمت به قسمت ديگر، باز و بسته مي شود. هنگامي كه مايع به سمت راست حركت مي كند، خون از درون بطن مصنوعي به ريه ها پمپ مي شود و هنگامي كه مايع به سمت چپ مي رود، خون به ساير نقاط بدن فرستاده مي شود.
3) سيستم انتقال انرژي به صورت بي سيم
اين سيستم به نام « Transcutaneus Energy Transfer » (انتقال انرژي از درون پوست) خوانده مي شود. اجزاي تشكيل دهنده آن دو سيم پيچ داخلي و خارجي هستند. اين دو سيم پيچ انرژي را از يك باتري خارجي گرفته و از طريق القاي الكترومغناطيسي آن را به باتري داخلي و واحد كنترل مي فرستند.
4) باتري داخلي
يك باتري قابل شارژ است كه در داخل شكم بيمار ايمپلنت مي شود. باتري داخلي 30 تا 40 دقيقه وقت در اختيار بيمار قرار مي دهد تا بتواند فعاليتهايي نظير حمام كردن را كه طي آنها مجبور به جدا كردن باتري خارجي است، انجام بدهد.
5) باتري خارجي
اين باتري روي يك كمربند قرار گرفته و به دور كمر بيمار بسته مي شود. قابل شارژ بوده و 4 تا 5 ساعت كار مي كند.
6) واحد كنترل
اين ابزار الكترونيكي كوچك در جداره شكم بيمار كار گذاشته مي شود و به كنترل نحوه پمپاژ قلب و ريتم قلبي اختصاص دارد.
وزن كلي دستگاه در حدود 2 پوند (9/0 كيلوگرم) است.
مراحل جراحي
پيوند قلب مصنوعي، جراحي بسيار ظريفي است. نه تنها جراح بايد دو بطن راست و چپ را از قلب بيمار جدا كند، بلكه بايد يك شي خارجي را در قفسه سينه كار بگذارد. طي جراحي بيمار موقتاً به پمپ مصنوعي قلب و ريه متصل مي شود تا قلب از تپش ايستاده و جراحي ميسر شود. قلب مصنوعي به وسيله صدها بخيه به دهليزهاي قلب طبيعي وصل شده و جراح براي پوشاندن بخيه ها از يك لايه بافت مصنوعي استفاده مي كند. تعداد پرسنل حاضر در پيوند قلب مصنوعي معمولاً بسيار زياد است. علاوه بر دو جراح زبده و دستيارانشان، چندين متخصص و تيم پرستاري به كنترل شرايط مي پردازند.
مراحل به اين شرح هستند:
- جاي گذاري سيم پيچ داخلي در شكم
- باز كردن جناغ سينه و اتصال دستگاه پمپ قلب و ريه (در اين مرحله قلب از تپش ايستاده و خون بيمار از طريق دستگاه پمپ مي شود).
- جداسازي بطنهاي قلب طبيعي( دهليزها جدا نمي شوند).
- استفاده از يك مدل پلاستيكي براي تعيين محل دقيق قرارگيري قلب مصنوعي
- بريدن بافتهاي مصنوعي در اندازه هاي مطلوب و بخيه زدن آنها به آئورت و شريان ريوي
- قلب مصنوعي وارد قفسه سينه شده و اتصالات آن با شريان ريوي، آئورت، و دهليزهاي راست و چپ برقرار مي شود.
- تخليه كامل هواي داخل دستگاه
- جداسازي بيمار از پمپ قلب و ريه
- حصول اطمينان از صحت عملكرد قلب
- بستن قفسه سينه
شرايط دريافت پيوند
داوطلبان دريافت قلب مصنوعي معمولاًً «بيمارترين بيماران» هستند؛ يعني در شديدترين حالت ناراحتي قلبي به سر مي برند. پيوند قلب مصنوعي تنها هنگامي انجام مي شود كه داوطلب پيوند حايز تمامي شرايط زير باشد:
-در حادترين مرحله بيماري قلبي باشد .
-اميد به زندگي در وي كمتر از 30 روز برآورد شده باشد.
-هيچ امكاني براي دريافت قلب طبيعي وجود نداشته باشد.
-هيچ راه درماني جايگزيني در دسترس نباشد.
-اندازه قفسه سينه بيمار با ابعاد قلب مصنوعي همخواني داشته باشد. اين شرط با عكسبرداري، سي تي اسكن و « X-Ray » بررسي مي شود. عكسهاي به دست آمده با استفاده از يك برنامه رايانه اي به نام «كد» براي نوعي اندازه گيري مجازي، بازسازي مي شوند. اين نرم افزار، قلب طبيعي را به صورت مجازي حذف كرده و « AbioCor » را مجازاً در قفسه سينه قرار مي دهد و در صورت همخواني ابعاد، اجازه پيوند داده مي شود.
اميد به آينده
در جولاي 2006، قلب مصنوعي در بدن يك دختر 15 ساله كانادايي ايمپلنت شد. اگر چه معمولاً در هنگام پيوند قلب مصنوعي، قلب طبيعي (بطن ها) از بدن خارج مي شود، در اين دختر قلب طبيعي حفظ شده و قلب مصنوعي به طور موقت و تا زمان پيدا شدن يك قلب اهدايي استفاده شد. اما نتيجه نهايي بسيار شگفت انگيز بود. قلب مصنوعي به تقويت قلب خود بيمار كمك كرد و بعد از 146 روز از بدنش خارج شد. در نهايت قلب اين دختر عملكرد خود را از سر گرفت.
اما نگاهي واقع بينانه به مدل هاي كنوني، اشكالاتي را نمايان مي كند. هنوز هم مشكل بزرگي اندازه و كوتاهي طول عمر باقي است. به علاوه ، به علت اينكه اين دستگاهها بايد به روش پمپاژ عمل كنند، حركت در اجزاي آنها زياد بوده و به تجهيزات مكانيكي نسبتاً بزرگي نياز دارند. پژوهشگران به قلبهايي مي انديشند كه جريان خون را به صورت پيوسته برقرار كرده و عملكردي روتوري داشته باشند. اين قلبهاي روتوري، بسيار كوچك بوده و به علت جريان هميشگي خون در آنان، بدون نبض خواهند بود. اما هنوز مشخص نيست كه جريان خون پيوسته چه تأثيري بر بافتهاي موجودات زنده خواهد داشت. مطالعات انجام شده روي حيوانات حاكي از يكسان بودن نتايج جريان خون بدون نبض و جريان خون پمپاژي است. به هر ترتيب، تا زماني كه اين مدل در يك داوطلب انساني به كار گرفته نشود، نمي توان از صحت نتايج آن مطمئن بود. به هر روي، پيشرفت فناوري قلب مصنوعي آنچه را كه زماني محال به نظر مي رسيد، ميسر كرده است. |