sobota, 21 kwietnia 2012 18:47

Sztuczne serce w Polsce Wyróżniony

Napisała 
Oceń ten artykuł
(0 głosów)

inżynieria biomedyczna, proteza sercaChoroby układu krążenia stanowią obecnie jeden z najważniejszych społecznych problemów zdrowotnych. Śmiertelność, jaka wiąże się z niewydolnością serca, przewyższa znacznie tą wynikającą z zachorowań na raka czy wypadków komunikacyjnych. Przełomem w leczeniu skrajnych postaci kardiomiopatii oraz choroby niedokrwiennej stał się przeszczep serca. W ciągu ostatnich 40 lat dokonano około 89 000 transplantacji na całym świecie, a postęp w dziedzinie kardiochirurgii przyczynił się do zmniejszania częstości występowania groźnych powikłań pooperacyjnych, w szczególności odrzucenia przeszczepu, dzięki czemu przeżywalność pacjentów w rok po zabiegu sięga 80%. Obecnie głównym ograniczeniem jest liczba dawców. Szacuje się, że spośród pacjentów, dla których jedynym ratunkiem na przeżycie jest przeszczep serca, szansę na operację ma około 20% z nich. Stąd konieczność poszukiwań innych rozwiązań, w szczególności opracowania urządzeń, które zastępowałyby ludzki organ.

Powyższe rozwiązanie było inspiracją dla naukowców już przeszło pół wieku temu (Pierwsze sztuczne serce), natomiast w Polsce od kilku lat realizowany jest narodowy Program Polskie Sztuczne Serce, mający na celu opracowanie rodziny protez serca, które spełniałyby określone wymagania, zarówno pod względem długości pracy jak i właściwości konstrukcyjnych. Liczne aplikacje kliniczne mechanicznego serce dowodzą dużej i rosnącej skuteczności wdrożonego systemu.

Pierwsze sztuczne serce

Prace nad sztucznym organem, które byłoby w stanie przepompować odpowiednią ilość krwi rozpoczął w 1957 roku Willem Kolff, lekarz holenderskiego pochodzenia, pracujący w Cleveland Clinic w USA. W miejsce serca psa wstawił on sterowaną pneumatycznie pompę wykonaną z polichlorku winylu. Zwierzę przeżyło 90 minut. Wieloletnia współpraca lekarza z jego studentem Robertem Jarvik?em oraz chirurgiem weterynaryjnym Donem Olsen?em zaowocowała ulepszeniem urządzenia. W 1977 roku proteza serca wykonana z aluminium i plastiku została opatentowana pod nazwą Jarvik-7, a kilka lat później naukowcy uzyskali pozwolenie na implantację pompy do organizmu człowieka. Wszczepiona wreszcie w 1982 roku i zaopatrzona w zewnętrzny mechanizm napędowy i układ zasilający, utrzymywała pacjenta przy życiu przez 112 dni. Kolejny model serca ? Jarvik 2000, wykonany ze stali i tytanu, to mierząca kilka centymetrów pompa wirowa zasilana niewielką baterią, połączoną z sercem przewodem wyprowadzanym na zewnątrz przez powłokę jamy brzusznej.
Do najistotniejszych problemów związanych ze stosowaniem powyższych urządzeń należało wysokie ryzyko wystąpienia zakrzepów spowodowane np. kontaktem materiału, z jakiego wykonana jest proteza z krwią pacjenta oraz zakażenia wynikające z konieczności zasilania sztucznego organu z źródeł zewnętrznych.

Program Polskie Sztuczne Serce

W Polsce na niewydolność serca choruje blisko milion osób. W przypadku, gdy nie ma szans na poprawę po tymczasowym odciążeniu serca poprzez zastosowanie pomp wspomagających oraz gdy serce pacjenta nie jest w stanie doczekać znalezienia dawcy, idealnym rozwiązaniem staje się pompa implantowana całkowicie wewnętrznie.
Polskie Sztuczne Serce to narodowy program, którego okres realizacji zaplanowano na lata 2007-2012, a więc obecnie wchodzi w etapy końcowe. Przez ten czas wspólne wysiłki naukowców z wielu instytutów naukowo-badawczych oraz ośrodków medycznych skierowane były na stworzenie nie tylko prototypu całkowicie wszczepialnej protezy, ale opracowanie całej rodziny protez, które znajdą zastosowanie w różnych stopniach niewydolności serca.
Podział zaprojektowanych urządzeń oparty na wymaganym przedziale czasowym pracy protezy, rodzaju niewydolności serca oraz dostosowanej strategii leczenia wygląda następująco:

  • pozaustrojowa, pulsacyjna komora wspomagania serca, służąca do krótkoterminowego (kilka tygodni do kilku miesięcy) wspomagania serca stosowana w przypadku ostrej niewydolności serca
  • częściowo wszczepialna, pulsacyjna komora wspomagania serca, bądź pompa wirowa docelowo mające mieć zastosowanie w przewlekłej niewydolności krążenia przez okres kilku miesięcy do kilku lat
  • długookresowa całkowicie implantowalna proteza serca, pracująca przez nieograniczony czas, przeznaczona głownie dla pacjentów z kardiomiopatią, u których nie można przeprowadzić transplantacji serca

W przypadku dwóch pierwszych strategii, tymczasowe komory wspomagania serca to rozwiązanie stosowane w celu odciążenia naturalnego serca chorego, które w tych warunkach ma szanse na regenerację, bądź stanowiące etap poprzedzający transplantację, na którą chory może bezpiecznie poczekać. Zastąpienie serca protezą to ostateczność, gdyż w przypadku jakiejkolwiek awarii urządzenia szanse przeżycia są minimalne.
inżynieria biomedyczna, proteza sercaAby zapewnić przepływ krwi w ciele pacjenta zbliżony do naturalnego projektowane protezy są urządzeniami pulsacyjnymi. Przy częściowym wspomaganiu serca, dopuszczalne jest również stosowanie pomp o przepływie ciągłym, gdyż samo serce pacjenta podtrzymuje pulsacyjny charakter przepływu. Takie miniaturowe pompy mogą być wszczepiane w bliskim sąsiedztwie serca chorego. Wirniki zawieszone w polu magnetycznym są zasilane i sterowane przez powłoki skórne pacjenta.
Zastosowanie zarówno w pełni implantowanego sztucznego serca jak i czasowych protez wymaga bezwzględnego spełnienia przez urządzenie kilku warunków. Przede wszystkim materiał, z jakiego jest wykonane musi być trwały i biokompatybilny.
Poliuretan który zastosowali Amerykanie w 2001 roku, wprowadzając do użytku pierwsze kompletne zasilane bezprzewodowo urządzenie - Abio-Cor produkowane przez firmę Abio-Med, okazał się na tyle trombogenny, że pacjenci musieli przyjmować leki zapobiegające powstawaniu zakrzepów, co i tak nie uchroniło ich przed śmiercią.
Osiągnięciem Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu jest wykorzystywany od kilkunastu lat w praktyce i wyróżniony wieloma nagrodami na wystawach krajowych i zagranicznych System Wspomagania Serca POLCAS. Składa się on między innymi z pozaustrojowej komory wspomagania serca (POLVAD-MEV), będącej pneumatyczną poliuretanową pompą zaopatrzoną w sterownik. Z kolei model implantowalnej protezy serca (POLVAD-IMPL) wykonany jest z tego samego polimeru dodatkowo pokrytego nanowarstwą azotku tytanu.
Prace w ramach Programu Polskie Sztuczne Serce pozwoliły na modernizację istniejących rozwiązań oraz stworzenie nowych, o lepszych właściwościach.

Wymagania dotyczące budowy i konstrukcji

W celu minimalizacji ryzyka wykrzepień opracowano metody wytwarzania biokompatybilnego materiału do produkcji protez, jak również sposoby modyfikacji ich powierzchni. Dla komór wspomagania serca o krótkim czasie działania są to biodegradowalne, atrombogenne powłoki hydrożelowe, a dla wszczepialnych protez - warstwy o wysokiej trwałości na bazie węgla diamentopodobnego, tytanu, azotku tytanu i dwutlenku tytanu. Sam proces nanoszenia może przebiegać w oparciu o różne technologie.
inżynieria biomedyczna, proteza sercaSztuczne serce musi być połączone z układem naczyniowym pacjenta. W tym celu stosuje się poliestrowe protezy naczyniowe, które również wymagały modyfikacji w celu ich uszczelniania.
Kolejnym zadaniem dla inżynierów było zaprojektowanie układu dla bezprzewodowej transmisji energii i danych do protezy serca. Nowe sterowniki charakteryzują się większym bezpieczeństwem oraz mniejszą wagą i rozmiarami, co przekłada się na mobilność całego, kompletnego urządzenia, a więc większą wygodę pacjenta. Dzięki ulepszonemu systemowi zdalnego sterowania możliwy jest pomiar i nadzorowanie dużej liczby parametrów biologicznych w protezach w sposób ciągły, a przekroczenie pewnych zdefiniowanych wartości sygnalizowane jest alarmem.

Polskie sztuczne serce w praktyce klinicznej

W trakcie realizacji projektu u kilkudziesięciu pacjentów zastosowano system wspomagania serca POLCAS, przede wszystkim jako pomost przed transplantacją serca. Dzięki wprowadzanym modyfikacjom możliwe było między innymi wydłużenie okresu wspomagania serca, zakończone pozytywnym wynikiem ? przeszczepem lub regeneracją. Z kolei 4 chorym wszczepiono pompy Heart Ware (pompy wirowe III generacji), co przyczyniło się do poprawy ich stanu i rozszerzenia możliwości dalszego leczenia.
Odrębnym wyzwaniem jest opracowanie protez serca przeznaczonych dla dzieci. Taka pediatryczna komora wspomagania serca musi różnić się między innymi wymiarami, grubością kaniul łączących pompę z układem krwionośnym oraz możliwością dostosowania wydajności pompy wspomagającej rosnące serce do aktualnych potrzeb. Implantowane protezy serca jako alternatywa dla przeszczepu mają umożliwić choremu nie tylko przeżycie, ale prowadzenia normalnego, aktywnego życia.

Literatura

[1]. Ramakrishna H., Pajaro Octavio E., Heart transplantation in the era of continuous flow ventricular assist devices and the total artificial heart: Will new technologies surpass the gold standard, Annals of Cardic Anaesthesia, Vol 14:3, Sep-Dec-2011

[2]. http://www.silaserca.pl/polskie_sztuczne_serce.html (03/25/20012)

[3]. http://frk.pl/index.php?IdLang=0&IdKat=1092661694&IdStr=1093431685 (03/25/20012)

[4}. http://www.pwpss.pl/ (03/25/20012)

[5}. http://www.achievement.org/autodoc/page/kol0bio-1 (03/25/20012)

[6]. El Fray M., Czugala M., Polish artificial heart program, WIREs Nanomed Nanobiotechnol 2011. doi: 10.1002/wnan.175







Czytany 12877 razy Ostatnio zmieniany niedziela, 22 kwietnia 2012 11:41

12 komentarzy

  • Link do komentarza Kadncinala niedziela, 03 września 2017 07:37 napisane przez Kadncinala

    credit card debt consolidation - https://loansbadxnycredit.org/
    best personal loans bad credit [url=https://loansbadxnycredit.org/]bad credit loans[/url] ’

  • Link do komentarza Merle niedziela, 26 lutego 2017 09:48 napisane przez Merle

    Because the admin of this web site is working, no question very quickly it will be well-known, due to its
    quality contents.

  • Link do komentarza Smithg244 środa, 22 lutego 2017 22:32 napisane przez Smithg244

    Hey very nice website!! Man .. Beautiful .. Amazing .. I'll bookmark your website and take the feeds alsoI'm happy to find numerous useful information here in the post, we need work out more techniques in this regard, thanks for sharing. . . . . . fbakggcddeafeged

  • Link do komentarza Smithc954 środa, 22 lutego 2017 11:20 napisane przez Smithc954

    It's actually a great and helpful piece of information. I am glad that you just shared this useful information with us. Please stay us up to date like this. Thank you for sharing. kkbddgfceebeddck

  • Link do komentarza Smitha781 środa, 22 lutego 2017 11:20 napisane przez Smitha781

    I am not sure where you are getting your info, but great topic. I needs to spend some time learning much more or understanding more. Thanks for fantastic information I was looking for this info for my mission. bgbafbcgegkafdgb

  • Link do komentarza Smithf468 środa, 22 lutego 2017 11:19 napisane przez Smithf468

    I appreciate, cause I found just what I was looking for. You have ended my 4 day long hunt! God Bless you man. Have a nice day. Bye fdffdebececbkdee

  • Link do komentarza Smithe578 środa, 22 lutego 2017 03:30 napisane przez Smithe578

    I am really enjoying the themedesign of your blog. Do you ever run into any browser compatibility problems? A handful of my blog readers have complained about my website not operating correctly in Explorer but looks great in Chrome. Do you have any advice to help fix this issue? efdefegcdbeacdef

  • Link do komentarza Smithd47 środa, 22 lutego 2017 03:29 napisane przez Smithd47

    Vigamox Without A Script in Columbus dbfgdegcgkgfedae

  • Link do komentarza Smithk818 środa, 22 lutego 2017 03:28 napisane przez Smithk818

    Hi there! Someone in my Myspace group shared this site with us so I came to give it a appear. Im definitely loving the details. Im bookmarking and will likely be tweeting this to my followers! Outstanding blog and great style and style. defdcceeeeaedebb

  • Link do komentarza Ruby wtorek, 21 lutego 2017 10:16 napisane przez Ruby

    Fastidious answer back in return of this difficulty with real arguments and
    describing everything about that.

  • Link do komentarza Tyg niedziela, 06 marca 2016 16:52 napisane przez Tyg

    Oby więcej takich polskich projektów :)

  • Link do komentarza Winona piątek, 18 grudnia 2015 12:53 napisane przez Winona

    The quality of metallic storage buildings is a very important
    a part of the creation and building of a majority of these
    buildings because of what they are meant for and the type of use they are going to expertise.

Skomentuj

Upewnij się, że pola oznaczone wymagane gwiazdką (*) zostały wypełnione. Kod HTML nie jest dozwolony.

Najczęściej wyświetlane artykuły

  • Tomografia multimodalna - CT/PET, CT/MR, SPECT/CT - Zasada działania i zastosowania
    Począwszy od momentu skonstruowania pierwszego tomografu komputerowego przez Hounsfielda w 1968 roku rozwój tomograficznych technik obrazowania ciała ludzkiego polegał przede wszystkim na poprawie jakości uzyskiwanych danych obrazowych oraz zmniejszeniu czasu trwania badania. Z czasem pojawiły się nowe techniki, takie jak…
    w Sprzęt medyczny Czytaj dalej...
  • Portal Inżynieria Biomedyczna
    Portal Inżynieria Biomedyczna powstał dla miłośników dziedziny nauki jaką jest inżynieria biomedyczna. Znajdziesz u Nas wiele artykułów branżowych, nowości ze świata inżynierii biomedycznej, oferty pracy w Polsce i zagranicą, płatne praktyki dla studentów studiujących inżynierię biomedyczna. Redaktorzy Możliwości Kariera Zostań…
    w Inne
  • Implanty w leczeniu schorzeń kręgosłupa
    Kręgosłup, ze względu na funkcje jakie pełni w organizmie, jest niezbędnym narządem do prawidłowego funkcjonowania człowieka. Pomimo iż jest dobrze chroniony przez tkankę mięśniową jak i tłuszczową, często dochodzi do uszkodzenia (zarówno poprzez czynniki naturalne jak i losowe zdarzenia). Przywrócenie…
    w Biomateriały Czytaj dalej...
  • Inżynier biomedyczny - możliwości zatrudnienia
    Czy zastanawiałeś się kiedyś gdzie możesz pracować jako inżynier biomedyczny? Jakie możliwości zatrudnienia są w Polsce po kierunku inżynieria biomedyczna? Czy istnieje rynek pracy dla inżynierów biomedycznych i czy nie będziesz musiał wyjechać za granicę? W tym artykule częściowo spróbujemy…
    w Aktualności Czytaj dalej...
  • Tomografia Komputerowa - zasada działania
    Tomografia komputerowa (ang. Computed Tomography ? CT) jest systemem pośredniego obrazowania ? dokonywana jest rekonstrukcja obrazu na drodze obliczeń matematycznych. Badanie to pozwala na uzyskanie obrazów przestrzennych (wizualizacja narządów 3D) i przekroju badanego obiektu dzięki wykorzystaniu promieniowania rentgenowskiego. Tomografia komputerowa…
    w Sprzęt medyczny Czytaj dalej...

Top


Copyright © 2017 Portal Inżynieria Biomedyczna | Dobry start w inżynierii biomedycznej. Wszelkie prawa zastrzeżone.
Portal Inżynieria Biomedyczna