Inima artificială totală concepută pentru a imita structura și funcția inimii umane este dezvoltată de compania suedeză Scandinavian Real Heart AB, care a primit o finanțare netă de 2,5 milioane de euro din partea Uniunii Europene. Compania a mai atras alte finanțări în valoare de peste 35,7 milioane euro pentru a testa clinic și preclinic noua generație de inimi artificiale.
Un alt proiect al UE dezvoltă o inimă artificială folosind robotica. Finanțat de programul Pathfinder al EIC, HybridHeart încearcă să creeze mușchi artificiali care imită contracția mușchilor naturali ai inimii.
Bolile cardiovasculare ucid 3,9 milioane de oameni în Europa în fiecare an. Rețeaua Europeană a Inimii estimează că peste 10 milioane de persoane din UE sunt susceptibile de a fi afectate de insuficiență cardiacă.
Inimile artificiale, soluția pentru pacienți
Inima umană bate de 100.000 de ori pe zi. Fiecare bătaie asigură circulația sângelui, oxigenului și nutrienților către toate părțile corpului. Atunci când inima nu mai poate pompa sângele în organism la un nivel suficient pentru a satiface nevoile organismului apare insuficiența cardiacă. Această boală poate fi cauzată de mai mulți factori, inclusiv boli cardiace congenitale sau dobândite. Cum ar fi hipertensiune arterială, boala coronariană, sau o zonă mărită a inimii.
Majoritatea oamenilor diagnosticați cu insuficiență cardiacă sunt forțați să caute suport mecanic pe termen lung pentru circulația sângelui. Deși pompele și inimile artificiale sunt disponibile de aproape 40 de ani, opțiunile oferite în prezent sunt dificile pentru pacienți.
Dispozitivele sunt adesea zgomotoase și necesită ca pacienții să poarte baterii grele, cu fire care trec prin piele pentru a alimenta dispozitivul. Unii chiar folosesc pompe în afara corpului care ajută la circulația sângelui.
Transplantul de inimă – deficit de inimi donate
Cercetătorii speră că o nouă generație de inimi artificiale va îmbunătăți lucrurile. Ina Laura Perkins, coordonatorul proiectului ArtOfHeart finanțat de UE, a declarat pentru Horizon că „viziunea noastră este că oamenii ar trebui să poată trăi o viață complet normală cu o inimă artificială”.
Pentru că insuficiența cardiacă afectează dramatic calitatea vieții. Activitățile normale precum urcarea scărilor, angajarea în treburile casnice sau chiar îmbrăcarea devin dificile. De asemenea, face ca participarea la activități sociale și menținerea unui loc de muncă să fie provocatoare. Odată ce pacienții au ajuns la punctul de insuficiență cardiacă severă, ei sunt adesea imobilizați la pat.
Transplantul poate fi o soluție, dar doar câțiva pacienți selectați sunt adăugați pe listele de așteptare pentru o astfel de operație. La nivel mondial există un deficit sever de inimi donate. O alternativă ar fi inimile artificiale care oferă un colac de salvare pentru mulți.
Inima artificială din zilele noastre poate deteriora sângele. Ina Laura Perkins consideră că „ceea ce cred că împiedică inimile artificiale să-și realizeze întregul potențial sunt complicațiile legate de sânge pe care le suferă pacienții”.
Inima artificială suedeză imită structura inimii umană
Consiliul European de Inovare (EIC) a finanțat programul ArtOfHeart prin care s-au alocat în jur de 38 milioane de euro pentru testarea clinică și preclinică a unei inimi artificiale dezvoltate de compania suedeză Scandinavian Real Heart AB.
Ina Laura Perkins a spus că problema la inima artificială actuală este că fluxul mecanic pe care îl generează poate crea mult stres asupra sângelui, dăunând și deformând celulele. Acest lucru, la rândul său, poate duce la coagulare, tromboză și accident vascular cerebral.
De exemplu, unele inimi artificiale circulă sângele folosind un dispozitiv asemănător elicei, mai degrabă decât o pompă. Acest lucru creează un flux continuu de sânge în loc de puls și provoacă multă forță la marginile lamei.
Compania suedeză pretinde că inima artificială ar fi prima concepută pentru a imita îndeaproape structura inimii umane. Este formată din două pompe care au fiecare câte un atriu, un ventricul și o pereche de supape mecanice. Ideea este că fluxul sanguin mai natural produs în acest mod va reduce complicațiile care pot apărea cu dispozitivele existente.
Scandinavian Real Heart testează în prezent fiabilitatea și impactul dispozitivului său asupra sângelui într-o serie de teste de laborator. De asemenea, compania desfășoară o serie de studii pe ovine. Echipa își propune să înceapă studiile clinice pe aproximativ 10 pacienți în 2024 și să aibă inima artificială pe piață în 2026.
Prima versiune va fi conectată printr-un cablu prin piele la o centură de baterie. Speranța însă este că în viitor această conexiune prin cablu nu va mai fi necesară. Cu o astfel de configurație, pacienții ar purta o vestă sau o centură în jurul pieptului pentru a asigura încărcarea wireless.
„Dispozitivul nostru este foarte eficient din punct de vedere energetic, așa că deschide posibilitatea de a efectua încărcare wireless prin piele”, a declarat Ina Laura Perkins.
Inima artificială de la HybridHeart, disponibilă peste șapte ani
Printr-un alt proiect al UE se dezvoltă o inima artificială cu ajutorul roboticii. Finanțat de programul Pathfinder al EIC, HybridHeart încearcă să creeze mușchi artificiali care imită contracția mușchilor naturali ai inimii.
Inima artificială rezultată poate fi gândită ca un set de baloane complexe, potrivit lui Bas Overvelde, expert în robotică moale la Universitatea de Tehnologie Eindhoven din Olanda și membru al echipei multidisciplinare HybridHeart, citat de Horizon.
Dispozitivul are o cameră internă care deține sângele. Când baloanele sunt umflate, camera internă se contractă și pompează sângele în jurul corpului.
„În loc să avem un mușchi al inimii, ca în inima noastră naturală, avem acești acționatori moi care provoacă contracția inimii”, a spus Bas Overvelde.
Pomparea sângelui în acest fel răspândește forța și stresul în întreaga cameră, la fel ca într-o inimă umană. Acest lucru permite o mișcare mai blândă și ar trebui să reducă stresurile localizate care pot deteriora celulele sanguine.
Proiectul HybridHeart testează inima artificială pe capre și oi. Speranța este de a trece la studiile clinice în aproximativ șapte ani, un pas care va necesita finanțare suplimentară.
Primul transplant de inimă artificială a avut loc în 1982
Primul transplant de inimă artificială a avut loc la Universitatea din Sahlgrenska din Suedia, în anul 1982. Pacientul a primit o inimă artificială temporară numită „Jarvik-7” și a supraviețuit timp de 112 zile cu acest dispozitiv înainte de a beneficia de un transplant de inimă umană. Acest caz a fost considerat un punct de cotitură în istoria inimii artificiale și a arătat că acest tip de tehnologie poate fi utilizat cu succes pentru a ajuta pacienții să supraviețuiască cât timp așteaptă un transplant de inimă umană. De atunci, transplanturile de inimă artificială au devenit mai frecvente și au evoluat. Au devenit mai fiabile și mai avansate, iar tehnologia continuă să se dezvolte pentru a oferi un tratament eficient pacienților cu insuficiență cardiacă severă. Astfel, inima artificială rămâne o soluție viabilă pentru pacienți.
