Como funcionam os corações artificiais

O AbioCor foi o primeiro coração artificial a ser usado em quase duas décadas. Veja mais fotos da medicina moderna. Foto cedida pela Abiomed p Seu coração é o motor dentro de seu corpo que mantém tudo funcionando. Basicamente, o coração é uma bomba muscular que mantém o oxigênio e a circulação sanguínea nos pulmões e no corpo. Em um dia, seu coração bate cerca de 2, 000 galões de sangue. Como qualquer motor, se o coração não for bem cuidado, ele pode quebrar e bombear com menos eficiência, uma condição chamada insuficiência cardíaca.

p Por muito tempo, a única opção para muitos pacientes com insuficiência cardíaca grave era um transplante de coração. Contudo, há apenas um pouco mais de 2, 000 transplantes de coração realizados nos Estados Unidos anualmente, o que significa que dezenas de milhares de pessoas morrem esperando por um coração de um doador. Em 2 de julho, 2001, pacientes com insuficiência cardíaca receberam uma nova esperança como cirurgiões no Jewish Hospital em Louisville, Kentucky, realizou o primeiro transplante de coração artificial em quase duas décadas. o AbioCor Coração de Substituição Implantável foi o primeiro coração artificial completamente autônomo e espera-se que pelo menos duplique a expectativa de vida de pacientes cardíacos.

p Neste artigo, você terá uma visão aprofundada de como funciona este coração artificial, como é implantado no peito de um paciente e quem pode ser um candidato a receber um desses corações mecânicos. Também compararemos o coração AbioCor aos corações artificiais que falharam no passado.

Conteúdo

Um Coração Hidráulico
A cirurgia de sete horas
O mais doente dos doentes

Um Coração Hidráulico

Câmaras de um coração natural p O coração humano adulto médio bombeia sangue a uma taxa de 60 a 100 batidas por minuto . Se você leu Como funciona o seu coração, então você sabe que o coração se contrai em duas fases:

Na primeira fase, a direita e esquerda átrios contrato ao mesmo tempo, bombear sangue para os ventrículos direito e esquerdo.
Na segunda fase, a ventrículos contraiam-se para impulsionar o sangue para fora do coração.

p O músculo cardíaco então relaxa antes do próximo batimento cardíaco. Isso permite que o sangue volte a encher o coração.

p Pacientes com um coração AbioCor implantado ainda têm átrios que batem ao mesmo tempo, mas o coração artificial, que substitui ambos os ventrículos, só pode forçar o sangue a sair um ventrículo de cada vez . Então, alternadamente, envia sangue para os pulmões e depois para o corpo, em vez de ambos ao mesmo tempo, como faz um coração natural. O AbioCor pode bombear mais do que 10 litros por minuto , o que é suficiente para as atividades cotidianas.

Diagrama do coração AbioCor Fonte:AbioCor p o AbioCor , desenvolvido pela Abiomed, é um dispositivo médico muito sofisticado, mas o mecanismo central do dispositivo é a bomba hidráulica que transporta o fluido hidráulico de um lado para o outro. Para entender como funciona, vamos dar uma olhada nos vários componentes do sistema:

Bomba hidráulica - A ideia básica com este dispositivo é semelhante às bombas hidráulicas usadas em equipamentos pesados. A força que é aplicada em um ponto é transmitida para outro ponto usando um fluido incompressível. Uma engrenagem dentro da bomba gira em 10, 000 rotações por minuto (rpm) para criar pressão.
Válvula portante - Esta válvula abre e fecha para permitir que o fluido hidráulico flua de um lado do coração artificial para o outro. Quando o fluido se move para a direita, o sangue é bombeado para os pulmões por meio de um ventrículo artificial. Quando o fluido se move para a esquerda, o sangue é bombeado para o resto do corpo.
Sistema de transferência de energia sem fio - Também chamado de Transferência de energia transcutânea (TET), este sistema consiste em duas bobinas, um interno e um externo, que transmitem energia por meio da força magnética de uma bateria externa através da pele sem perfurar a superfície. A bobina interna recebe a energia e a envia para a bateria interna e para o dispositivo controlador.
Bateria interna - Uma bateria recarregável é implantada dentro do abdômen do paciente. Isso dá ao paciente 30 a 40 minutos para realizar certas atividades, como tomar banho, enquanto desconectado da bateria principal.
Bateria externa - Esta bateria é colocada em um cinto de velcro ao redor da cintura do paciente. Cada bateria recarregável oferece cerca de quatro a cinco horas de energia.
Controlador - Este pequeno dispositivo eletrônico é implantado na parede abdominal do paciente. Ele monitora e controla a velocidade de bombeamento do coração.

p O coração AbioCor, que é composto de titânio e plástico, conecta-se a quatro locais:

Átrio direito
Átrio esquerdo
Aorta
Artéria pulmonar

p Todo o sistema pesa cerca de 2 libras (0,9 kg). Na próxima seção, você aprenderá como os cirurgiões implantaram o coração AbioCor durante uma operação de sete horas.

A cirurgia de sete horas

Cirurgiões implantando o coração AbioCor Foto cedida pela Abiomed p A cirurgia para implante de um coração artificial AbioCor é extremamente delicada. Os cirurgiões não estão apenas cortando e extraindo os ventrículos direito e esquerdo do coração natural, mas também colocam um objeto estranho no peito do paciente. O paciente deve ser colocado, e depois removido de, uma máquina coração-pulmão . A cirurgia requer centenas de pontos , para proteger adequadamente o coração aos ventrículos artificiais. Enxertos conecte o AbioCor às partes restantes do coração natural. Os enxertos são um tipo de tecido sintético usado para conectar o dispositivo artificial ao tecido natural do paciente.

p Devido à complexidade da cirurgia, há muito pessoal médico disponível durante a operação. A cirurgia em 2 de julho, 2001, que foi o primeiro de seu tipo no mundo, incluiu uma equipe de dois cirurgiões líderes, 14 enfermeiras, perfusionistas, anestesiologistas e outras equipes de apoio.

p Aqui está o procedimento, conforme descrito pela University of Louisville cirurgião Robert Dowling :

Os cirurgiões implantam a bobina de transferência de energia no abdômen.
O esterno é aberto e o paciente é colocado em uma máquina de coração-pulmão.
Os cirurgiões removem os ventrículos direito e esquerdo do coração nativo. Eles saem nos átrios direito e esquerdo, a aorta e a artéria pulmonar. Só essa parte da cirurgia leva de duas a três horas.
Os manguitos atriais são costurados nos átrios direito e esquerdo do coração nativo.
Um modelo de plástico é colocado no tórax para determinar o posicionamento e o encaixe adequados do coração no paciente.
Os enxertos são cortados em um comprimento apropriado e costurados na aorta e na artéria pulmonar.
O AbioCor é colocado no peito. Os cirurgiões usam "conexões rápidas" - como pequenos botões de pressão - para conectar o coração à artéria pulmonar, aorta e átrios esquerdo e direito.
Todo o ar do dispositivo é removido.
O paciente é retirado da máquina coração-pulmão.
A equipe cirúrgica garante que o coração está funcionando corretamente.

p Desde este primeiro transplante, mais procedimentos foram feitos.

p Originalmente, Funcionários da Abiomed alertaram contra resultados excessivamente otimistas; as previsões mais otimistas eram de que um paciente poderia viver até seis meses com o coração da AbioCor. O dispositivo é projetado para expectativa de vida dupla para pacientes que tinham apenas cerca de 30 dias de vida antes da operação.

p Robert Tools , o paciente que recebeu o transplante de coração em 2 de julho, 2001, no Jewish Hospital em Louisville, morreu. Dez outros pacientes também morreram, mas os receptores do coração AbioCor viveram em média cinco meses após o transplante.

The Jarvik-7

Em 1982, Dr. William Devries implantou o Jarvik-7 , o primeiro dispositivo projetado para ser um coração substituto completamente permanente. A cirurgia foi feita na Universidade de Utah, e o paciente era Dr. Barney Clark , um dentista de Seattle. Clark viveu por 112 dias no coração antes de sucumbir às complicações causadas pelo dispositivo.

p O Jarvik-7 era um coração movido a ar projetado pelo Dr. Willem Kolff e pelo Dr. Don Olsen. Ao contrário do AbioCor independente, o coração Jarvik-7 exigia vários fios externos, que se projetava do paciente e se conectava a uma grande unidade externa. Esses fios protuberantes levaram a várias infecções em Clark.

p Mais quatro pacientes receberam o Jarvik-7 antes de ser descontinuado devido a complicações, incluindo derrame, falha mecânica e problemas de ajuste anatômico. Desde então, foi aprimorado e renomeado, agora chamado de CardioWest coração . É usado apenas em situações experimentais e como um dispositivo investigativo de ponte para transplante.

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O mais doente dos doentes

Raio-X do dispositivo AbioCor implantado em um paciente Foto cedida pela Abiomed p A Food and Drug Administration (FDA) dos EUA permitiu que a Abiomed realizasse 15 implantes como parte de um ensaio clínico. Doze das 15 cirurgias propostas foram feitas. Essas cirurgias foram realizadas em centros médicos em Houston, Los Angeles, Boston e Filadélfia. O FDA tem revisado os resultados desses transplantes caso a caso para determinar o futuro do dispositivo AbioCor. Se os $ 70, 000 a $ 100, 000 dispositivo foi bem sucedido, o que significa que pode prolongar a vida de um paciente sem complicações, ele poderia ser aprovado para uso em mais centros cardíacos nos Estados Unidos. Na verdade, várias agências de notícias relatam que a Abiomed buscará a aprovação da Food and Drug Administration dos EUA este ano para vender o coração AbioCor. O dispositivo será usado para tratar pacientes com insuficiência cardíaca em estágio terminal sob o que é conhecido como "Isenção de Dispositivo Humanitário".

p Laman Gray disse que os candidatos iniciais para o coração serão os "mais doentes dos enfermos". Funcionários da FDA e da Abiomed estabeleceram alguns parâmetros para quem pode se tornar um dos primeiros destinatários do coração artificial. O paciente deve se enquadrar no seguinte perfil:

Ter insuficiência cardíaca em estágio final
Têm uma expectativa de vida de menos de 30 dias
Não é candidato a transplante de coração natural
Não tem outra opção de tratamento viável

p Outro requisito é que o dispositivo do tamanho de uma toranja deve caber no peito do paciente. Para determinar o ajuste do dispositivo, o paciente deve ser submetido a uma tomografia computadorizada e radiografia de tórax. Então, usando um programa de design auxiliado por computador (CAD), o coração natural é virtualmente removido e o coração AbioCor é colocado virtualmente no peito do paciente. Se o programa de computador mostrar que o dispositivo caberá, os médicos podem prosseguir com a operação para implantar o coração artificial.

p Por quase dois meses após a cirurgia, funcionários do hospital e da AbioMed mantiveram o nome do primeiro destinatário um segredo. Contudo, em 21 de agosto, 2001, foi revelado que Robert Tools , um residente de Kentucky e ex-funcionário da companhia telefônica, era o paciente que fazia história. Embora Tools tenha lutado contra uma infecção e precise de um ventilador após a cirurgia, seus médicos relatam que o coração mecânico continua a funcionar sem problemas.

Paciente Robert Tools com Dr. Laman Gray (esquerda) e Dr. Robert Dowling (direita) Foto cedida pelo Jewish Hospital p Aqui está o que se sabia sobre ferramentas antes de sua cirurgia:

Ele sofria de insuficiência cardíaca classe IV.
Ele tinha grave insuficiência bi-ventricular.
Ele foi rejeitado por um centro de transplante de coração.
Ele havia se submetido a uma cirurgia de ponte de safena anterior.
Ele teve vários ataques cardíacos.
Ele tinha diabetes.

p Atualmente, há entre 2 milhões e 3 milhões de americanos vivendo com insuficiência cardíaca, e 400, 000 novos casos são diagnosticados anualmente. Causas de insuficiência cardíaca 39, 000 mortes por ano , de acordo com o National Heart, Pulmão, e Blood Institute (NHLBI). A maioria das pessoas com diagnóstico de insuficiência cardíaca pode esperar viver cerca de cinco anos, e geralmente precisam de um transplante de coração para estender sua vida.

p Só nos Estados Unidos, 2, 143 transplantes de coração foram realizados em 2003. No entanto, milhares de receptores em potencial morrem anualmente enquanto esperam por um transplante de coração. Os médicos ainda incentivam o público a se tornar doador de órgãos, mas o AbioCor pode salvar muitos daqueles que não têm a opção de um transplante natural ou de esperar por um coração disponível.

p Para mais informações sobre o AbioCor e assuntos relacionados, confira os links na próxima página.