Cho đến nay, giải pháp duy nhất cho các bệnh nhân bị suy tim quá nặng là được thay tim. Phẫu thuật thay tim bao gồm lấy đi trái tim của người bệnh và thay vào đó là một trái tim khỏe mạnh của người cho, còn thay tim nhân tạo bao gồm lấy đi trái tim của người bệnh và thay vào đó là một trái tim nhân tạo chạy bằng điện ắc quy.
Thay tim - thách thức mới của y học
Việc chế tạo trái tim nhân tạo thay thế cho trái tim sinh học của con người vẫn
Tại Nga vào năm 1937, V.P Demichov đã tiến hành ghép tim nhân tạo đầu tiên trên chó. Một trái tim nhân tạo kiểu mô-tơ quay tròn được ghép vào trong lồng ngực với một thân dẫn truyền chuyển động được đưa qua xương ức. Vào năm 1957, Tet Akutsu và Willem Kolff bắt đầu triển khai nghiên cứu ghép tim nhân tạo tại Cleveland Clinic, Hoa Kỳ.
Vào năm 1958, Domingo Liotta bắt đầu nghiên cứu thay tim nhân tạo tại Lyon, Cộng hòa Pháp và vào năm 1959-1960, tại Trường đại học quốc gia Cordoba, Argentina. Tác giả trình bày công trình nghiên cứu của mình tại Hội nghị cấy ghép nội tạng nhân tạo Hoa Kỳ được tổ chức tại thành phố Atlantic vào tháng 3/1961. Tại cuộc hội thảo này, BS. Liotta đã mô tả việc ghép tim nhân tạo theo phương thẳng đứng theo 3 cách ở trong màng ngoài tim trên chó, mỗi kiểu ghép tim nhân tạo lại sử dụng một nguồn năng lượng bên ngoài khác nhau: cấy một mô-tơ điện, cấy một máy bơm xoay với nguồn điện từ bên ngoài và cấy máy bơm khí.
Trái tim nhân tạo có bằng sáng chế đầu tiên được phát minh bởi Paul Winchell vào năm 1963 tại Trường đại học Tổng hợp Utah, nơi Robert Jarvik sử dụng mô hình Jarvik-7 cải tiến, nhưng những bệnh nhân của ông ta đều bị tử vong sau một thời gian ngắn. Bệnh nhân thành công đầu tiên của trái tim nhân tạo Jarvik-7 là một nha sĩ về hưu, 61 tuổi. Bệnh nhân đã sống sót 112 ngày sau khi được ghép trái tim nhân tạo tại Trường đại học Utah vào ngày 2/12/1982. Một trong những cải tiến của Jarvik-7 là lớp lót bên trong có chất liệu thô ráp của trái tim nhân tạo được phát minh ra bởi David Gernes. Lớp lót này giúp hình thành các cục máu đông và bọc ở bên trong tim nhân tạo đã giúp cho dòng máu chảy một cách tự nhiên hơn.
Sau khi khoảng 90 bệnh nhân được ghép trái tim nhân tạo Jarvik-7, thì việc ghép tim nhân tạo chính thức bị cấm sử dụng lâu dài cho các bệnh nhân bị suy tim, vì hầu hết các bệnh nhân sau khi được ghép tim đã không sống sót quá 6 tháng. Tuy nhiên, dụng cụ này được sử dụng tạm thời cho một số bệnh nhân có chỉ định ghép tim nhưng chưa thể tìm được trái tim tự nhiên ngay tức thì nhưng cần một trái tim hoạt động có hiệu quả ngay.
Tim nhân tạo hoạt động như thế nào?
Hiroaki Harasaki ở Cleveland Clinic đã phát minh ra hai cải tiến quan trọng cho trái tim nhân tạo và là nền tảng cho việc chế tạo ra các cơ quan nhân tạo trong tương lai. Hai phát minh có bằng sáng chế đã giải quyết các khó khăn cơ bản cho bất cứ việc cấy ghép một cơ quan nhân tạo hoàn toàn nào và các khó khăn về vật liệu. Trước hết đó là bề mặt vật liệu không tạo thành cục máu đông đã làm giảm đáng kể nguy cơ thải trừ mảnh ghép của hệ thống miễn dịch của cơ thể. Phát minh thứ hai, đòi hòi sự cộng tác của rất nhiều ngành khoa học đó là nguồn năng lượng có thể cấy vào trong cơ thể được mà không gây ra những tổn thương nhiệt cho tổ chức.
Trái tim nhân tạo tạm thời Cardio West được phát triển từ Jarvik-7 bởi các nhà nghiên cứu của Trường đại học Tổng hợp Arixona và được chấp thuận sử dụng trong lâm sàng vào năm 2004. Đây là trái tim nhân tạo đầu tiên được Hiệp hội Thuốc và Thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận cấy ghép cho con người. Trái tim nhân tạo tạm thời chỉ được sử dụng cho các bệnh nhân bị suy tim giai đoạn cuối như là một cách thức để làm cải thiện thời gian sống của người bệnh trong khi họ chờ để được thay tim sinh học của người cho. Trong các nghiên cứu lâm sàng chủ chốt, những bệnh nhân này được cấy ghép thành công trong 79% các lần. Tỷ lệ sống còn sau 1 năm và sau 5 năm sau khi cấy ghép tim trong số các bệnh nhân này là 86% và 64%. Cấy ghép trái tim nhân tạo tạm thời lâu nhất là 620 ngày.
Vào ngày 2/7/2001, Robert Tools được ghép tim nhân tạo AbioCor được sản xuất ra bởi Công ty AbioMed. Đây là trái tim nhân tạo hoàn toàn đầu tiên được cấy ghép. Cuộc phẫu thuật được tiến hành bởi các bác sĩ ở Trường đại học Tổng hợp Louisville ở Bệnh viện Jewish, Louisville, Kentucky. Vào ngày 6/9/2006, trái tim nhân tạo AbioCor trở thành trái tim nhân tạo toàn bộ đầu tiên được Hiệp hội Thuốc và Thực phẩm Hoa Kỳ chấp thuận cấy ghép cho các bệnh nhân bị suy tim giai đoạn cuối nhưng không phù hợp với thay tim do tuổi tác hay các bệnh lý trầm trọng khác phối hợp và không thể sống sót kéo dài hơn 1 tháng nếu không được thay tim. Trong các nghiên cứu lâm sàng, trái tim nhân tạo này cho thấy kéo dài cuộc sống và cải thiện chất lượng sống cho các bệnh nhân bị suy tim giai đoạn cuối.
Các bệnh nhân được ghép tim nhân tạo AbioCor sẽ vẫn có các tâm nhĩ của mình và vẫn đập cùng một lúc, nhưng trái tim nhân tạo sẽ thay thế cho hai tâm thất thì luân phiên bơm máu ra khỏi từng tâm thất một. Do vậy trái tim nhân tạo sẽ lần lượt bơm máu lên phổi và sau đó vào động mạch chủ, thay vì cả hai cùng một lúc như ở trái tim tự nhiên. Trái tim nhân tạo AbioCor có thể bơm hơn 10 lít máu/phút, lượng máu này đủ cho cơ thể hoạt động một cách bình thường.
Trái tim nhân tạo AbioCor là một phát minh của Công ty AbioMed. Đây là một thiết bị y tế rất tinh vi và phức tạp, nhưng cơ chế hoạt động cốt lõi là một bơm thủy lực đưa dịch qua lại như con thoi từ bên này sang bên kia.
Trái tim nhân tạo AbioCor được chế tạo bằng titanium và chất dẻo, được nối với 4 vị trí: tâm nhĩ phải, tâm nhĩ trái, động mạch chủ và động mạch phổi. Toàn bộ hệ thống nặng khoảng 0,9 kg.
Phẫu thuật cấy ghép tim nhân tạo AbioCor là một thủ thuật cực kỳ phức tạp đòi hỏi các phẫu thuật viên cắt bỏ 2 tâm thất của trái tim người bệnh, sau đó cấy ghép trái tim nhân tạo vào thay thế cho 2 tâm thất đã được cắt đi. Thủ thuật đòi hỏi hàng trăm mũi khâu để ghép trái tim nhân tạo với các phần còn lại của trái tim người bệnh. Trong quá trình làm thủ thuật, người bệnh được nuôi dưỡng bởi một máy tim phổi nhân tạo. Do tính chất phức tạp của thủ thuật nên kíp phẫu thuật rất đông nhân viên y tế tham gia bao gồm 2 phẫu thuật viên chính, 14 điều dưỡng viên, các bác sĩ gây mê hồi sức và những người hỗ trợ khác.
Vào tháng 8/2006, một trái tim nhân tạo Berlin Heart được cấy ghép cho một cô bé 15 tuổi tại Bệnh viện nhi Stolley ở Edmonton, Alberta, Canada. Đầu tiên, các bác sĩ dự định là cấy ghép tim nhân tạo tạm thời đến khi tìm được trái tim sinh học của người cho. Nhưng điều kỳ diệu đã xảy ra, trái tim nhân tạo Berlin Heart đã giúp cho quá trình hồi phục tự nhiên xuất hiện và trái tim của cô bé đã tự phục hồi dần. Sau 146 ngày, trái tim nhân tạo Berlin Heart được lấy đi và trái tim của cô gái đã có thể tự hoạt động một cách bình thường trở lại.
Ngày 16/4/2007, một loại trái tim nhân tạo mới được phát minh bởi Trường đại học công nghệ Queensland là tiền đề cho một cuộc cách mạng công nghệ trong thiết kế trái tim nhân tạo trong tương lai. Sự cải cách trong thiết kế dựa trên mô hình bơm ly tâm 2 đường ra để đảm bảo dòng máu chảy xuôi dòng qua 2 buồng tim lên động mạch phổi và ra động mạch chủ tương tự như trái tim tự nhiên của con người. Công nghệ bơm 2 buồng tim hiện nay rất kềnh càng vì nó đòi hỏi phải cấy 2 máy bơm hoạt động độc lập với nhau. Vấn đề là với 2 bơm đòi hỏi sự điều khiển khác nhau và có thể có nguy cơ dẫn đến việc dòng máu chảy không đều. Khái niệm bơm xuôi dòng (counter-flow pump) là 2 sức đẩy về phía trước độc lập với nhau với mô hình của 2 bơm để làm tăng sự hoạt động của tâm thất phải và tâm thất trái nhưng về cơ bản chỉ là một. Việc sử dụng các lực đẩy khác nhau giúp cho máu có thể chảy trong hệ thống có áp lực cao hơn như đòi hỏi ở bên buồng tim bên trái và áp lực thấp hơn như yêu cầu của bên buồng tim bên phải.
Việc thiếu những trái tim sinh học của người cho và tỷ lệ mắc bệnh lý tim mạch ngày càng cao đã thúc đẩy các nhà khoa học phải phát triển những công nghệ mới để thay tim cho người bệnh. Với sự hiểu biết nhiều hơn về trái tim và những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ làm các cơ quan nhân tạo, khoa học vi tính, điện tử, kỹ thuật làm ắc-quy và các tế bào cung cấp nhiên liệu, trái tim nhân tạo trên thực tế có thể trở thành hiện thực vào thế kỷ 21 này.
Đăng ký nhận feed của phản hồi này
- 29/07/2010 09:34 - Viêm phế quản mạn có thể là nguyên nhân gây ngáy
- 27/07/2010 10:42 - Thuốc kháng HIV abacavir tăng nguy cơ nhồi máu cơ tim
- 27/07/2010 10:36 - Văn phòng - Nơi tiềm ẩn những nguy cơ đối với sức khỏe
- 27/07/2010 10:31 - Dự đoán dịch tả bằng vệ tinh
- 27/07/2010 10:27 - Bệnh dị ứng ảnh hưởng xấu đến cảm xúc
- 21/04/2010 10:36 - Cặp nhiệt độ mới lý tưởng cho trẻ
- 21/04/2010 10:35 - Cách tiêm insulin giảm phiền phức cho người đái tháo đường
- 21/04/2010 10:33 - Thợ làm đầu có nguy cơ cao mắc ung thư
- 21/04/2010 10:27 - Bệnh do prion: bí hiểm và đáng sợ hơn cả AIDS
- 21/04/2010 10:25 - Thiếu ngủ dễ bị mắc bệnh tiểu đường
