Serce wielkości pomarańczy

Polskie sztuczne serce — na razie — istnieje jako komory zewnętrzne. Prezentuje je Roman Kustosz z Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu. foto: Józef Wolny

Uczeni z Zabrza jako pierwsi na świecie są o krok od zbudowania sztucznego serca produkowanego seryjnie.

Wiek i płeć nie mają znaczenia. Przeszczep serca może być potrzebny każdemu z nas. Dawców jest zawsze za mało i wydaje się, że tylko budowa sztucznego serca rozwiąże problem.

Zbudować sztuczne serce nie jest prosto. Wielkość organu musi być porównywalna z wielkością serca prawdziwego, bo tylko wtedy daje niezależność i pełną mobilność osobom po przeszczepie. Nie może też być zbyt ciężki ani potrzebować dużej ilości energii do zasilania. W końcu musi być bezawaryjny, a żywy organizm musi go „zaakceptować”. Prace nad sztucznym sercem trwają w kilku ośrodkach na całym świecie. Jednym z bardziej znaczących jest ośrodek, który prowadzi Funda-cja Rozwoju Kardiochirurgii z Zabrza.

Komu potrzebne?

Przeszczep serca niezbędny jest w przypadku całkowitej jego niewydolności.

Nie jest jednak tak, że problem ten dotyczy jedynie osób starszych czy cierpiących na schorzenia serca od wielu lat. Bardzo często przyczyną dużych kłopotów są powikłania po zapaleniu płuc, grypie lub anginie. Wiek, płeć, miejsce zamieszkania czy wykształcenie nie grają żadnej roli. Na nieodwracalną niewydolność serca na pewno może jednak mieć wpływ niewłaściwy tryb życia czy odżywiania. Każdy jest więc podobnie narażony, a wtedy jedynym ratunkiem pozostaje transplantacja. Bijące serce pobierane jest od dawcy (najczęściej ofiary wypadku), u którego stwierdzono śmierć mózgową. „Żywych” serc nie wystarczy jednak dla wszystkich potrzebujących. Pojawia się wiele problemów. By serce mogło być przeszczepione, trzeba spełnić cały szereg rygorystycznych wymogów medycznych. Na to nakładają się problemy natury pozanaukowej. Wielu ludzi nie chce, by serce osoby dla nich bliskiej „żyło w innym ciele”. By to zmienić, a także uczulić osoby problemowi transplantacji obojętne, prowadzi się kampanie społeczne. Zdarza się też, że członkowie niektórych związków wyznaniowych nie godzą się na to, by pobierać czy przeszczepiać im organy. Nawet jednak gdyby tych wszystkich problemów nie było, „żywe serca” byłyby i tak towarem deficytowym. Dlatego też od jakiegoś już czasu szuka się alternatywnych rozwiązań.

Sztuczne lepsze

Obecnie dzięki rozwojowi techniki i wieloletnim pracom w laboratoriach badawczych, naukowcy prowadzą eksperymenty z przeszczepami serca zwierzęcego. W Zabrzu i Katowicach prof. Zbigniew Religa podejmował takie próby z sercem świni. Od tego typu prób coraz częściej się jednak odchodzi. Jest zbyt wiele problemów. Badacze z USA przeprowadzili eksperyment, w którym rozpuścili komórki mięśniowe serca szczura. Pozostał sam szkielet. W miejscu wypłukanych dorosłych komórek mięśniowych uczeni umieścili młode, mające dużą zdolność do namnażania się i różnicowania. Tak „wypełnione” rusztowanie zostało zanurzone w roztworze odżywczym, a po czterech dniach takiej kąpieli nowe komórki na starym rusztowaniu zaczęły się kurczyć. Po kolejnych kilku dniach serce zaczęło pompować krew. To pierwszy przypadek wyhodowania w laboratorium działającego serca. Do tego jednak, by produkować takie organy dla ludzi, jest jeszcze bardzo daleka droga. Na razie jedynym sposobem leczenia całkowitej niewydolności serca jest przeszczep od drugiego człowieka. — Niestety, tylko co 10. pacjent ma szansę na przeszczep. Pozostali muszą umrzeć. Jedynym wyjściem może być jak najszybsze wdrożenie do praktyki klinicznej w pełni implantowalnego sztucznego serca — twierdzi prof. Zbigniew Religa, założyciel Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu.

Dążąc do ideału ...

Zespół kilkunastu naukowców — fizyków, elektroników, informatyków, lekarzy i techników, pracuje nad stworzeniem mechanicznego zastępczego serca, które mogłoby być produkowane seryjnie. Jego wprowadzenie pozwoliłoby uniknąć kłopotów, jakie wiążą się z przeszczepami zamienników biologicznych. Gdyby w Zabrzu to się udało, możliwe byłoby zaopatrzenie w nowe serce każdego potrzebującego. Prace trwają. W pełni wszczepialna pompa wspomagająca serce, zgodnie z planem powinna pojawić się do końca 2011 roku.

Stworzono już protezy, które pozwalają na krótko zabezpieczyć pacjentów. Polskie sztuczne serce istnieje więc, jak dotąd, w formie zewnętrznych komór serca, przejmujących pracę chorego organu, i już ratuje życie wielu chorym oczekującym na dawcę.

— Niedawno ratowaliśmy młodego kulturystę, u którego doszło do zmian komórkowych w mięśniu sercowym w wyniku stosowania preparatów sterydowych. Dzięki zastosowaniu naszych komór serce 19-letniego chłopaka mogło odpocząć i być poddane leczeniu farmakologicznemu. Po pięciu miesiącach wyzdrowiał i wtedy sztuczne komory mogliśmy wyszczepić. Gdyby nie nasze urządzenia, nie wiadomo, jakby się to dla niego skończyło — opowiada Roman Kustosz, z Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu. Takich przypadków jest bardzo dużo. I choć komory zewnętrzne sprawdzają się bardzo dobrze, prace prowadzone są dalej. Chodzi o to, by całe sztuczne serce zmieściło się... w klatce piersiowej chorego. Całkowicie wszczepione sztuczne serce byłoby szczytowym osiągnięciem polskiej nauki na najwyższym, światowym poziomie technologicznym. Stworzony jest już jego prototyp. To urządzenie wielkości pomarańczy, zasilane mikroskopijnym akumulatorkiem, doładowywanym indukcyjnie przez skórę (bezprzewodowo) z zasilacza wielkości telefonu komórkowego noszonego przy pasku. Zbudowane jest z tworzywa sztucznego zwanego poliuretanem i tytanu. Waży około 600 gramów. Jego seryjna produkcja wymaga spełnienia wielu formalności. Należy m.in. opracować i wykonać linię technologiczną, wyprodukować partię informacyjną, czy wykonać badania kontrolne według wymogów i standardów Unii Europejskiej.

Światowa renoma

Osiągnięcia zabrzańskiej fundacji doceniane są na całym świecie. Dzięki niej Polska jest jednym z czterech przodujących krajów na świecie, pracujących nad nowoczesnymi konstrukcjami zmierzającymi do ciągłego wspomagania serca. Podobne badania wykonuje się jedynie w Stanach Zjednoczonych, Niemczech i Japonii. Polskimi protezami zainteresowane są Meksyk, Argentyna, Ukraina, a nawet Rosja. Włosi dopiero rozpoczynają badania w tym zakresie i chętnie korzystają z długoletnich doświadczeń zabrzańskiego ośrodka. — Nasze sztuczne serce może bić nie tylko w Polsce, przecież mógłby to być również prestiżowy towar eksportowy, ratujący życie mieszkańcom krajów, których nie stać na zakup serc amerykańskich czy niemieckich — mówi Roman Kustosz.

Do osiągnięcia celu, czyli wprowadzenia seryjnej produkcji w pełni implantowalnego sztucznego serca, które pracowałoby permanentnie, potrzebne są pieniądze. Projekt kosztuje około 35 mln złotych. Część finansowana jest z budżetu państwa. Reszta wpływów to darowizny od osób prywatnych i instytucji, sponsorów, dochody z koncertów, festynów, imprez sportowych czy działalności publicystycznej i gospodarczej. Gdy polskie sztuczne serce już zabije, bez wątpienia będzie symbolem rozwoju polskiej nauki.

opr. mg/mg