23918-30029-1-PB

PRACA POGLĄDOWA — PRZEDRUK

Folia Cardiologica Excerpta2007, tom 2, nr 2, 54–64

Copyright © 2007 Via MedicaISSN 1896–2475

54 www.fce.viamedica.pl

Adres do korespondencji: Lek. Agata BieleckaKlinika Kardiologii I Katedry Kardiologii i Kardiochirurgii UMul. Sterlinga 1/3, 91–425 Łódźtel./faks: (0 42) 636 44 71e-mail: [email protected]

Urządzenia wspomagające pracę komór:leczenie pomostowe do momentu uzyskaniaponownej wydolności komory lub do czasu

przeszczepu oraz leczenie docelowe

Agata Bielecka

Klinika Kardiologii I Katedry Kardiologii i Kardiochirurgii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi

Przedrukowano za zgodą z: Cardiology Journal 2007; 14: 14–23

StreszczenieMimo postępów w zakresie farmakoterapii dotyczących skutecznej blokady neurohumoralneju chorych z niewydolnością serca, ciągle zwiększa się liczba chorych z nasilonymi objawami,a chorobowość związana z niewydolnością serca i wskaźniki śmiertelności są nadal wysokie.Obecnie najskuteczniejszą metodą leczenia krańcowej niewydolności serca jest przeszczepienieserca. Jednak znacznym jej ograniczeniem jest brak organów do transplantacji. Z tego powodurośnie znaczenie urządzeń, które mogą skutecznie podtrzymać funkcję układu krążeniau ciężko chorych pacjentów z niewydolnością serca. Ich zastosowanie może stanowić leczeniepomostowe zanim będzie możliwa transplantacja serca. W badaniu REMATCH wykazano, żeurządzenia mogą też spełniać rolę leczenia docelowego u chorych niekwalifikujących się doprzeszczepu. Najnowsze badania wskazują, że urządzenia do wspomagania lewej komorymogą też służyć jako pomost do wyleczenia. Oprócz produktów firm zagranicznych dostępnyjest także polski system (PCAS) przygotowywany obecnie do wprowadzenia na rynek między-narodowy. (Folia Cardiologica Excerpta 2007; 2: 54–64)Słowa kluczowe: niewydolność serca, urządzenia do wspomagania komór,przeszczepienie serca

Wstęp

Niewydolność serca uznaje się obecnie w kra-jach uprzemysłowionych za najczęstszą chorobęo złośliwym przebiegu, ponieważ rokowanie w za-awansowanym stadium tego schorzenia jest gorszeniż w większości nowotworów [1]. Osiągnięto po-

stęp w zakresie farmakoterapii pacjentów wewszystkich stadiach niewydolności skurczowej,w tym również u chorych w IV klasie według klasy-fikacji New York Heart Association (NYHA) [2–4].Grupa Robocza ds. Niewydolności Serca Europejskie-go Towarzystwa Kardiologicznego podjęła wiele ini-cjatyw, których celem było skuteczniejsze leczenieniewydolności serca [5]. Jednak nawet najlepiej do-brana terapia z zastosowaniem inhibitora konwer-tazy angiotensyny, leku beta-adrenolitycznego i diu-retyku poprawia przeżywalność zaledwie o 16% poroku, przy czym korzyści takiej nie stwierdza sięjuż w 5. roku leczenia [6]. Współistnienie mecha-nicznego przeciążenia mięśnia sercowego (zwięk-szone obciążenie wstępne — preload i następcze

55

Agata Bielecka, Urządzenia wspomagające pracę komór

www.fce.viamedica.pl

— afterload) oraz przewlekłej stymulacji neurohu-moralnej prowadzi do niekorzystnej przebudowykomory, która odpowiada za podstępny przebiegniewydolności serca. Najnowsze badania wskazują,że dalsze eskalowanie blokady neurohumoralnejmoże być niebezpieczne i nieskuteczne [7]. Wyda-je się zatem, że osiągnięto granicę możliwości za-blokowania mechanizmów neurohumoralnych i cy-tokinowych u pacjentów z niewydolnością serca [8].Dotychczas nie ustalono najlepszej strategii lecze-nia chorych, u których mimo optymalnej farmako-loterapii wystąpiła zaawansowana niewydolnośćserca [9].

Przeszczep serca jest najskuteczniejszą me-todą leczenia tego stanu, jednak niewystarczającadostępność narządów sprawia, że u mniej niż 10%potencjalnych biorców w Stanach Zjednoczonychfaktycznie dokonuje się przeszczepu [10]. Sytuacjata zmusza badaczy do poszukiwania alternatywnychmetod terapii. Obecnie schyłkowa niewydolnośćserca jest istotnym problemem klinicznym orazprzedmiotem zainteresowań naukowców.

U pacjentów zakwalifikowanych do przeszcze-pu, u których choroba jest w schyłkowym stadium,przed otrzymaniem odpowiedniego narządu możnarozważyć czasowe lub stałe mechaniczne wspoma-ganie krążenia. Koncepcja mechanicznego wspoma-gania krążenia nie jest nowa. Potrzebę takiego cza-sowego wspomagania trwającego godziny lub dnidostrzeżono już ponad 60 lat temu i istnieje ona na-dal [11]. Powszechnie uważa się, że zarówno urzą-dzenia monitorujące stan pacjenta, umożliwiająceprzewidzenie zaostrzenia zastoinowej niewydolnościserca i zapobieżenie mu przez odpowiednią modyfi-kację leczenia, jak i urządzenia wspomagające krą-żenie u pacjentów ze skrajnie ciężką niewydolnościąserca będą odgrywać coraz większą rolę w leczeniuosób z zaawansowaną niewydolnością serca, którychliczba ciągle rośnie [12].

Mechaniczne wspomaganie krążenia wprowadzo-no do praktyki klinicznej w 1953 r., wówczas po razpierwszy zastosowano krążenie pozaustrojowe [13].Był to przełom w terapii, który stał się punktemwyjścia dla wielu metod leczenia chirurgicznegopacjentów z różnymi chorobami serca. Sukces krą-żenia pozaustrojowego był bodźcem do rozwojubadań nad innymi nowoczesnymi metodami wspo-magania krążenia. W 1967 r. zastosowano po razpierwszy kontrapulsację z użyciem wewnątrzaortal-nej pompy balonowej do wspomagania krążenia pa-cjentów z ostrą niewydolnością serca [14].

Od 1953 r. u niektórych osób z zastoinową nie-wydolnością serca stosowano czasowe wspomaganiekrążenia w postaci krążenia pozaustrojowego [15],

wszczepialnego urządzenia wspomagającego pracękomór (VAD, ventricular assist device) [16] lub całko-wicie sztucznego serca (TAH, total artificial heart) [17].Chociaż ogólny odsetek pomyślnych wynikówbył niewielki, te wczesne doświadczenia dowio-dły, że mechaniczne wspomaganie krążenia za-pewnia wystarczające podtrzymanie krążenia domomentu uzyskania ponownej wydolności sercaalbo do czasu przeszczepu. Dzięki wprowadzeniuwe wczesnych latach 80. XX w. leczenia immu-nosupresyjnego opartego na cyklosporynie prze-szczepianie serca stało się powszechnie akcepto-waną opcją terapeutyczną. W tej samej dekadzierozpoczęto badania kliniczne nad bezpieczeń-stwem i skutecznością urządzeń do mechaniczne-go wspomagania krążenia w leczeniu podtrzymu-jącym kandydatów do przeszczepu ze skrajnieciężką niewydolnością serca do momentu znale-zienia odpowiedniego narządu. Od 1993 r., kiedyto wszczepialne urządzenia wspomagające pracękomór stały się ogólnie dostępne w Europie, ichzastosowanie w leczeniu zaawansowanej niewy-dolności serca stale wzrasta.

Urządzenia stosowane w leczeniuniewydolności serca

Obecnie istnieje wiele urządzeń dopuszczonychprzez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków(FDA, Food and Drug Administration) do leczeniapacjentów z ostrą niewydolnością serca i skompen-sowaną przewlekłą zastoinową niewydolnością ser-ca. W niniejszej pracy omówiono urządzenia wspo-magające pracę komór wykorzystywane w leczeniupomostowym do czasu przeszczepu oraz — w ostat-nim czasie — jako terapia docelowa u pacjentów,których nie zakwalifikowano do przeszczepu [18].Urządzenia te można podzielić w zależności od miej-sca wszczepienia (najczęściej poza-, para- i we-wnątrzustrojowe) oraz rodzaju pompy (centryfugal-ne, osiowe i membranowe). Schemat urządzeniawspomagającego pracę lewej komory przedstawio-no na rycinie 1.

Wskazania do mechanicznegowspomagania pracy komór

Ze względu na ograniczoną dostępność narzą-dów do przeszczepu oraz pilne wskazania do wspo-magania krążenia u pacjentów z ciężką dekompen-sacją urządzenia wspomagające pracę komór zdol-ne do całkowitego wspomagania krążenia odgrywającoraz większą rolę w leczeniu chorych z niewydol-nością serca.

56

Folia Cardiologica Excerpta 2007, tom 2, nr 2


Mechaniczne wspomaganie krążenia jest lecze-niem ratującym życie pacjentów, których stan nie po-prawia się ani nie stabilizuje pod wpływem dożylnychleków inotropowych lub wazodylatacyjnych, kontrapul-sacji wewnątrzaortalnej i wentylacji mechanicznej [19].

Kryteria hemodynamiczne zastosowania VADobejmują:— wskaźnik sercowy < 2 l/min/m2;— ciśnienie skurczowe < 90 mm Hg;— ciśnienie zaklinowania w kapilarach płucnych

> 20 mm Hg;— diurezę < 20 ml/h.

U pacjentów, u których zastosowano już lecze-nie farmakologiczne, optymalną podaż płynówi kontrapulsację wewnątrzaortalną w przypadkuwskazań.

Każdy przypadek ocenia się indywidualnie,a wymienione kryteria mają charakter wyłącznieorientacyjny. U niektórych pacjentów stosuje sięVAD, mimo że powyższe kryteria nie są jeszczespełnione [20].

Jeżeli planuje się zastosowanie mechanicznegowspomagania krążenia, należy ustalić, czy pacjentpotrzebuje wspomagania jednej czy obu komór.Wczesna niewydolność prawej komory po wszczepie-niu VAD wiąże się ze złym rokowaniem i jestw znacznym stopniu nieprzewidywalna. W razie wystę-powania czynników ryzyka dysfunkcji prawej komory

(konieczność wspomagania krążenia, płeć żeńska,etiologia inna niż niedokrwienie) najlepszym rozwią-zaniem może być zastosowanie urządzeń do wspoma-gania obu komór lub sztucznego serca (TAH) [21].

Należy również rozstrzygnąć, czy mechanicz-ne wspomaganie krążenia ma być traktowane jakoleczenie pomostowe (do czasu przeszczepu) czy teżjako terapia docelowa, oraz jak długo będzie ko-nieczne wspomaganie krążenia.

Wybór odpowiedniego urządzenia zależy odwielu czynników, w tym od spodziewanej długościleczenia, konieczności wspomagania prawej komo-ry oraz powierzchni ciała pacjenta. Bardzo ważnejest wykluczenie bezwzględnych przeciwwskazańdo implantacji VAD.

Przeciwwskazania do implantacji VAD obej-mują:— nieodwracalną niewydolność wątroby lub nerek;— aktywne zakażenie ogólnoustrojowe;— przewlekłą obturacyjną chorobę płuc;— rozsianą chorobę nowotworową;— istotną klinicznie skazę krwotoczną;— chorobę naczyń mózgowych.

Urządzenia wspomagającepracę komór

Obecnie dostępnych jest 5 urządzeń zatwier-dzonych przez FDA, nie licząc pompy do kontrapul-sacji wewnątrzaortalnej. Urządzenia wewnątrz-ustrojowe to ABIOMED BVS 5000 i Thoratec — obanadają się do wspomagania obu komór. Wszczepialnepompy do wspomagania lewej komory to NovacorN1000PC (World Heart Corporation), HeartMatePneumatic (Thoratec Corporation) oraz urządzeniawspomagane elektrycznie — Vented Electric VADs.

Do urządzeń nowej generacji należą pompyprzepływowe osiowe, generujące przepływ niepul-sacyjny, całkowicie wszczepialne urządzenia wspo-magające pracę lewej komory (Arrow LionHeart,WorldHeart HeartSaver) zasilane przezskórnie orazcałkowicie sztuczne serce (CardioWest, AbioCor).

Powyższe urządzenia nadają się do wspoma-gania jednej lub obu komór (ryc. 2). Jeśli wspo-magana ma być lewa komora, kaniulę doprowadza-jącą umieszcza się w uszku lewego przedsionka,w lewym przedsionku przez bruzdę międzyprzed-sionkową albo w koniuszku lewej komory. Kaniulaodprowadzająca odprowadza krew do aorty wstę-pującej. W celu wspomagania prawej komory wy-konuje się kaniulację przedsionka, natomiast ka-niulę odprowadzającą umieszcza się w tętnicypłucnej.

Rycina 1. Schemat urządzenia wspomagającego pracęlewej komory

57



Urządzenia zewnątrzustrojowe

Urządzenie ABIOMED BVS 5000 składa sięz dwóch pozaustrojowych pneumatycznych pomppulsacyjnych służących do wspomagania jednej lubobu komór. Zaletą tego typu urządzenia jest łatwośćstosowania i dostępność. Zazwyczaj stosuje się jeprzez okres do 7 dni.

Urządzenie Thoratec jest to pozaustrojowapneumatyczna pompa z komorą zbudowaną z poliure-tanu, przeznaczona do długotrwałego stosowania.System Thoratec służy do leczenia pomostowego domomentu przeszczepienia serca lub do czasu przy-wrócenia wydolności serca. Główne zalety tego urzą-dzenia to możliwość wykorzystania we wspomaga-niu jednej lub obu komór oraz zastosowania u pacjen-tów o mniejszej powierzchni ciała. Przez cały czasleczenia konieczne jest stosowanie antykoagulacji.

Urządzenia wewnątrzustrojowe

Urządzenie HeartMate LVAD zazwyczajumieszcza się w okolicy przedotrzewnowej, do przo-du od tylnej powięzi mięśnia prostego brzucha(ewentualnie również wewnątrzotrzewnowo), tużponiżej lewego łuku żebrowego. Istnieją dwa rodza-je pomp HeartMate:— Implantable Pneumatic LVAD (IP-LVAD), fir-

my Thoratec: wszczepialna pompa pneumatycz-na do wspomagania lewej komory, zasilana

i sterowana za pomocą zewnętrznej konsolipneumatycznej umieszczonej na wózku kołowym;

— Vented Electric LVAD (VE-LVAD): pompa,w której wnętrzu znajduje się silniczek elek-tryczny, zasilana z zewnętrznej baterii i stero-wana przez zewnętrzny mikroprocesor zapośrednictwem przewodu przechodzącegoprzez powłoki ciała.Oba urządzenia zawierają świńskie zastawki

i wymodelowane powierzchnie stykające się z krwią,które pokrywają się pseudoneointimą. Dzięki temubardzo rzadko występują powikłania zakrzepowo-zatorowe, więc nie jest konieczne stosowanie ogól-noustrojowej antykoagulacji. Coraz więcej pacjen-tów po wszczepieniu VE-HeartMate wypisuje sięze szpitala. Wszczepienie HeartMate jest trudneu osób, których powierzchnia ciała jest mniejsza niż1,5 m2 ze względu na ograniczenia anatomiczne.

Novacor to wszczepialne urządzenie elektrycz-ne z dwiema uchylnymi zastawkami służące do dłu-gotrwałego wspomagania krążenia. Podobnie jakHeartMate można je stosować wyłącznie do wspo-magania lewej jamy serca i tylko u pacjentówo masie ciała powyżej 60 kg. Zasilanie i odpowietrza-nie urządzenia odbywa się przez przezskórny prze-wód. Pompa Novacor wymaga stosowania ogólno-ustrojowej antykoagulacji w celu zapobiegania incy-dentom zakrzepowo-zatorowym. Ryzyko powikłańzakrzepowo-zatorowych podczas stosowania Nova-coru pomimo antykoagulacji jest duże [22].

Rycina 2. Schemat przestawiający użycie pompy Thoratec jako urządzenia wspomagającego pracę jednej lub obukomór (Na podstawie: Farrar D.J., Hill J.D., Gray L.A. i wsp. N. Engl. J. Med. 1988; 318: 333)

58



Zaletą tego urządzenia są doskonałe właściwości me-chaniczne i przydatność w warunkach ambulatoryjnych.

Arrow Lionheart-2000 to eksperymentalneurządzenie do wspomagania pracy lewej komory.Zarówno baterię, sterownik, jak i zbiornik nadmia-ru gazu wszczepia się w określony sposób — przezskórę nie przechodzą żadne przewody. Pompa jestzaopatrzona w wewnętrzną baterię, której ładowa-nie odbywa się przezskórnie. Bateria zapewnia pra-cę urządzenia przez około godzinę bez ładowania,ale zaleca się, żeby okres przerwy w ładowaniu nieprzekraczał 20–30 minut dziennie. Urządzenieskonstruowano z myślą o terapii docelowej [12].

Wybór urządzenia

Wybór urządzenia zależy nie tylko od indywi-dualnych cech pacjenta oraz typu niewydolnościserca, ale również od specyfikacji urządzenia, jegodostępności i doświadczenia zespołu operacyjnego[23, 24]. U pacjentów w głębokim wstrząsie kardio-gennym konieczne jest zastosowanie wspomaganiakrążenia w celu uniknięcia trwałej dysfunkcji narzą-dów docelowych i zwiększenia szans na przeżycie.Preferowane pompy to ABIOMED BVS 5000 lubThoratec, mogące zapewnić pełne wspomaganieobu komór oraz przywrócenie niemal prawidłowychwarunków hemodynamicznych podczas oczekiwa-nia na powrót sprawności mięśnia sercowego. Je-żeli przewiduje się konieczność przedłużonegowspomagania krążenia, należy rozważyć zmianę naurządzenie przeznaczone do dłuższego stosowania,takie jak wszczepialne urządzenia do wspomaganialewej komory albo całkowicie sztuczne serce. Za-letą pompy Thoratec jest możliwość długotrwałe-go, pozaustrojowego wspomagania pracy komór.

Wybór urządzenia do długotrwałego wspoma-gania krążenia jest znacznie bardziej skomplikowa-ny i często subiektywny, zależny od doświadczeniachirurga. U pacjentów z małą powierzchnią ciała(< 1,5 m2) można zastosować jedynie Thorateci ewentualnie pompę o przepływie niepulsacyjnym.U osób z większą powierzchnią ciała można rozwa-żyć użycie wszystkich opisanych urządzeń. Najczę-ściej wybiera się wszczepialne urządzenie wspoma-gające pracę lewej komory, ale w ciężkiej niewydol-ności obukomorowej przydatne jest urządzenieCardioWest (obecnie „Syncor”). Przydatności pom-py generującej przepływ niepulsacyjny ostatecznienie rozstrzygnięto. Dotychczas nie zarejestrowanożadnego urządzenia do permanentnego mechanicz-nego wspomagania pracy serca, chociaż komisja do-radcza FDA zaleciła warunkowe zarejestrowaniepompy HeartMate VE LVAD [22].

Pompy nowej generacji

Pompy osioweDo urządzeń najnowszej generacji należą pom-

py centryfugalne oraz osiowe. Pompy osiowe nowejgeneracji mają istotną przewagę nad pompami star-szego typu, ponieważ są od nich mniejsze, prostszei mniej uciążliwe dla pacjenta, co wiąże się z po-prawą jakości życia. Przepływ krwi jest zasadniczoniepulsacyjny, a wielkość rzutu serca zależy głów-nie od obciążenia następczego. Ponadto ze wzglę-du na swoje niewielkie rozmiary pompy osiowemożna stosować u mniejszych pacjentów, w tymu dzieci [25]. Obecnie używa się dwóch typów pomposiowych: pompy MicroMed/DeBakey (MM-D VAD)i Jarvik 2000 Heart, o częściowo podobnej budowiei sposobie działania.

Szczególne zalety ma urządzenie Jarvik 2000Heart. Można je wszczepić bez wykonania sterno-tomii pośrodkowej, co ułatwia ewentualne później-sze przeszczepienie serca. Urządzenie to nie posia-da kaniuli doprowadzającej, dzięki czemu uniknię-to problemów z zakrzepicą i hemolizą w kaniulidoprowadzającej. Perfuzja naczyń wieńcowych, pniaramienno-głowowego, lewej tętnicy szyjnej i tętnicpodobojczykowych odbywa się dzięki przepływowiwstecznemu. Nie ma konieczności wytworzeniapochewki w śródpiersiu ani przestrzeni przed-otrzewnowej, co wpływa na zmniejszenie ryzykazakażenia [26]. Na rycinie 3 przedstawiono pompęNarvik 2000 w koniuszku komory.

Pompa MicroMed/DeBakey składa się z tyta-nowej kaniuli doprowadzającej, którą umieszcza się

Rycina 3. Pompa Jarvik 2000 w koniuszku komory

59



w koniuszku lewej komory i która prowadzi dowłaściwej pompy, połączonej z aortą wstępującą zapośrednictwem graftu naczyniowego. Pompę wsz-czepia się po wykonaniu sternotomii pośrodkowejdo niewielkiej kieszonki pozasercowej [27].

Urządzenie HeartMate II LVAD to pompa osio-wa, której jedyną ruchomą częścią jest obracającysię wirnik. Kaniulę doprowadzającą HeartMate IIwprowadza się do koniuszka lewej komory. Po-wierzchnia kaniuli stykająca się z krwią jest pokry-ta spiekanym tytanem. Nie są potrzebne zastawkiani komora wyrównawcza do gromadzenia nadmia-ru gazu. Kaniula wyprowadzająca jest połączonaz graftem dakronowym, który wszywa się do aortywstępującej w podobny sposób jak w oryginalnymmodelu HeartMate XVE. Konstrukcja pompy umoż-liwia uzyskanie rzutu serca do 10 l/min. Urządze-nie umieszcza się wewnątrz- albo pozaotrzewnowo[28, 29]. Urządzenie HeartMate II LVAD przedsta-wiono na rycinie 4.

Pompy centryfugalne

Zasada działania pomp centryfugalnych jesttaka sama jak klasycznych aparatów do krążeniapozaustrojowego. Dwie najpopularniejsze to Med-tronic-Biomedicus, ale coraz częściej stosuje sięrównież urządzenia wewnątrzustrojowe i najnowszepozaustrojowe pompy centryfugalne. Urządzeniacentryfugalne nowej generacji pracują w systemieeliminującym stosowanie łożysk mechanicznych.Praca urządzenia jest sterowana magnetyczniez zewnętrznego źródła energii, a przepływ zależyod prędkości obrotów. Do zalet pomp centryfugal-nych należą: prostota budowy, wszechstronność,stosunkowo niski koszt produkcji i obsługi.

Można je stosować jako pomost udowo-udowy albojako pomost pomiędzy lewą komorą a aortą lub mię-dzy prawą komorą a tętnicą płucną. Do głównychwad zalicza się: konieczność stosowania heparyny,trudność zamknięcia klatki piersiowej, koniecznośćintensywnego monitorowania i niemożność wytwo-rzenia przepływu pulsacyjnego. Używa się ich głow-nie w leczeniu pomostowym do czasu powrotuwydolności krążenia we wstrząsie kardiogennym. Cał-kowity czas wspomagania krążenia pompą centryfu-galną jest zazwyczaj ograniczony do 2–3 tygodni [30].

Wewnątrzustrojowe pompy centryfugalneUrządzenie Ventrassist, czyli wszczepialna

pompa rotacyjna, jest napędzaną elektromagnetycz-nie pompą centryfugalną o zawieszeniu hydrodyna-micznym, która generuje przepływ ciągły do 10 l/minprzy małej prędkości obrotów i małym zużyciu ener-gii [31].

Urządzenie HeartQuest jest pompą nowej gene-racji z wirnikiem o zawieszeniu całkowicie magnetycz-nym, której konstrukcja pozwala uniknąć specyficz-nych niedostatków dotychczas używanych pompi zwiększyć bezpieczeństwo i wydajność jako pompywszczepialnej. Wymiary urządzenia to 35 × 75 mm,a masa całkowita — 440 g. Wyniki badań przeprowa-dzonych na zwierzętach były bardzo obiecujące. Istot-ne, że w trwającym 116 dni badaniu, w którym po43. dniu nie stosowano antykoagulacji, powierzchniarobocza urządzenia pozostawała gładka [32].

Zewnątrzustrojowe pompy centryfugalneUrządzenie Levitronix Centrimag jest zewnątrz-

ustrojową pompą centryfugalną przeznaczoną dokrótkotrwałego wspomagania pracy komór, działa-jącą bez mechanicznych łożysk i uszczelek. Wirnikjest zawieszony magnetycznie, dzięki czemu możeobracać się bez tarcia i zużycia, co z kolei zdaje sięzmniejszać do minimum uszkodzenia krwinek i za-wodność mechaniczną [33].

Przezskórne urządzeniawspomagające pracę komór

Niektóre z nowych pomp przezskórnych obec-nie ocenia się w badaniach klinicznych. Pompa przez-skórna TandemHeart jest pompą centryfugalnąo przepływie niepulsacyjnym, generującą przepływdo 4 l/min w krążeniu systemowym. Pompa wyma-ga sprawdzenia aparatu przed użyciem wypełnia-niem 10 ml. Urządzenie można wszczepić szybkow pracowni hemodynamicznej z klasycznego dojściaprzezprzegrodowego. Kaniulę napływową wprowa-dza się przez żyłę udową, a następnie przez przegro-dę międzyprzedsionkową do lewego przedsionka.

Rycina 4. HeartMate II — pompa wspomagająca pracęlewej komory

60



Kaniula wypływowa odprowadza natlenowaną krewdo tętnicy udowej. System Cancion składa się z pom-py centryfugalnej podłączonej do krążenia za pośred-nictwem kaniuli z graftem połączonym z lewą tętnicąpachową i drugiej kaniuli przezskórnej umieszczo-nej w lewej tętnicy udowej wspólnej. Przepływ od-bywa się z tętnicy udowej do tętnicy pachowej.

Urządzenie Impella Recover 100 jest nowo-czesną wewnątrznaczyniową miniaturową pompąosiową przeznaczoną do krótkotrwałego mechanicz-nego wspomagania krążenia u pacjentów z ostrądysfunkcją lewej komory. Pompy tego typu szybkoi skutecznie poprawiały stan hemodynamiczny pa-cjentów. Może to oznaczać, że w przyszłości mogąone stanowić krótkoterminową alternatywę dla te-rapii z zastosowaniem dużych dawek leków inotro-powych oraz że ich zastosowanie może opóźnić po-trzebę wdrożenia bardziej inwazyjnych metod me-chanicznego wspomagania krążenia [34–36].

Całkowicie sztuczne serce

Urządzenia wspomagające pracę komór odcią-żają niewydolne serce, zastępując jedną lub obiekomory. W pewnych stanach, takich jak nowotwo-ry mięśnia sercowego, niewydolność przeszczepio-nego serca, odrzucenie przeszczepu, zapaleniewsierdzia, skrzeplina wewnątrzsercowa korzystnemoże być usunięcie serca i zastąpienie go sztucz-nym urządzeniem. Całkowicie sztuczne serce tourządzenie wewnątrzustrojowe zaprojektowanewłaśnie w tym celu. Obecnie dostępne są dwa ta-kie urządzenia.

AbioCor Artificial Heart (nowa nazwa) jestsztucznym sercem wszczepialnym w całości orto-topowo, zaopatrzonym w wewnętrzną baterię i sys-tem przezskórnego przesyłania energii umożliwia-jący doładowanie baterii oraz zasilanie urządzeniaprzez cewkę zewnętrzną (ryc. 5).

CardioWest Total Artificial Heart (całkowi-cie sztuczne serce) zostało warunkowo dopuszczo-ne przez FDA jako urządzenie eksperymentalne,w fazie badań. Sztuczne serce CardioWest jest na-pędzane pneumatycznie i wszczepiane w loży ser-ca. Podwójne pneumatyczne przewody zasilającewychodzą przez skórę do konsoli sterującej, któramonitoruje ciśnienia wytwarzane przez pompę i jejdziałanie. Konieczne jest stosowanie leków prze-ciwpłytkowych i przeciwkrzepliwych. Urządzeniewykorzystuje się w leczeniu podtrzymującym doczasu przeszczepienia serca u osób z niewydolno-ścią obu komór [37].

Całkowicie sztuczne serca to urządzenia zbytduże, by można je było w całości wszczepić

dzieciom lub osobom o powierzchni ciała mniejszejniż 1,7 m2. U mniejszych pacjentów do wspomaga-nia pracy obu komór używa się urządzeń zewnątrzu-strojowych.

Urządzenia wspomagające pracękomór w badaniach klinicznych

Stosowanie urządzeń wspomagających pracęlewej komory jako alternatywy dla przeszczepuserca (czyli leczenie docelowe) stanowi nową per-spektywę w terapii. W randomizowanym badaniunad zastosowaniem wspomagania mechanicznegow leczeniu zastoinowej niewydolności serca(REMATCH, Randomized Evaluation of Mechani-cal Assistance for the Treatment of Congestive HeartFailure) porównywano farmakoterapię z postępowa-niem wykorzystującym napędzaną elektryczniepompę HeartMate firmy Thoratec u pacjentówz niewydolnością serca zaliczoną do IV klasy we-dług klasyfikacji NYHA, których nie zakwalifikowa-no do przeszczepu serca. Przeżycie w grupie osóbleczonych z użyciem pompy było porównywalne lublepsze niż w grupie leczonej nieinwazyjnie we wszyst-kich ocenianych punktach czasowych. Po 6 miesiącachprzeżycie w grupie pacjentów z wszczepioną pompąwynosiło 60%, natomiast w grupie leczonej niein-wazyjnie 39%. Po upływie roku przeżycie w grupiepacjentów z pompą LVAD było 2-krotnie wyższe niż

Rycina 5. Sztuczne serce AbioCor Artificial Heart

61



w grupie osób leczonych zachowawczo: odsetekprzeżyć w obu grupach wynosił odpowiednio 49%i 24%. Po 2 latach przeżycie pacjentów z wszcze-pionym urządzeniem wynosiło 28%, podczas gdyu pacjentów leczonych nieinwazyjnie — 11% [38].Ponadto, Mancini i wsp. [39] wykazali niedawno, żeu osób z wszczepionym LVAD tolerancja wysiłkumoże być niemal prawidłowa, podobna jak u pacjen-tów z łagodną niewydolnością serca, natomiast Dewi wsp. [40] wykazali, że jakość życia osób z wszcze-pionym urządzeniem do mechanicznego wspoma-gania lewej komory jest porównywalna z jakościążycia chorych po przeszczepie.

Większość doświadczeń z mechanicznymwspomaganiem krążenia dotyczy pacjentów, u któ-rych miało ono charakter czasowy, podczas oczeki-wania na przeszczep. Dokonano przy tym ważnegospostrzeżenia — w niektórych przypadkach nastę-powała poprawa czynności serca w stopniu wystar-czającym do odłączenia urządzenia. Na przykład,większość zabiegów wszczepienia pompy Novacorwykonano u pacjentów oczekujących na przeszczep,ale u coraz większej liczby osób pompę wszczepia sięw oczekiwaniu na odzyskanie sprawności własnejlewej komory. Z niedawno opublikowanych danychpojedynczego ośrodka wynika, że nawet u 24% cho-rych poddanych mechanicznemu wspomaganiu krą-żenia udaje się przywrócić na tyle sprawną czynnośćserca, że możliwe jest odłączenie LVAD [41].

W badaniu opublikowanym przez ośrodekw Pittsburgu wszczepienie VAD stanowiło terapiępomostową w oczekiwaniu na poprawę klinicznąu 6,5% ogólnej liczby pacjentów i u 11% chorych,u których etiologia uszkodzenia serca była inna niżniedokrwienna, i było najbardziej skuteczne u osóbz ostrą kardiomiopatią pozapalną lub kardiomiopa-tią poporodową [42]. Leczenie pomostowe w ocze-kiwaniu na powrót sprawności własnej komory jestnajbardziej skuteczne u chorych z pooperacyjną nie-wydolnością serca, ostrym zapaleniem mięśnia ser-cowego i po ostrym zawale serca.

W badaniu przeprowadzonym przez Dandelai wsp. [43] wykazano, że przywrócenie prawidłowejwielkości i czynności serca można osiągnąć dziękiwspomaganiu mechanicznemu lewej komory nawetu pacjentów z zaawansowaną idiopatyczną kardio-miopatią rozstrzeniową — stanem, który do niedaw-na uważano za praktycznie nieodwracalny. W bada-niu dowiedziono, że u niektórych osób z idiopa-tyczną kardiomiopatią rozstrzeniową stopnioweodłączanie LVAD jest opcją terapeutyczną, któradaje dobre wyniki od 9 lat i należy ją rozważyćw sytuacji, gdy po wszczepieniu LVAD nastąpiła po-prawa czynności serca.

Możliwość odwracalności zaburzeń kurczliwo-ści kardiomiocytów zasugerowano w badaniach,w których wykazano, że wypreparowane komórkimięśnia sercowego pobrane z serc wspomaganychprzy użyciu LVAD miały lepszą zdolność skracaniasię i wydłużania w porównaniu z kardiomiocytamipobranymi z serc pacjentów, u których nie stoso-wano mechanicznego wspomagania krążenia [44].Chociaż w tej interesującej pracy nie zbadano me-chanizmu tego zjawiska, dwa inne niedawno opu-blikowane badania mogą je częściowo wyjaśnić.Wyniki pierwszego z nich wskazują, że LVAD powo-dowało poprawę stosunku siły i częstości skurczuwypreparowanych fragmentów mięśnia komór,a także naprawę genów kodujących białka biorąceudział w metabolizmie wapnia (ATPazę wapniowąretikulum sarkoplazmatycznego, receptor rianody-nowy i pompę sodowo-wapniową w sarkolemie) [45].W drugim badaniu LVAD spowodowało przywróce-nie integralności cytoszkieletu dystrofiny, który— jak wykazano — był zaburzony w miocytach po-chodzących z niewydolnych serc [46].

Biorąc pod uwagę niewystarczającą liczbę do-stępnych narządów do przeszczepu, u wszystkichpacjentów z mechanicznym wspomaganiem krąże-nia należy regularnie poszukiwać cech poprawyfunkcji mięśnia sercowego [47, 48]. Trwają równieżprace nad nowymi metodami leczenia nieinwazyj-nego.

Naukowcy z University of Pittsburgh MedicalCenter zamierzają podać w iniekcji do mięśnia ser-cowego komórki macierzyste 5–10 pacjentom z nie-wydolnością serca leczonym z zastosowaniemLVAD do czasu wykonania przeszczepu serca. Ko-mórki uzyskiwane są z własnego szpiku kostnegochorego. Jak wyjaśnia główny badacz, dr Amit Patel,komórki macierzyste wstrzykuje się w obszar uszko-dzenia mięśnia sercowego. Po transplantacji, kiedyserce biorcy zostaje usunięte, wykonuje się badaniemikroskopowe w celu oceny wpływu przeszczepio-nych komórek na regenerację mięśnia sercowegobiorcy.

W nowym badaniu dr. Patela prowadzonymw Stanach Zjednoczonych w określone miejscemięśnia sercowego pacjenta zostanie wstrzyknięte25–45 mln komórek macierzystych wyizolowanychz własnego szpiku kostnego pacjenta. W inną oko-licę mięśnia sercowego zostanie wstrzyknięta zwy-kła surowica krwi w celach porównawczych. Obieprocedury zostaną wykonane w czasie implantacjipompy wspomagającej pracę serca. Niezależnie odinnych badań diagnostycznych lekarze zredukująprzepływ wytwarzany przez pompę wspomagającąpracę serca po ok. 3 miesiącach od jej wszczepienia,

62



aby przekonać się, czy następuje poprawa czynno-ści serca. Własne, uszkodzone serce zostanie usu-nięte, kiedy będzie dostępne serce od dawcy, comoże nastąpić 6–9 miesięcy później, zatem naukow-cy będą mogli ocenić wpływ wstrzykniętych komó-rek. Badacze spodziewają się, że komórki macierzy-ste, które mają zdolność wytwarzania wyspecjali-zowanych komórek, będą mogły stać się źródłemnowych kardiomiocytów oraz nowych naczyń krwio-nośnych w uszkodzonej tkance, natomiast niektó-re komórki prawdopodobnie połączą się z osłabio-nymi komórkami serca [49].

Inną możliwą metodą leczenia jest wykorzysta-nie klenbuterolu (agonisty receptora b2) w celupoprawy funkcji serca i tolerancji wysiłku u pacjen-tów z LVAD. Konieczna jest dalsza analiza procesuodwrotnego remodelingu odciążonej lewej komoryw ramach prospektywnych badań wieloośrodko-wych.

Według danych Fundacji Rozwoju Kardiochi-rurgii w Zabrzu sztuczne serce mogłoby uratowaćżycie kilku tysiącom pacjentów rocznie. Urządze-nia zagraniczne są bardzo drogie, natomiast polskieurządzenia mogłyby być równie dobre, a jednocze-śnie znacznie tańsze. Polski pneumatyczny systemwspomagania krążenia (PCAS, Polish cardiac assistsystem) składa się z zewnątrzustrojowego urządze-nia wspomagającego pracę komory (POLVAD II),pełnej protezy serca (POLTAH II), jednostki napę-dowej pneumatycznych protez serca oraz komórwspomagających pracę serca (PCAS-DU 401).Obecnie trwają przygotowania do wprowadzeniasystemu do praktyki światowej (ryc. 6–9).

Rycina 9. Sztuczna komora POLVAD-MEV z zastawkamimechanicznymi

Rycina 7. Polskie sztuczne serce — POLTAH

Rycina 6. Całkowicie wszczepialna pompa elektrohy-drauliczna POLHIVAD

Rycina 8. Sztuczna komora POLVAD-PUV z zastawkamipoliuretanowymi

63



Piśmiennictwo

1. Garg R., Yusuf S. Epidemiology of congestive heartfailure. W: Barnett D.B., Pouleur H., Francis G.S.red. Congestive cardiac failure: pathophysiology andtreatment. Marcel Dekker, New York 1993: 9–25.

2. The Captopril-Digoxin Multicenter Research Group.Comparative effects of therapy with captopril anddigoxin in patients with mild to moderate heart fail-ure. JAMA 1988; 259: 539–544.

3. Packer M., Bristow M.R., Cohn J.N. i wsp. The ef-fect of carvedilol on morbidity and mortality in pa-tients with chronic heart failure. N. Engl. J. Med.1996; 334: 1349–1355.

4. The RALES Investigators. Effectiveness of spironolac-tone added to an angiotensin-converting enzyme inhib-itor and a loop diuretic for severe chronic congestiveheart failure. Am. J. Cardiol. 1996; 78: 902–907.

5. Task Force on Heart Failure of the European Societyof Cardiology. Guidelines for the diagnosis of heartfailure. Eur. Heart J. 1995; H16: 741–751.

6. Swedberg K., Kjekshus J., Snapinn S. Long-term sur-vival in severe heart failure in patients treated withenalapril: ten years follow-up of CONSENSUS-I. Eur.Heart J. 1999; 20: 136–139.

7. Mann D.L., McMurray J.J., Packer M. i wsp. Target-ed anticytokine therapy in patients with chronic heartfailure: results of the Randomized Etanercept World-wide Evaluation (RENEWAL). Circulation 2004; 109:1594–1602.

8. Cohn J.M., Tognoni G. A randomized trial of the an-giotensin-receptor blocker valsartan in chronic heartfailure. N. Engl. J. Med. 2001; 345: 1667–1675.

9. Gronda E., Vitali E. Left ventricle assist systems:a possible alternative to heart transplantation forheart failure patients? Patient selection, techniquesand benefit. Eur. J. Heart. Fail. 1999; 1: 319–325.

10. Deng M.C., Loebe M., El-Banayosy A. i wsp. Me-chanical circulatory support for advanced heartfailure. Circulation 2001; 103: 231–237.

11. Norman J.C. An abdominal left ventricular assistdevice (ALVAD): prospectives and prospects. Car-diovascular Diseases. Bulletin of the Texas HeartInstitute 1974; 1: 251.

12. Mancini D., Burkhoff D. Mechanical device-basedmethods of managing and treating heart failure. Cir-culation 2005; 112: 438–448.

13. Gibbon J.H. Application of a heart and lung apparatusto cardiac surgery. Minn. Med. 1954; 37: 171–180.

14. Kantrowitz A., Tjonneland S., Freed P.S., Philips S.J.,Butner A.N., Sherman J.L. Initial clinical experiencewith the intraaortic balloon pumping in cardiogenicshock. JAMA 1968; 203: 113–118.

15. Dennis C. Left heart bypass. W: Mechanical devicesto assist the failing heart. National Academy of Sci-ences — National Research Council. Washington1966: 1283.

16. De Bakey M.E., Liotta D., Hall C.W. Left heart by-pass using an implantable blood pump. W: Mechani-cal Devices to Assist the Failing Heart: proceedingsof a conference sponsored by the Committee onTrauma, 9–10.09.1964. National Academy of Sciences— National Research Council. Washington 1966: 223.

17. Cooley D.A., Liotta D., Hallman G.L., Bloodwell R.D.,Leachman R.D., Milam J.D. Orthotopic cardiac pro-thesis for two-staged cardiac replacement. Am.J. Cardiol. 1969; 24: 723–730.

18. Rose E.A., Gelijns A.C., Moskowitz A.J. i wsp. Long--term mechanical left ventricular assistance for end-stageheart failure. N. Engl. J. Med. 2001; 345: 1435–1443.

19. Norman J.C., Cooley D.A., Igo S.R. i wsp. Prognosisindices for survival during postcardiotomy intraaor-tic balloon pumping. J. Thorac. Cardiovasc. Surg.1977; 74: 709–720.

20. Oz M.C., Rose E.A., Levin H.R. Selection criteria forplacement of left ventricular assist devices. Am.Heart J. 1995; 129: 173–177.

21. Ochiai Y., McCarthy P.M., Smedina N.G. i wsp. Pre-dictors of severe right ventricular failure after im-plantable left ventricular assist device inserction: ana-lysis of 245 patients. Circulation 2002; 106: I–198.

22. D’Alessandro D.A., Rao V., DiGiorgi P.L. i wsp. Cur-rent options for mechanical heart technology. J. Card.Surg. 2002; 17: 81–88.

23. Goldstein D.J., Oz M.C., Rose E.A. Implantable leftventricular assist devices. N. Engl. J. Med. 1998; 339:1522–1533.

24. Delgado D.H., Rao V., Ross H.J., Verma S., Smedira N.G.Mechanical circulatory assistance. Circulation 2002;106: 2046–2050.

25. Frazier O.H., Myers T.J., Westaby S., Gregoric I.D.Clinical experience with an implantable, intracardiac,continuous flow circulatory support device: physio-logic implications and their relationship to patientselection. Ann. Thorac. Surg. 2004; 77: 133–142.

26. Westaby S., Banning A.P., Jarvik R. First permanentimplant of the Jarvik 2000 Heart. Lancet 2000; 356:900–903.

27. Noon G.P., Morley D., Irwin S. i wsp. Developmentand clinical application of the MicroMed DeBakeyVAD. Curr. Opin. Cardiol. 2000; 15: 166–171.

28. Delgado R., Bergheim M. HeartMate II left ventricu-lar assist device: a new device for advanced heartfailure. Expert Rev. Med. Devices 2005; 2: 529–532.

29. Frazier O.H., Delgado R.M., Kar B. i wsp. First clinicaluse of the redesigned HeartMate II left ventricular

64



assist system in the United States. Tex. Heart Inst.J. 2004; 31: 157–159.

30. Noon G.P., Lafuente J.A., Irwin S. Acute and tempo-rary ventricular support with BioMedicus centrifugalpump. Ann. Thorac. Surg. 1999; 68: 650–654.

31. James N.L., van der Meer A.L., Edwards G.A. i wsp.Implantation of the VentrAssist Implantable RotaryPump in sheep. ASAIO J. 2003; 49: 454–458.

32. Bearnson G.B., Jacobs G.B., Kirk J. i wsp.HeartQuest ventricular assist device magneticallylevitated centrifugal blood pump. Artif. Organs. 2006;30: 339–346.

33. De Roberts F., Birks E.J., Rogers P. i wsp. Clinicalperformance with the Levitronix Centrimag short--term ventricular assist device. J. Heart Lung Trans-plant. 2006; 25: 181–186.

34. Kar B., Delgado R.M., Civitello A.B. i wsp. Tempo-rary support with TandemHeart pVAD during per-cutaneous aortic valve replacement in an animalmodel. Tex. Heart J. 2005; 32: 283–286.

35. Wasler A., Radovancevic B., Fruhwald F., Tripolt M.,Klein W., Tscheliessnigg K. First use of the Cancioncardiac recovery system in a human. ASAIO J. 2003;49: 136–138.

36. Garatti A., Colombo T., Russo C. i wsp. Differentapplications for left ventricular mechanical supportwith the Impella Recover 100 microaxial blood pump.J. Heart Lung. Transplant. 2005; 24: 481–485.

37. Copeland J.G., Smith R.G., Arabia F.A. i wsp. Cardiacreplacement with a total artificial heart as a bridgeto transplantation. N. Engl. J. Med. 2004; 351:859–867.

38. Stevenson L.W., Miller L.W., Desvigne-Nickens P.i wsp.; for the REMATCH investigators. Left ven-tricular assist device as destination for patients un-dergoing intravenous inotropic therapy. A subsetanalysis from REMATCH (Randomized Evaluationof Mechanical Assistance in Treatment of ChronicHeart Failure). Circulation 2004; 110: 975–981.

39. Mancini D., Goldsmith R., Levin H. i wsp. Compari-son of exercise performance in patients with chronicsevere heart failure versus left ventricular assist de-vices. Circulation 1998; 98: 1178–1183.

40. Dew M.A., Kormos R.L., Winowich S. i wsp. Qualityof life outcomes in left ventricular assist system in-patients and outpatients. ASAIO J. 1999; 45: 218–225.

41. Mueller J., Wallukat G., Weng Y.G. i wsp. Weaningfrom mechanical cardiac support in patients with idiopathicdilated cardiomyopathy. Circulation 1997; 96: 542–549.

42. Simon M.A., Kormos R.L., Murali S. Myocardial re-covery using ventricular assist devices. Circulation2005; 112: I-32–I-36.

43. Dandel M., Weng Y., Siniawski H., Potapov E.,Lehmkuhl H., Hetzer R. Long-term results in pa-tients with idiopathic dilated cardiomyopathy afterweaning from left ventricular assist devices. Circula-tion 2005; 112: I-37–I-45.

44. Dipla K., Mattiello J.A., Jeevanandam V., Houser S.R.,Marqulies K.B. Myocyte recovery after mechanicalcirculatory support in humans with end-stage heartfailure. Circulation 1998; 97: 2316–2322.

45. Heerdt P.M., Holmes J.W., Cai B. i wsp. Chronicunloading by left ventricular assist device reversescontractile dysfunction and alters gene expression inend-stage heart failure. Circulation 2000; 102: 2713–2719.

46. Vatta M., Stetson S.J., Perez-Verdia A. i wsp. Molecu-lar remodelling of dystrophin in patients with end-stage cardiomyopathies and reversal in patients onassistance-device therapy. Lancet 2002; 359: 936–941.

47. El-Banayosy A., Korfwr R., Morshuis M. i wsp.Bridging to cardiac transplantation with the Thor-atec ventricular assist device. Thorac. Cardiovasc.Surg. 1999; 47: 307–310.

48. Zafeiridis A., Jeevanandam V., Houser S.R. i wsp.Regression of cellular hypertrophy after ventricularassist device support. Circulation 1998; 98: 656–662.

49. Stem cells to be tested in repairing heart muscle.Pittsburgh Post-Gazette 2005.

23918-30029-1-PB

Documents

Transcript of 23918-30029-1-PB