Prototyp pneumatycznego, częściowo implantowalnego systemu wspomagania serca, opracowany w zabrzańskim Instytucie Protez Serca działającym przy Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii, otrzymał złoty medal 104. Międzynarodowego Salonu Wynalazczości „Concours – Lepine” 2005 we Francji. Przedsięwzięcie zostało zorganizowane w ramach Międzynarodowych Targów „Foire de Paris”.

Pompa na dłużej

Prace nad sztucznym sercem prowadzone są w Zabrzu od kilkunastu lat. System wspomagania serca to nie leczenie, ale zastąpienie lub wsparcie jego pracy, kiedy pacjent oczekuje na transplantację albo kiedy jego serce trzeba na pewien czas odciążyć. Ten substytut naszego serca opiera się na genialnych rozwiązaniach. Serce dorosłego człowieka pozostającego w spoczynku w ciągu minuty przepompowuje około 5 do 6 litrów krwi. Kiedy pompa ta zaczyna szwankować, wysiada cały system. – To tak, jakbyśmy w potężnej i skomplikowanej fabryce zaczęli przykręcać kolejne zawory, a produkcja miała toczyć się dalej. Wtedy pracę chorego serca można wesprzeć zwykłą pompą mechaniczną, która nie jest niczym cudownym, chociaż na pewno niezwykłym ze względu na wykorzystanie w jej konstrukcji wysoko zaawansowanych technologii – wyjaśnia mgr inż. Roman Kustosz, kierownik Pracowni Sztucznego Serca w Instytucie Protez Serca.

W kardiologii stosuje się trzy rodzaje takiego wspomagania. Pozaustrojowe sztuczne komory serca – skonstruowane w Zabrzu i do tej pory zastosowane u 160 chorych. Spełniają dobrze swoje zadanie w przypadku pacjentów, których serce potrzebuje wspomagania na krótko. W sytuacji, kiedy muszą pracować kilka lat, potrzeba innych rozwiązań. Dają je protezy częściowo wszczepialne i całkowicie implantowalne. Dzięki nim pacjent nie musi być hospitalizowany, a ryzyko infekcji czy powikłań jest zminimalizowane. W przypadku częściowo wszczepialnej protezy pompa umieszczana jest w ciele pacjenta, a przenośny sterownik do jej napędzania znajduje się na zewnątrz i może z nią funkcjonować około dwóch lat.

Z elastycznym tytanem

Tu jednak naukowcy napotykają inne problemy. Proteza wszczepiana musi być podwójnie niezawodna: nie zużywać się mechanicznie w milionach cykli pompowania krwi, które ma wykonać, i być biozgodna z organizmem. Biozgodność oznacza odporność na degradację wywołaną kontaktem jej powierzchni z żywymi tkankami i krwią. I tu znalazła zastosowanie innowacyjna metoda zabrzańskich naukowców, nagrodzona we Francji.

We współpracy z Instytutem Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN w Krakowie i Joanneum Research Lesercenter w Leoben w Austrii udało im się pokryć poliuretan – nie niszcząc jego struktury – warstwą tytanu i jego związków, które są materiałami bardzo dobrze tolerowanymi przez nasz organizm. Powłoka ta jest bardzo cienka – grubości milionowych części milimetra – dzięki czemu krysta-liczny z natury tytan zachowuje się elastycznie. Proteza jest zarazem i biozgodna, i miękka, dzięki czemu delikatnie pompuje krew. Technologia ta daje możliwość dalszej modyfikacji składu tej powłoki – poprzez dodawanie kolejnych pierwiastków. – Przedstawiliśmy nową koncepcję, a nie gotowy produkt do zastosowania – wyjaśnia Roman Kustosz. Liczy na to, że za trzy lata – po dopracowaniu prototypu – będzie można protezę wszczepić pierwszym pacjentom.

W światowej czołówce

Zabrzański ośrodek, obok Stanów Zjednoczonych, Niemiec i Japonii, należy do światowej czołówki. Roman Kustosz odwiedził ostatnio laboratoria badawcze uniwersytetu w Pensylwanii, gdzie opracowana została najszerzej stosowana obecnie na świecie pozaustrojowa komora serca i pierwsza całkowicie wszczepialna proteza: – Laboratoria są zorganizowane podobnie do naszych, posługują się podobnymi narzędziami i technologiami. Jednak to nie my jesteśmy liderami, stale gonimy wiodące ośrodki, które wydają bardzo duże pieniądze na badania, a my pracujemy w naszych realiach.

Daleki jest od twierdzenia, że mamy protezę serca, która na stałe zastąpi biologiczne. Serce przeszczepione od dawcy pracowało w organizmie człowieka najdłużej 25 lat. Protezy sztuczne – przy zastosowaniu wymiany – maksymalnie 5 lat, a bez niej – 4 lata. Trudno zbliżyć się do ideału, jakim obdarzyła nas natura, ale naukowcy szukają na to sposobów, bo właśnie to ratuje ludzkie życie.



Gość Niedzielny 26/2005