Tim nhân tạo – Bước ngoặt lớn sự sống loài người

Tim nhân tạo – Bước ngoặt lớn sự sống loài người

Ai đã phát minh ra tim nhân tạo, lịch sử phát triển từ trái tim nhân tạo đầu tiên trên thế giới, tim nhân tạo đã góp phần mở ra thời kì mới về khoa học…

Khoa học ngày càng phát triể, và ngày càng có nhiều sản phẩm công nghệ tiên tiến ra đời. Đáng kể nhất là thành tựu về y học, Trái tim nhân tạo, mở ra kỷ nguyên mới cho sức sống con người. Cùng EVBN tìm hiểu về nguồn gốc của sự xuất hiện trái tim nhân tạo nhé!

Tổng quát

Trong nửa sau của thế kỷ 20, bệnh tim mạch vành đã trở thành nguyên nhân gây tử vong hàng đầu ở các nước công nghiệp, giàu có. Hơn nữa, hơn một nửa số ca tử vong ở Hoa Kỳ gây ra bởi các bệnh tim mạch. Nhiều ca tử vong trong số này có thể được ngăn ngừa bằng cách quản lý tích cực và các thủ tục phẫu thuật, bao gồm cả các hoạt động ghép tim.

Tuy nhiên, sự thiếu vắng trái tim của người hiến Tặng Ngay đã dẫn đến kỳ vọng rằng một thiết bị cơ học trọn vẹn hoàn toàn có thể cấy ghép hoàn toàn có thể khắc phục thực trạng thiếu vắng và tránh được yếu tố đào thải miễn dịch, nhưng những nỗ lực khởi đầu để cấy ghép trái tim nhân tạo vĩnh viễn đã bị chỉ trích là những thí nghiệm quá sớm trên người .
Thật vậy, những tranh cãi về việc cấy ghép thử nghiệm vào những năm 1960 hoàn toàn có thể đã ngưng trệ sự tăng trưởng của thay thế sửa chữa tim vĩnh viễn. Thay vào đó, chất lượng đời sống kém do tim nhân tạo phân phối đã dẫn đến nỗ lực tăng trưởng một thế hệ thiết bị tương hỗ tâm thất trái mới .

Lý lịch

Trái tim con người là một cơ quan đáng quan tâm – lớn hơn một nắm tay một chút ít – đập hơn 100.000 lần một ngày mà không cần nghỉ ngơi. Trung bình ở người trưởng thành, tim sẽ bơm hơn 4,300 gallons ( 16,000 liters ) máu một ngày trải qua hơn 100,000 miles ( 161,000 km ) ven máu. Hình ảnh trái tim chỉ như một cái máy bơm, Michael E. DeBakey, người tiên phong trong phẫu thuật tim, người được gọi là “ Cơn lốc xoáy Texas ”, Dự kiến rằng một thiết bị cơ học có thể nhân đôi tính năng chính của nó .
Trái tim nhân tạo thực sự có từ năm 1957, khi Willem Kolff, người phát minh ra quả thận nhân tạo và Tetsuzo Akutsu đã cấy ghép một trái tim thí nghiệm vào động vật hoang dã. Trái tim quy mô của Kolff đã giữ một con chó sống trong 36 giờ. Các nhà khoa học và chuyên viên về tim đã theo đuổi bốn cách tiếp cận chung để thay thế sửa chữa tim : tim nhân tạo, ghép tim từ người hiến Tặng Ngay, thiết bị tương hỗ chỉ sửa chữa thay thế một phần của tim tự nhiên và tim thay thế sửa chữa được tăng trưởng bằng kỹ thuật mô trong phòng thí nghiệm hoặc tim được nuôi cấy di truyền động vật bị biến hóa .
Trái tim nhân tạo lý tưởng về cơ bản sẽ hoạt động giải trí không lấy phí trong nhiều năm trong điều kiện kèm theo thiên nhiên và môi trường bên trong khung hình nóng ẩm, ăn mòn. Thiết kế thành công xuất sắc trái tim nhân tạo sẽ phải vượt qua những khó khăn vất vả đã thể hiện kể từ khi những thiết bị tiên phong như vậy được thử nghiệm vào những năm 1960 : tổn thương máu do tiếp xúc với vật tư nhân tạo, khước từ trái tim thay thế sửa chữa bởi mạng lưới hệ thống miễn dịch của khung hình, khó khăn vất vả trong việc cung ứng nguồn năng lượng rất đầy đủ cho bơm không có liên kết qua da, thu nhỏ những máy bơm đủ để sử dụng cho trẻ nhỏ và người lớn nhỏ, và kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng máu để phân phối với căng thẳng mệt mỏi sinh lý .
Mặc dù trái tim nhân tạo được tăng trưởng trong những năm 1990 hoàn toàn có thể xử lý được nhiều yếu tố như vậy, nhưng những thiết bị này hoàn toàn có thể sẽ không trở thành thực tiễn hoặc thông lệ trong nhiều năm. Thật vậy, lịch sử vẻ vang của tim nhân tạo là lịch sử dân tộc của những trường hợp gây tranh cãi .

Ảnh hưởng

Các nghiên cứu và điều tra do Viện Y học triển khai vào những năm 1990 ước tính rằng 10.000 đến 20.000 người Mỹ mỗi năm hoàn toàn có thể là ứng viên cho tổng số trái tim nhân tạo và 25.000 đến 50.000 người khác hoàn toàn có thể cần một thiết bị tương hỗ tâm thất trái. Suy tim tác động ảnh hưởng đến khoảng chừng 5 triệu người Mỹ mỗi năm .

Thêm vào đó, tỷ suất tử trận do suy tim tăng gấp ba lần từ năm 1974 đến năm 1994. Nhiều loại máy bơm nhân tạo khác nhau đã phân phối những “ cầu nối ” trong thời điểm tạm thời, giữ cho bệnh nhân sống trong khi chờ ghép, nhưng số lượng tim được hiến Tặng Ngay chỉ khoảng chừng 2 nghìn quả mỗi năm .
Đối với nhiều bệnh nhân, máy bơm trợ giúp, còn được gọi là thiết bị tương hỗ thất trái ( LVAD ), hoàn toàn có thể thiết thực hơn là thay thế sửa chữa hàng loạt trái tim. DeBakey mở màn điều tra và nghiên cứu tim nhân tạo và những thiết bị tương quan vào năm 1960. Ông đã phát minh ra một máy bơm máu đơn thuần, LVAD, hoàn toàn có thể hỗ trợ tim trong khi bệnh nhân chờ cấy ghép. Năm 1966 DeBakey triển khai ca cấy ghép LVAD tiên phong trên người .
Một trong những sự kiện kịch tính nhất trong cuộc phẫu thuật thế kỷ XX xảy ra vào năm 1967, khi Christiaan Barnard ( 1922 – ), một bác sĩ phẫu thuật người Nam Phi, thực thi ca ghép tim tiên phong ở người. ( Trong nhiều trường hợp, bệnh tim hoàn toàn có thể nghiêm trọng đến mức bệnh nhân hoàn toàn có thể không qua khỏi trong thời hạn chờ đón một trái tim hiến khuyến mãi. )
Cố gắng sử dụng nội tạng động vật hoang dã, ví dụ điển hình như năm 1984, Leonard Bailey đã cấy ghép tim một con khỉ đầu chó vào một đứa trẻ sơ sinh, được xác lập là Baby. Fae, kết thúc trong thất bại. Do đó, sự thiếu vắng những cơ quan hiến Tặng Ngay đã tạo động lực lớn cho sự tăng trưởng của tim nhân tạo .
Vào ngày 4 tháng 4 năm 1969, Denton A. Cooley triển khai ca cấy ghép tim nhân tạo toàn diện và tổng thể tiên phong trên người khi ông sử dụng một thiết bị do Domingo Liotta tăng trưởng để duy trì sự sống của Haskell Karp. Karp là một bệnh nhân 47 tuổi, bị suy tim sau khi phẫu thuật phình động mạch thất trái .
Karp đã sống với trái tim nhân tạo trong lồng ngực của mình trong 65 giờ nhưng qua đời ngay sau khi được ghép tim. DeBakey công bố rằng trái tim mà Cooley sử dụng giống hệt với một trái tim đang được tăng trưởng trong phòng thí nghiệm của anh ấy và Cooley đã sử dụng nó mà không được phép. Bởi vì thiết bị này chỉ được sử dụng với thành công xuất sắc hạn chế ở bê con, DeBakey coi việc cấy ghép vào người là quá sớm và không khôn ngoan .

Mặc dù Cooley đã được bệnh nhân chấp thuận đồng ý cho phẫu thuật, nhưng anh ta đã không xin phép hội đồng xét duyệt của bệnh viện hoặc từ những cơ quan liên bang. Anh và Liotta nghĩ rằng sự được cho phép sẽ không được cấp và họ sẽ mất một thời cơ tuyệt đối để triển khai thí nghiệm. Mối quan hệ việc làm giữa Cooley và DeBakey đã bị tàn phá bởi những tranh cãi xung quanh hoạt động giải trí của Karp .
Sau đó, góa phụ của Karp đã mang một cái chết oan trái chống lại Cooley. Cô công bố rằng cô và chồng đã không được thông tin rất đầy đủ về những rủi ro đáng tiếc của tiến trình thử nghiệm. Thẩm phán bác bỏ vụ kiện, phán quyết rằng bệnh nhân đã đồng ý chấp thuận rõ ràng và bệnh viện cũng như những bác sĩ phẫu thuật đã thông tin kỹ lưỡng cho bệnh nhân về những rủi ro đáng tiếc của thủ pháp và năng lực phục sinh hoặc sống sót trọn vẹn thấp. Quyết định trong trường hợp này được coi là một bước ngoặt trong sự tăng trưởng và tiến hành công nghệ tiên tiến y tế .
Năm 1981, Cooley thực thi một ca phẫu thuật gây tranh cãi khác, đó là cấy ghép một trái tim nhân tạo tổng thể và toàn diện do Tetsuzo Akutsu tăng trưởng. Bệnh nhân 36 tuổi đã được duy trì tim nhân tạo trong 55 giờ cho đến khi có trái tim hiến khuyến mãi để cấy ghép .
Robert Jarvik, một bác sĩ và kỹ sư y sinh, đã tiếp cận DeBakey về việc thử nghiệm một thiết bị tựa như, được gọi là Jarvik-7, nhưng DeBakey khước từ vì cho rằng thiết bị này đã chuẩn bị sẵn sàng cho con người sử dụng. Một năm sau, William DeVries, hợp tác với Jarvik, đã cấy ghép trái tim Jarvik-7 vào lồng ngực của Barney Clark, một nha sĩ 61 tuổi ở Seattle chết vì suy tim .
trái lại với trường hợp Karp, trong đó trái tim nhân tạo được cấy ghép làm cầu nối để cấy ghép, DeVries và Jarvik dự tính sử dụng trái tim nhân tạo của họ để sửa chữa thay thế vĩnh viễn cho trái tim bị bệnh. Clark, người đã sống sót trong 112 ngày trong trái tim nhân tạo, được những thành viên trong nhóm cấy ghép tôn vinh là “ người tiên phong thực sự ”, người hiểu rằng anh đang tham gia vào một thí nghiệm không chắc sẽ cứu được mạng sống của mình nhưng sẽ cung ứng thông tin giúp khoa học y sinh và những bệnh nhân khác .
Năm ca cấy ghép tương tự như đã được triển khai trong suốt năm 1985. Người sống sót lâu nhất là William Schroeder, người được Jarvik-7 tương hỗ trong 620 ngày. Cảnh tượng về chất lượng đời sống kém và những biến chứng đau đớn mà những bệnh nhân như Clark và Schroeder phải chịu đựng đã tạo ra một phản ứng kinh hoàng của công chúng so với trái tim nhân tạo .
Hơn nữa, nhiều bác sĩ, nhà khoa học, nhà đạo đức học và những nhà hoạch định chủ trương đã Kết luận rằng việc sử dụng tim nhân tạo là quá sớm và phải đến thế kỷ sau mới có thế hệ tim nhân tạo mới cải tổ đáng kể đời sống của bệnh nhân. Các yếu tố tương quan đến tim nhân tạo cấy ghép sau cuối đã dẫn đến sự đồng thuận chung rằng một thiết bị tương hỗ sẽ thiết thực hơn và mang lại quyền lợi cho bệnh nhân .
Mục đích bắt đầu của LVAD là giữ cho những người bị suy tim quy trình tiến độ cuối còn sống cho đến khi có trái tim hiến khuyến mãi ngay. Theo cách này, Jarvik-7 sau đó đã được sử dụng cho hàng trăm bệnh nhân như một cầu nối để cấy ghép .
Vào đầu những năm 1990, những LVAD phức tạp đã được sử dụng tiếp tục trong những bệnh viện trên toàn quốc tế. Tuy nhiên, nhiều thiết bị bắt đầu quá lớn để sử dụng cho trẻ nhỏ và người lớn nhỏ .
Do đó, những nhà nghiên cứu đã tập trung chuyên sâu vào sự tăng trưởng của một LVAD nhỏ, nhưng vẫn can đảm và mạnh mẽ. DeBakey và những người khác đã phải triển khai một số ít thí nghiệm và thử nghiệm lâm sàng của họ ở châu Âu vì những lao lý của chính phủ nước nhà về thử nghiệm lâm sàng khắt khe hơn ở Hoa Kỳ .
Các giải pháp phát minh sáng tạo cho yếu tố tạo ra một chiếc máy bơm tốt hơn đã tăng trưởng nhờ sự hợp tác giữa DeBakey và những nhà khoa học của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia ( NASA ). ( Sự hợp tác này diễn ra sau một hoạt động giải trí mà DeBakey đã thực thi trên David Saussier, một kỹ sư của NASA .

Thiết bị tương hỗ não thất DeBakey ( VAD ), một máy bơm thu nhỏ có size giao động 1/10 so với những thiết bị cũ, ít gây tổn hại đến tế bào máu hơn, cần ít hơn 8 watt điện và hoàn toàn có thể sạc lại qua da. Nhiều thiết bị thử nghiệm khác cũng đang trong quy trình thử nghiệm vào năm 1998, khi DeBakey 90 tuổi đến Đức để đích thân giám sát những thử nghiệm tiên phong trên người so với VAD của ông .
Tất cả sáu bệnh nhân, người tiên phong, người đang trong thực trạng nguy kịch tại thời gian phẫu thuật, đã chết sáu tuần sau đó. Người thứ hai đã phải tháo thiết bị của mình vì sự hình thành cục máu đông trong chính sách này, nhưng hai bệnh nhân khác đã hoàn toàn có thể xuất viện với thiết bị vẫn còn nguyên tại chỗ .

Thế hệ mới của LVAD mang lại hy vọng cho nhiều bệnh nhân vì một hiện tượng bất ngờ được một số trung tâm cấy ghép tim thông báo. Một số bệnh nhân sử dụng LVADS trong khi chờ đợi một trái tim hiến tặng đã thực sự hồi phục. Rõ ràng, phần còn lại hoàn toàn cho tâm thất trái do LVAD cung cấp đã đảo ngược tình trạng suy tim ở một mức độ đáng kể và các tế bào tim mở rộng trở lại kích thước bình thường. Do đó, LVAD cũng có thể được sử dụng như một “cầu nối để khôi phục.”

Ngoài việc cấy ghép tim người và tim cơ học, 1 số ít nhà khoa học cho rằng mô và cơ quan của động vật hoang dã hoặc sự tích hợp của tế bào sống với vật tư nhân tạo ở đầu cuối sẽ được sử dụng để tương hỗ hoặc sửa chữa thay thế trái tim ốm yếu. Các nhà khoa học hiện đang nỗ lực tăng trưởng mô cơ tim, van tim và mạch máu trong phòng thí nghiệm ; giải pháp này được gọi là kỹ thuật mô. Bởi vì hàng loạt quả tim hiếm khi bị hỏng, nên hoàn toàn có thể giúp nhiều bệnh nhân có cơ tim được tạo mô .
Ngoài ra, trong nghành được gọi là cấy ghép xeno, những nhà khoa học đang tìm cách biến hóa nội tạng động vật hoang dã để chúng không bị người nhận phủ nhận. Sự phản đối của những nhà hoạt động giải trí vì động vật hoang dã và mối rình rập đe dọa từ những loại virus chưa được phát hiện trước đây đã khiến những loài linh trưởng ít được coi là nguồn cung ứng nội tạng, nhưng lợn chuyển gen sau cuối hoàn toàn có thể cung ứng nội tạng cho người .
Tuy nhiên, những nhà khoa học khác tin rằng phần nhiều gánh nặng xã hội và cá thể của bệnh tim hoàn toàn có thể được ngăn ngừa trải qua tập thể dục, đổi khác chính sách nhà hàng và vô hiệu hút thuốc .

Source: https://laodongdongnai.vn
Category: Phát Minh