Kunsthart

Mechanische harten

Mechanische harten, waartoe totale kunstharten en ventriculaire hulpmiddelen (VAD’s) behoren, zijn machines die in staat zijn de pompwerking van het hart gedurende langere perioden te vervangen of te ondersteunen zonder buitensporige schade aan de bloedbestanddelen te veroorzaken. Voor de implantatie van een volledig kunsthart moeten de beide hartkamers (de onderste kamers) van de patiënt worden verwijderd. Bij het gebruik van een VAD ter ondersteuning van de rechter- of linkerhartkamer blijft het gehele hart echter in het lichaam. Mechanische harten worden alleen geïmplanteerd nadat maximale medische behandeling heeft gefaald. Ze kunnen worden gebruikt voor reanimatie na een hartstilstand, voor herstel van cardiogene shock na een hartoperatie, en bij sommige patiënten met chronisch hartfalen die op een harttransplantatie wachten. Af en toe zijn mechanische harten gebruikt als permanente ondersteuning bij patiënten die niet in aanmerking komen voor een harttransplantatie of als overbrugging voor het herstel van het zieke hart van de patiënt zelf. Het doel is om een veilig, effectief systeem te bieden dat de ontvanger in staat stelt om zich vrij te bewegen, waardoor de kwaliteit van leven verbetert. Sommige ontvangers van VAD’s leven al enkele jaren en zijn teruggekeerd naar hun werk en normale lichamelijke activiteiten.

Een linker VAD pompt zuurstofrijk bloed van de linkerhartkamer naar de aorta. Het pompgedeelte van het apparaat wordt geïmplanteerd in de linker bovenbuik of in de linkerzijde van de borstkas. Een slangetje van de pomp komt uit de huid en is verbonden met een regelaar die de werking van de pomp regelt en met een stroombron. Pneumatische apparaten hebben membranen of zakjes die door luchtdruk worden bewogen om het bloed te pompen, terwijl elektrische apparaten elektromechanische systemen gebruiken voor de aandrijving. Er worden elektrische apparaten ontwikkeld die volledig implanteerbaar zijn en waarvoor geen slangetje nodig is dat uit de huid komt; bij deze apparaten wordt de stroom voor de pomp tussen externe en interne batterijen door de intacte huid geleid.

De meeste mechanische harten bestaan uit verschillende centrifugaalpompen, paracorporeale pulsatiele pompen, cardiopulmonale bypass (CPB)-pompen en de intra-aortale ballonpomp (IABP). Deze pompen wekken een pulserende bloedstroom en druk op die vergelijkbaar zijn met die van het natuurlijke hart. Kleinere apparaten, bekend als axiale stromingspompen, daarentegen, genereren een continue bloedstroom door middel van een straalmotortechnologie. Een ervaren chirurgisch team kiest het apparaat dat moet worden geïmplanteerd door de grootte van de patiënt, de hoeveelheid ondersteuning die het hart nodig heeft en de verwachte duur van de ondersteuning te beoordelen.

Het eerste succesvolle gebruik van een mechanisch hart in een mens werd in 1966 uitgevoerd door Michael E. DeBakey. Na een operatie om de aorta en de mitralisklep van de patiënt te vervangen, werd een linker VAD geïnstalleerd, waardoor het mogelijk werd de patiënt van de hart-longmachine te ontdoen; na 10 dagen pompstroom van de VAD herstelde het hart zich en werd de VAD verwijderd. In de jaren zeventig werden synthetische materialen ontwikkeld die de ontwikkeling van permanente kunstharten aanzienlijk hebben bevorderd. Eén zo’n apparaat, ontworpen door de Amerikaanse arts Robert K. Jarvik, werd in 1982 operatief geïmplanteerd bij een patiënt door de Amerikaanse chirurg William C. DeVries. Het apparaat van aluminium en plastic, dat naar de uitvinder Jarvik-7 werd genoemd, verving de twee hartkamers van de patiënt. Twee rubberen membranen, ontworpen om de pompwerking van het natuurlijke hart na te bootsen, werden kloppend gehouden door een externe compressor die via slangen met het implantaat was verbonden. De eerste patiënt overleefde 112 dagen en overleed als gevolg van diverse lichamelijke complicaties die door het implantaat werden veroorzaakt. Met latere patiënten ging het niet veel beter of zelfs slechter, zodat het gebruik van de Jarvik-7 werd stopgezet. In 2001 implanteerde een team van Amerikaanse chirurgen het eerste volledig autonome kunsthart, het AbioCor kunsthart genoemd. De patiënt overleefde 151 dagen.

In 2008 werd een volledig functioneel kunsthart ontwikkeld door Carmat, een Frans bedrijf opgericht door cardioloog Alain Carpentier. Het apparaat was bekleed met een speciaal ontworpen biosynthetisch materiaal om de ontwikkeling van bloedstolsels te voorkomen en de kans op afstoting door het immuunsysteem te verkleinen – problemen die in verband worden gebracht met de AbioCor en Jarvik-7 kunstharten. Het Carmat-hart maakt ook gebruik van sensoren om de bloedstroom en de hartslag te regelen. Er werd gewerkt aan plannen om het hart eerst bij kalveren en schapen en later bij mensen met terminaal hartfalen te testen.

George P. Noon