Dr. Willem Kolff, nizozemski znanstvenik, je tudi tisti, ki je razvil prvo uporabno umetno ledvico in ki je bil med prvimi, ki je umetno srce vsadil psu. Naslednji mejnik nato postavi dr. Denton Cooley, ko vsadi prvo začasno umetno srce, ki je v celoti zamenjalo srce bolnika. Prvo trajno umetno srce, ki ga je zasnoval dr. Robert Jarvik, pa so vsadili že leta 1982,« na bolj zgodovinsko stran skoraj znanstvenofantastične zgodbe o napravah, ki bodo v bližnji prihodnosti mogoče že v celoti zamenjale delovanje obolelega srca, predstavi, Egemen Tuzun, dr. med., znanstveni direktor univerze inštituta za predklinične študije na univerzi Texas A &M University, ki skupaj z odličnim nizozemskim srčnim kirurgom in skupino inženirjev pripravlja doktorsko tezo o translacijskem biomedicinskem inženiringu na področju umetnih src.

Bili ste zelo uspešen kirurg in svoje delo opravljali predano. Kako to, da ste se nato odločili, da svojo profesionalno pot nadaljujete kot znanstvenik, specializiran za umetna srca?

»Kot klinični kirurg sem svojim pacientom služil 17 let, tj. dokler se leta 2001 nisem zaposlil na inštitutu Texas Heart Institute. Moje ukvarjanje z raziskavami in inženiringom se je začelo, ko sem spoznal dr. O. H. Frazierja, ki je eden izmed pionirjev translacijskih raziskav umetnega srca in direktor srčno-žilnega kirurškega laboratorija. Navdušila sta me njegova neverjetna vdanost in trud; kot srčno-žilni kirurg in znanstvenik sem se pridružil njegovi skupini strokovnjakov, ki iščejo rešitve za bolnike z odpovedjo srca in za programe za umetno srce.«

Kaj vam pri tem delu po žilah požene največ adrenalina?

»Kot znanstvenik in kirurg lahko združim inženiring, osnovno znanstveno znanje in kirurške spretnosti ter pomagam pri razvoju zdravljenja končne srčne odpovedi (zdravljenja pacientov, za katere ni več upanja). Tesno sodelujem z inženirji in znanstveniki, s katerimi poskušamo izboljšati umetno srce. To je najbolj razburljiv del moje službe, saj tako širim svoje znanje tudi na drugih znanstvenih področjih, kar mi pomaga bolje razumeti in reševati težave, ki se pojavljajo pri razvoju in preizkušanju naprav za mehansko podporo cirkulacije.«

In kaj vam pri delu, ki ga opravljate predstavlja vašo največjo frustracijo?

»Človeško telo je čudovit in pameten stroj. Prepozna vsak tuj material, biološki in nebiološki, ki ni del njegove izvirne sestave ali funkcije. Na žalost ta obrambni mehanizem ne deluje vedno v prid našega telesa in neizogibna interakcija med telesom in napravo pri manjšem številu pacientov, ki jim vstavimo umetno srce, povzroči zaplete, kot so: srčne kapi, gastrointestinalne krvavitve, strdki ali slabo delovanje črpalk. Verjetno želja, da se izognemo tej interakciji in zmanjšamo nevarnost zapletov, ni samo moja želja, ampak tudi želja večine kliničnih zdravnikov in znanstvenikov.«

Razvojna pot ustvarjanja umetnega srca nikakor ni lahka. Kakšne so bile pomanjkljivosti predhodnih, neuspešnih umetnih src?

»Pri dozdajšnjem razvoju umetnega srca se je poskušalo posnemati delovanje srca sesalcev. Kot neverjetno uspešne so se pokazale črpalke s pulznim pretokom, še posebej kot naprave, ki so rešile neozdravljivo bolne bolnike s srčno odpovedjo. Vendar pa so bile zaradi velikosti in mehanske zapletenosti te črpalke neprimerne za večje število odraslega prebivalstva. V zadnjem desetletju velik korak pri zdravljenju bolnikov s srčno odpovedjo predstavljajo majhne, učinkovite in kirurško veliko manj zapletene ter potencialno cenejše črpalke z neprekinjenim pretokom krvi.«

Zakaj se je sploh zgodil takšen razmah pri iskanju umetnega srca?

»Kljub napredku pri zdravljenju z zdravili so presaditve srca še vedno glavno upanje za bolnike s končno srčno odpovedjo in za tiste, ki se ne odzivajo na tradicionalne metode zdravljenja. Zaradi pomanjkanja darovalcev se uporabljajo umetna srca, ki pomagajo bolnikom, ki sicer ne bi dočakali presaditve.«

Ali sta vzrok za to nezdrav življenjski slog in porast bolezni srca in ožilja?

»Srčna obolenja so najpogostejši vzrok umrljivosti v razvitem svetu in žal je sodobni način življenja s tem tesno povezan. S srčnimi obolenji in kapjo povezujemo več kot sto dejavnikov tveganja, ki se pojavljajo pri celotnem prebivalstvu. V razvitem svetu lahko vsaj eno tretjino srčno-žilnih obolenj pripišemo tobaku in alkoholu, visokemu krvnemu tlaku, povišani ravni holesterola in čezmerni teži. Nekatere izmed glavnih dejavnikov lahko preprečimo, zdravimo in nadzorujemo tako, da opustimo kajenje, znižamo raven holesterola v krvi in krvnega tlaka, se zdravo prehranjujemo in povečamo telesno dejavnost.«

Odpoved srca je najpogostejši vzrok hospitalizacije pri bolnikih, starejših od 65 let. Kakšna je stopnja umrljivosti zaradi odpovedi srca?

»Napoved poteka bolezni pri odpovedi srca je zelo slaba v vseh starostnih skupinah. Podatki kažejo, da od 40 do 50 % ljudi z diagnozo odpovedi srca umre v roku enega leta. Glede na pomanjkanje darovalcev je jasno, zakaj je uporaba umetnih src bistvenega pomena pri zdravljenju teh bolnikov.«

Zaupajte nam najpogostejše vzroke odpovedi srca.

»Odpoved srca lahko povzročijo okoliščine, ki poškodujejo ali preobremenjujejo srčno mišico. Srce sčasoma peša. Ne more se več napolniti in/ali črpati krvi, kot bi jo moralo. Ko srce slabi, se lahko v krvni obtok sproščajo določene beljakovine ali druge snovi. Te snovi delujejo strupeno na srce in krvni obtok ter odpoved srca še dodatno poslabšajo. Najpogostejši vzroki odpovedi srca so: koronarna bolezen srca, hipertenzija, sladkorna bolezen, kardiomiopatija, bolezni srčnih zaklopk, prirojene srčne napake, zloraba alkohola ali kokaina ter aritmije.«

V katero smer se obračajo smernice zdravljenja odpovedi srca?

»Kratkoročna cilja pri zdravljenju bolnikov z odpovedjo srca so lajšanje simptomov in izboljšanje kakovosti življenja. Doseganje teh ciljev, ki so prvenstveno povezani z nadzorom zamašitve obtočil, najbolje ocenimo s pogovorom z bolnikom. Dolgoročni cilj zdravljenja mora biti podaljšanje življenja, tako da upočasnimo, zaustavimo ali celo obrnemo progresivno disfunkcijo levega prekata, ki je značilna za odpoved srca. Tako so ob jemanju zdravil kirurški posegi usmerjeni v izboljšanje stanja izvirne bolezni, vsadni kardioverterdefibrilatorji, zdravljenje z matičnimi celicami, inženiring tkiv (biološko umetno srce) in mehanska podpora kroženju s pomočjo umetnega srca trenutne smernice pri zdravljenju odpovedi srca.«

Glede na potrebe je število doniranih src danes še vedno premalo …

»Na žalost je število darovalcev src doseglo konstantno raven, čeprav se število potencialnih bolnikov veča. Vsako leto se na svetu izvede več kot 5.000 presaditev srca, čeprav ocenjujemo, da je kandidatov za presaditev približno 50.000. To pomanjkanje tega organa pomeni, da morajo zdravniki natančno oceniti, kdo bo prejel darovano srce. Po drugi strani pa takšno stanje pojasnjuje, zakaj je razvoj umetnega srca bistvenega pomena za bolnike s končno srčno odpovedjo.«

Jeseni so po poročanju svetovnih medijev dečku v Italiji vsadili prvo umetno srce. Ali to drži?

»Najprej bi želel natančno pojasniti terminologijo, ki jo uporabljamo za te naprave. Izraz umetno srce se uporablja na splošno za vse mehanske naprave, ki podpirajo delovanje pešajočega srca. Tukaj pa je še umetno srce, ki se vsadi v telo bolnika in ki v celoti nadomesti srce. To pomeni, da se bolnikovo srce v celoti odstrani iz telesa in umetna naprava v celoti prevzame funkcijo srca. Pri omenjenem 15-letnem bolniku umetno srce podpira samo delovanje levega prekata in srce je še vedno v telesu bolnika in bije naprej, čeprav ni sposobno bolnika vzdrževati pri življenju samo in brez pomoči. To pomeni, da je naprava, ki so jo vsadili temu bolniku, tako imenovana mehanska podpora prekatu in delno podpira delovanje srca bolnika.«

Kaj pa menite o pomenu umetnih črpalk, ki delujejo z namenom, da razbremenijo srce, torej ne gre za umetno srce, ampak le pomoč obstoječemu?

»Kot sem že prej omenil, se te naprave imenujejo mehanske podpore prekatu in njihov namen je, da nudijo začasno ali trajno podporo srčnemu prekatu, ki peša. To je pravzaprav najpogostejša vrsta naprav, ki jih trenutno uporabljamo povsod v svetu. Enoletno preživetje pri bolnikih s to napravo je trenutno od 80- do 85-odstotno, kar je velik uspeh. Še pomembneje pa je, da je kakovost življenja teh bolnikov odlična. Večina bolnikov z manjšimi omejitvami živi družbeno in strokovno življenje, kot so ga imeli pred vstavitvijo. Pri enem izmed bolnikov je ta naprava brez napak in brez odpovedi katerega koli izmed organov delovala kar 7 let, bolnik pa je imel zelo aktivno življenje. Mehanske podpore prekatu so odličen način zdravljenja za bolnike, ki se ne odzivajo na tradicionalno zdravljenje z zdravili.«

Kakšne so njene prednosti in slabosti v primerjavi z nadomestnim umetnim srcem?

»Mehanske podpore prekatu so namenjene podpori ene ali dveh srčnih votlin in pri takšnem posegu se ne zgodi eksplantacija oziroma odvzem srca. V primerjavi z umetnim srcem je sama tehnika vsaditve lažja, saj gre za majhne naprave. Prav tako je veliko manj pooperacijskih zapletov. Prav tako so te naprave mehansko manj zapletene, kar poveča njihovo zanesljivost. Trenutno je umetno srce precej velika naprava in tako je potrebna odstranitev bolnikovega srca, da ima umetno srce dovolj prostora v prsni votlini. Tako je bolnik v celoti odvisen od umetnega srca. Prav zaradi te razlike v velikosti bolnikov in naprav inštitut Texas Heart Institute razvija umetno srce z neprekinjenim pretokom krvi, ki v celoti nadomesti srce bolnika. Imel sem veliko srečo, da sem bil tudi sam del te skupine. Upajmo, da bomo v bližnji prihodnosti deležni dobrih novic glede razvoja te tehnologije.«

Kako pa je s strahom, da bi se umetno srce tako kot npr. računalnik pokvarilo in bi se nekje nepričakovano zgrudili? Ste pripravljeni tudi na to?

»Zelo redko se zgodi, da naprava preneha delovati zaradi strdka ali poškodb napajalnega kabla. Pri bolnikih, ki imajo vsajeno mehansko podporo prekatu, je mogoče napravo zamenjati, kar počnejo izkušeni centri. Na žalost pa je pri umetnem srcu, ki je v celoti nadomestilo bolnikovo srce, bolnik v celoti odvisen od naprave in posledica odpovedi takšnega umetnega srca je lahko tudi smrt, če se zdravljenje ne začne takoj.«

Iz kakšnega materiala so zgrajene te sodobne srčne naprave in kako se napajajo?

»Večino naprav, ki so trenutno na voljo, napaja električna energija ali baterije. Izhodna cevka, ki je speljana skozi kožo od podporne naprave in nato do nadzornika sistema, vsebuje električne kable, ki napajajo črpalko. Kadar enota ni priklopljena na električno energijo, bolnik uporabi baterije za polnjenje, kadar želi biti mobilen. Baterije se zamenjajo po potrebi. Polnijo se, ko so priklopljene na osnovno enoto ali pa s pomočjo drugega vira. Nadzornik sistema in baterije bolnik nosi opasane na posebnem pasu ali v kakšni drugi napravi za nošenje. Ko se enota priključi na električno energijo, energijo dovaja naprava, ki se imenuje osnovna enota, ki se jo vključi v električno vtičnico.«

Se tako kot pri drugih transplantacijah organov tudi pri umetnem srcu borite z zavrnitvijo telesa?

»V primerjavi z darovanimi srci pri umetnem srcu, ki se vsadi v telo bolnika in v celoti nadomesti srce, ni nevarnosti zavračanja, saj je le-to izdelano iz biokompatibilnega materiala, kar pomeni, da ni potrebe po imunosupresivnih zdravilih.«

Ali raziskovalci umetnih src po svetu med seboj sodelujete ali se tudi v to sfero vsilita neizprosna tržna logika in tekmovalnost v smislu »kdo bo prvi odkril superumetno srce«?

»Akademski krogi in gospodarstvo zelo tesno sodelujejo pri razvoju optimalnega umetnega srca. Svoje informacije z veseljem delimo z raziskovalci. Ne glede na to pa na trgu – jasno – obstaja rivalstvo med družbami, ki se ukvarjajo z izdelavo teh naprav; sam to vidim kot pozitivne povratne informacije za razvoj še učinkovitejšega umetnega srca.«

Zaupajte mi, kako daleč je stroka od supersrca.

»Na to vprašanje je težko odgovoriti. Kot omenjeno prej, povsod po svetu potekajo številni raziskovalni programi za razvoj mehanskega in biološkega umetnega srca. Razvoj obstoječih tehnologij in materialov bo gotovo bistveno vplival na razvoj optimalne naprave. Prihodnost je gotovo zelo svetla, vendar ne bi želel uganjevati, koliko smo še oddaljeni od tega trenutka. Glede na kratko pričakovano življenjsko dobo in kakovost takšnega življenja bolnikov s temi napravami pred 20 ali 30 leti je napredek, ki smo mu priča danes, neverjeten. Bistveno sta se podaljšali življenjski dobi bolnikov in naprav, bistveno se je zmanjšala stopnja zapletov, kirurške tehnike so postale preprostejše in kakovost življenja teh bolnikov se je v primerjavi s preteklostjo močno izboljšala.«

Kako pa si zamišljate to sanjsko napravo?

»Na žalost še vedno nimamo popolnega umetnega srca. Pri vseh napravah je prisotna določena stopnja odpovedi ali zapletov. Teoretično bi sanjsko napravo moralo biti mogoče zlahka vsaditi in odstraniti, morala bi biti odporna na nastajanje strdkov, po potrebi bolniku zagotavljati trajno podporo, ne sme biti potrebe po zdravilih za redčenje krvi, naprava bi morala biti zelo tiha, vir energije pa bi moral energijo zagotavljati dlje časa. Tehnologije, ki so trenutno na voljo, so na poti doseganja teh ciljev in upamo lahko, da bomo v bližnji prihodnosti priča razvoju idealne naprave.«

Bo umetno srce finančno dostopno vsem, ki ga bodo potrebovali? Boste postavili kakšne prioritete na tem področju?

»Trenutno se te naprave vstavljajo predvsem bolnikom v razvitem svetu, saj gre za izjemno drage tehnologije. Celo v teh državah zavarovalnice včasih ne želijo pokriti stroškov naprave in operacije. Da bi se tem težavam izognili, znanstveniki razvijajo in preizkušajo cenovno dostopnejše naprave. Sam menim, da bomo težave s cenovno dostopnostjo rešili v bližnji prihodnosti in da bodo te življenje rešujoče naprave na voljo bolnikom s srčno odpovedjo povsod po svetu.«

Za konec se naveživa še na Slovenijo. Ali sodelujete pri svojem delu tudi s slovenskimi kardiologi?

»Na inštitutu Texas Heart Institute je bil eden izmed mojih mentorjev dr. Igor Gregorič, Slovenec. Naučil me je veliko o medicini in strokovnosti. Prav tako sem imel priložnost sodelovati s številnimi slovenskimi kardiologi in kirurgi, kot na primer z dr. Bojanom Vrtovcem ter s številnimi študenti medicine in z zdravniki. Še vedno sodelujemo pri številnih projektih, ki se nanašajo na zdravljenje odpovedi srca z mehansko podporo kroženju. To so odlični zdravniki in moji dobri prijatelji. Vašo čudovito deželo sem imel priložnost obiskati tri leta zapored, ko sem se udeležil simpozija o srčni odpovedi v Portorožu.«

Prepričana sem, da ste tudi vi s svojo dinamiko in pozitivno energijo naredili vtis na Slovenijo. Zaupajte mi samo še to: Kaj poganja vaše » srce«?

Moj osebni moto je »Nikoli ne obupaj«. Občudujem Thomasa A. Edisona in njegov odnos do neuspelih poskusov, preden je izumil žarnico: »To ni bil neuspeh. Odkril sem 10.000 načinov, kako stvar ne deluje.« Disciplina, želja in vdanost so zame ključ do uspeha.


Moje zdravje št. 134 / 1. februar 2011

foto: Tjaši Artnik Knibbe