Forskere ved Linköping Universitet har med hjælp fra magnetiske kameraer undersøgt blodgennemstrømningen i et kunstigt hjerte i realtid. Resultaterne gør det muligt at designe hjertet på en måde, der reducerer risikoen for blodpropper og nedbrydning af røde blodlegemer, som er et almindeligt problem i dagens kunstige hjerter.
Undersøgelsen, der er offentliggjort i tidsskriftet Scientific Reports, blev udført i samarbejde med virksomheden Scandinavian Real Heart AB, som udvikler et kunstigt hjerte. “Hjertet er en muskel, der aldrig hviler. Det kan slå i op til hundrede år uden service. Men at konstruere en pumpe, der fungerer på samme måde, er en udfordring,” siger Tino Ebbers, professor i fysiologi ved Linköping Universitet.
I dag udføres der næsten 9.000 hjerte transplantationer globalt hvert år, og antallet af patienter på venteliste vokser. I EU står omkring 2.800 personer på venteliste til et nyt hjerte, mens der er cirka 3.400 i USA. Mange af de patienter, hvis hjerte ikke fungerer, er forbundet til en maskine, der varetager deres blodcirkulation, hvilket begrænser dem til hospitalssengen. For dem kan et kunstigt hjerte være en løsning, mens de venter på en donor.
“At finde et biologisk kompatibelt hjerte kan tage lang tid. I sådanne tilfælde kan et kunstigt hjerte gøre det muligt for patienten at vente derhjemme. Selvom de ikke kan løbe som Usain Bolt, kan patienterne være sammen med deres kære i ventetiden,” forklarer Twan Bakker, ph.d.-studerende ved Center for Medical Image Science and Visualization, CMIV, ved Linköping Universitet.
For at opnå dette skal teknologien forbedres. Blodpropper og skader på røde blodlegemer er almindelige problemer i kunstige hjerter med pulserende funktion. Dette skyldes ofte, at områder med høj og lav blodgennemstrømning er tæt på hinanden, eller at blodet er stillestående i hjertet. Høj hastighed og turbulens kan føre til ødelæggelse af røde blodlegemer, mens lav hastighed øger risikoen for blodpropper.
For at minimere risikoen for komplikationer kræves en dybdegående forståelse af blodgennemstrømningen i det kunstige hjerte. Forskerne ved Linköping Universitet har derfor anvendt magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) til realtidsobservation af blodgennemstrømningen i et pulserende kunstigt hjerte. Resultaterne blev sammenlignet med blodgennemstrømningen i et naturligt hjerte. “Det interessante ved denne teknologi er, at det er muligt at se ind i en patient eller i dette tilfælde et kunstigt hjerte uden at skulle åbne og undersøge det direkte—det er helt unikt,” siger Ebbers.
Forskerne kunne se i MRI-billederne, at blodgennemstrømningen i det kunstige hjerte mindede om det i et sundt hjerte. Dette bekræfter, at hjertet er godt designet. Scandinavian Real Hearts kunstige hjerte har for nylig modtaget betegnelsen Humanitarian Use Device (HUD) fra den amerikanske fødevare-og lægemiddeladministration (FDA). HUD-betegnelsen gør det muligt at ansøge om Humanitarian Device Exemption (HDE), en accelereret reguleringsramme, der kan give produktet begrænsede markedsføringsrettigheder.
Ifølge forskerne vil det kliniske brug stadig være et par år væk, da prækliniske og kliniske studier først skal afsluttes. “Vores drøm er at udvikle et kunstigt hjerte som en permanent løsning. Vi er ikke der endnu, da vi først skal vise, at det fungerer som en overgang til transplantation, så vi kan forhindre patienten i at dø, mens de venter på et hjerte. Men vores ultimative mål er fantastisk, og når vi når det, vil der ikke være behov for donorhjerter,” siger Bakker.