pienoiskuva|"Soft Total Artificial Heart", keinosydämen konsepti. Keinosydän tai tekosydän on pumppujärjestelmä, joka voidaan asentaa sydämen vaikeaa vajaatoimintaa sairastavalle potilaalle. Se ylläpitää veren kiertoa ja hapetusta.

Mekaanisia sydämiä asennetaan sitten, kun muut lääketieteen keinot on käytetty loppuun. Erilaisia mekaanisia sydämiä voidaan käyttää sydänpysähdyksen jälkeisessä elvytyksessä, sydänperäisestä sokista toipumisessa sydänleikkauksen jälkeen sekä joillakin kroonista sydämen vajaatoimintaa sairastavilla potilailla, jotka odottavat sydämensiirtoa. Mekaanisia sydämiä on käytetty pysyvänä tukena potilaille, jotka eivät täytä sydämensiirron kriteereitä, samoin kuin väliaikaisena ratkaisuna siihen asti, kunnes potilaan oma sydän toipuu.

Pisimmillään keinosydän on ollut potilaalla yhtäjaksoisesti 7 vuotta, 5 kuukautta ja 4 päivää. Kyseessä ei kuitenkaan ollut kokonainen keinosydän, vaan potilaan omaa heikentynyttä sydäntä avustava lisälaite.

Eräät keinosydänmallit ovat pneumaattisia: niissä ilmanpaine liikuttaa kalvoja tai pusseja, jotka sysäävät veren liikkeeseen. Toiset mallit perustuvat sähköpumpuille, jotka kierrättävät verta suonissa mallista riippuen joko sykäyksittäin tai jatkuvana, tasaisena virtana.

Tyypit Käytössä on kahden tyyppisiä keinosydämiä: 1) kokonainen keinosydän, joka asennetaan sen jälkeen, kun luonnollinen sydän on poistettu, ja 2) kammioavustin, joka asennetaan avustamaan potilaan omaa sydäntä, joka jää paikalleen jatkamaan työtään.

Kokonainen keinosydän Kokonaisen keinosydämen asentaminen edellyttää sydämen molempien kammioiden poistamista.

Kammioavustin Kammioavustin (ventricular assist device) sijoitetaan rintakehän sisään. Laitteen virtalähde ja järjestelmän ohjain jäävät kehon ulkopuolelle ja käyttäjä kantaa niitä valjailla. Putki kulkee ihon läpi pumpusta ohjainlaitteeseen ja virtalähteeseen.

Kammioavustin ottaa verta sydämen kammiosta eri reittiä ja työntää sen korkealla paineella aorttaan. Tämä lisää sydämestä poistuvaa verta ja kohentaa siten sydämen tehoa. Laite ratkaisee vaikeudet sydämen oikean ja vasemman puolen verenkierron tasapainottamisessa, sillä kammioavustimessa sydämen toista kammiota voidaan tukea toisesta riippumatta.

Ensimmäisen kerran kammioavustinta käytettiin onnistuneesti vuonna 1966. Sittemmin kammioavustimet ovat mullistaneet sydänpotilaiden hoidon ja niistä on tullut hyvin yleisiä.

Sydänkeuhkokone pienoiskuva|Sydänkeuhkokone (2007) Sydänkeuhkokone on mekaaninen pumppu, joka ylläpitää potilaan veren kiertoa ja hapetusta sydänleikkauksen aikana. Laite siirtää verta letkuilla laskimojärjestelmästä keuhkon virkaa toimittavaan hapetuskoneeseen, joka poistaa verestä hiilidioksidia ja lisää vereen happea. Sen jälkeen veri pumpataan takaisin valtimoverkostoon. Jotta veri riittäisi ylläpitämään elintoimintoja sekä kehon kaukaisimmissa osissa sekä elimissä, joiden verenkierron tarve on suuri (esim. aivot, munuaiset ja maksa), minuutissa on pumpattava yli 5 litraa verta. Sydänkeuhkokoneen ansiosta sydän vapautuu pumppaustehtävistään ja se voidaan pysäyttää, jolloin kirurgi pystyy suorittamaan avosydänleikkauksen. Leikkaukseen voi kuulua venttiilin korjaus tai vaihto, sydämen sisäisten vikojen korjaus tai verenkierron palauttaminen tukkeutuneisiin verisuoniin. Kirurgi John H. Gibbon Jr. raportoi vuonna 1953 ensimmäisestä onnistuneesta sydänkeuhkokoneen kliinisestä käytöstä. Hän toteutti leikkauksen laitteella, joka oli varustettu hänen itsensä kehittämällä hapetuskoneella ja kirurgi Michael E. DeBakeyn jo aiemmin kehittämällä pumpulla. Sen jälkeen sydän-keuhkokoneet ovat kehittyneet ja niitä voidaan käyttää aikuisten, lasten ja jopa vastasyntyneiden hoidossa.

Historia ”Mekaanisesta verenkierron tukemisesta” oli puhuttu jo 1800-luvulla. Keksijä ja lentäjä Charles Lindbergh kehitti leikkausoperaatioita varten veripumpun, ja yhdessä Alexis Carrelin kanssa myös sydämen kaltaisen laitteen pitämään sisäelimiä elossa ruumiin ulkopuolella. Vuonna 1937 Vladimir P. Demikhov kehitti keinosydämen ja asensi sen koiraan, joka pysyi leikkauksen jälkeen elossa viisi ja puoli tuntia. John H. Gibbon Jr. kehitti vuosien ajan sydänkeuhkokonetta, ja kehitystyö tuotti tulosta 1950-luvun alussa. Vuosikymmenten kuluessa lukuisat lääkärit antoivat panoksensa keinosydänten kehitykselle.

Ensimmäinen keinosydän asennettiin ihmiseen vuonna 1969, mutta potilas menehtyi neljän päivän kuluttua.

Ensimmäinen onnistunut pienoiskuva|pysty|Jarvik-7-keinosydän, joka tunnettiin myöhemmin nimellä CardioWest ja sen jälkeen nimellä SynCardia. Ensimmäinen kokonainen ja pitkäkestoinen keinosydän ihmiselle asennettiin Salt Lake Cityssä Utahissa Yhdysvalloissa 2.12.1982. Tämä laite kehitettiin tohtori Willem Kolffin johtamassa tutkimushankkeessa, mutta se oli nimetty tutkija Robert Jarvikin mukaan Jarvik 7:ksi, joten Jarvik sai kehitystyöstä kaiken kunnian. Potilas eli leikkauksen jälkeen 112 päivää. Ensimmäinen Jarvik-sydän asennettiin viidelle potilaalle, ja yksi heistä eli 620 päivää. Ensimmäisten keinosydänpotilaiden elämänlaatu oli erittäin huono. Jarvik 7 tarvitsi ulkoisen, jääkaapin kokoisen pumppuyksikön, jonka vuoksi potilas ei voinut lähteä sairaalasta ulos. Kaksi letkua kulki ihon läpi potilaan kyljestä. Kaksi potilaista sai vakavia aivohalvauksia, ja lopulta kaikki kuolivat joko sepsikseen tai veriongelmiin.

Jarvik 7:n johdannaiset olivat edelleen käytetyimpiä keinosydänmalleja vuonna 2014. Jarvik 7 -laitteella on kiinteä syketaajuus, eli se ei mukaudu potilaan fyysiseen aktiivisuuteen. Erään potilaan tiedetään eläneen 1 374 päivää laitteen kanssa.

Suomessa ensimmäinen tapaus oli joko 18.1.1998 tai 2015.

Uusia malleja pienoiskuva|pysty|Carmat-yhtiön keinosydän Grande Exposition du Fabriqué en France -näyttelyssä. Erilaisia keinosydämiä valmistavat muiden muassa SynCardia, Carmat, BiVACOR ja Jarvik Heart. Jarvik Heartin perusti Robert Jarvik, joka tunnetaan työstään ensimmäisen toimivan ja pitkäkestoisen keinosydämen parissa.

AbioCor-sydän asennettiin ensimmäisen kerran vuonna 2001. AbioCor oli ensimmäinen omavarainen keinosydän, joka ei tarvinnut liitoksia ihon läpi eikä ulkoista pumppua. Laitetta kehitettiin 30 vuotta, mutta se hyväksyttiin vain rajoitettuun käyttöön, ja pian sen jälkeen tuotanto lopetettiin. Kaikkiaan asennettiin viitsentoista AbioCor-sydäntä.

Vuonna 2008 täysin toimivan keinosydämen kehitti ranskalaisyhtiö Carmat. Carmatin sydän painaa 900 grammaa ja on suunniteltu kestämään noin viiden vuoden käytön. Sen kohdeyleisönä ovat pääasiassa ylipainoiset miehet. Keinosydän on peitetty biosynteettisillä aineilla hylkimisen estämiseksi. Se otettiin ensi kertaa käyttöön vuonna 2013, mutta potilas kuoli 75 päivän kuluttua. Carmatin laite eroaa aiemmista keinosydämistä siinä, että se ei ole tarkoitettu vain väliaikaisratkaisuksi siihen asti, kunnes toinen elin siirretään tilalle, vaan sen on tarkoitus korvata sydän pysyvästi.

BiVACOR-keinosydän asennettiin ensimmäisen kerran 2025. Mallissa on vain yksi liikkuva osa: pyörivä kiekko, joka leijuu magneettien varassa pintoihin koskematta ja siten myös kulumatta.

Ongelmia Infektiot ja verenmyrkytys ovat ongelma kaikissa laitteissa, joissa johto kulkee ihon läpi. Verta liikuttavat laitteet muuttavat veren koostumusta. Vieraat pinnat aiheuttavat veren hyytymistä, mikä johtaa aivohalvauksiin ja veren hajoamiseen. Ulkoiset akkupaketit ovat hankalia käyttää ja ne ovat myös infektioiden lähde. Käsilaukkuvarkaiden tiedetään anastaneen potilaiden akkupaketteja. Kehitteillä on järjestelmiä, jotka siirtävät energiaa ihon läpi induktion periaatteella, mutta kokonainen keinosydän kuluttaa paljon energiaa. Keinosydänten kompressoreita on pienennetty liikuteltavuuden parantamiseksi, mutta on ollut vaikeaa kehittää laitteista kokonaisuudessaan kehon sisään rakennettavia. Sen sijaan on ehkä mahdollista luopua kompressoripohjaisista keinosydämistä kokonaan ja käyttää niiden sijaan juoksupyöriin perustuvia VAD-laitteita verenkierron molemmilla puolilla.

Lähteet

Aiheesta muualla

Luokka:1900-luvun keksinnöt Luokka:Kardiologia Luokka:Implantit