Sztuczne serce – perspektywy i wyzwania kliniczne

Maja Butrym; Tomasz Głowniak; Julia Strzelczyk; Natalia Cabak; Maciej Białek

Sztuczne serce – perspektywy i wyzwania kliniczne

Authors

Maja Butrym, ; Tomasz Głowniak, ; Julia Strzelczyk, ; Natalia Cabak, ; Maciej Białek,

Keywords:

sztuczne serce, mechaniczne wspomaganie krążenia, przeszczep serca, niewydolność serca

Synopsis

Sztuczne serce (ang. TAH – Total Artificial Heart) stanowi alternatywę terapeutyczną w leczeniu pacjentów z zaawansowaną niewydolnością serca (HF), którzy nie kwalifikują się do transplantacji serca lub oczekują na nią przez długi czas. TAH jest również wykorzystywane w ramach mechanicznego wspomagania krążenia (MCS) i może pełnić funkcję terapii pomostowej do transplantacji, jak i terapii docelowej. Niewydolność serca jest zespołem objawów, które obejmują symptomy podmiotowe (duszność, obrzęki) oraz przedmiotowe (trzeszczenia w płucach, obrzęki obwodowe), wynikające z zaburzeń strukturalnych i hemodynamicznych serca. Może dotyczyć lewej komory serca (w postaci niewydolności z zachowaną lub zmniejszoną frakcją wyrzutową) lub prawej komory, a najczęstszą przyczyną tej patologii jest choroba niedokrwienna serca. Niewydolność serca prowadzi do pogorszenia jakości życia, częstych hospitalizacji oraz wysokiej śmiertelności, szczególnie wśród pacjentów powyżej 65. roku życia.

Leczenie niewydolności serca opiera się głównie na farmakoterapii, jednak w przypadku pacjentów z zaawansowaną postacią choroby, u których terapia farmakologiczna jest niewystarczająca, może być konieczne zastosowanie krótkoterminowego lub długoterminowego mechanicznego wspomagania krążenia (MCS). U pacjentów, u których leczenie zachowawcze nie przynosi poprawy, długoterminowe MCS stanowi pomost do transplantacji serca lub może pełnić rolę terapii docelowej. Należy podkreślić, że niewydolność serca może wynikać z różnych etiologii, w tym choroby niedokrwiennej serca, nadciśnienia tętniczego, wad zastawkowych czy szerokiego spektrum kardiomiopatii.

Rozwój technologii sztucznego serca, który rozpoczął się w 1957 roku, oferuje obiecującą alternatywę w leczeniu pacjentów z zaawansowaną niewydolnością serca. Istotnym przełomem w tej dziedzinie są urządzenia takie jak SynCardia i Aeson (Carmat), które znacząco zmieniają podejście do terapii pacjentów w stanie krytycznym. Sztuczne serce staje się coraz bardziej powszechną opcją terapeutyczną, zwłaszcza w obliczu rosnącej liczby pacjentów z niewydolnością serca na całym świecie.

References

Volod O, Colon MJ, Arabía FA. In Search of the Holy Grail of Artificial Hearts: Are We There Yet?. Semin Thromb Hemost. 2024;50(1):104-114. doi:10.1055/s-0043-1772456

Crespo-Leiro MG, Metra M, Lund LH, et al. Advanced heart failure: a position statement of the Heart Failure Association of the European Society of Cardiology. Eur J Heart Fail. 2018;20(11):1505-1535. doi:10.1002/ejhf.1236

McDonagh TA, Metra M, Adamo M, et al. 2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. Eur Heart J. 2021;42(36):3599-3726. doi:10.1093/eurheartj/ehab368

Hulman M, Artemiou P, Hudec V, Olejarova I, Goncalvesova E. SynCardia, total artificial heart, as a bridge to transplant. Bratisl Lek Listy. 2019;120(5):325-330. doi:10.4149/BLL_2019_053

Savarese G, Becher PM, Lund LH, Seferovic P, Rosano GMC, Coats AJS. Global burden of heart failure: a comprehensive and updated review of epidemiology. Cardiovasc Res. 2023;118(17):3272-3287. doi:10.1093/cvr/cvac013

Krawczyk K, Nessler J. Nowe praktyczne rozwiązania w leczeniu pacjentów z niewydolnością serca. Lekarz POZ. 2023;9(2):1-46.

Ziaeian B, Fonarow GC. Epidemiology and aetiology of heart failure. Nat Rev Cardiol. 2016;13(6):368-378. doi:10.1038/nrcardio.2016.25

Burkhoff D, Sayer G, Doshi D, Uriel N. Hemodynamics of Mechanical Circulatory Support. J Am Coll Cardiol. 2015;66(23):2663-2674. doi:10.1016/j.jacc.2015.10.017

Alkhunaizi FA, Burkhoff D, Brener MI. Right-Sided Mechanical Circulatory Support - A Hemodynamic Perspective. Curr Heart Fail Rep. 2022;19(5):334-345. doi:10.1007/s11897-022-00562-1

Guglin M, Zucker MJ, Bazan VM, et al. Venoarterial ECMO for Adults: JACC Scientific Expert Panel. J Am Coll Cardiol. 2019;73(6):698-716. doi:10.1016/j.jacc.2018.11.038

Parissis H, Graham V, Lampridis S, et al. IABP: History-Evolution-Pathophysiology-Indications: What We Need to Know. J Cardiothorac Surg. 2016;11:122. doi:10.1186/s13019-016-0513-0

Baran C, Ozcinar E, Kayan A, et al. Comparison of ECMO, IABP and ECMO + IABP in the Postoperative Period in Patients with Postcardiotomy Shock. J Cardiovasc Dev Dis. 2024;11(9):283. doi:10.3390/jcdd11090283

Napp LC, Kühn C, Bauersachs J. ECMO in cardiac arrest and cardiogenic shock. Herz. 2017;42(1):27-44. doi:10.1007/s00059-016-4523-4

Tonna JE, Abrams D, Brodie D, et al. Management of Adult Patients Supported with Venovenous Extracorporeal Membrane Oxygenation (VV ECMO): Guideline from the Extracorporeal Life Support Organization (ELSO). ASAIO J. 2021;67(6):601-610. doi:10.1097/MAT.0000000000001432

Zein R, Patel C, Mercado-Alamo A, et al. A Review of the Impella Devices. Interv Cardiol. 2022;17:e05. doi:10.15420/icr.2021.11

Masiero G, Arturi F, Panza A, et al. Mechanical Circulatory Support with Impella: Principles, Evidence, and Daily Practice. J Clin Med. 2024;13(16):4586. doi:10.3390/jcm13164586

Palazzolo T, Hirschhorn M, Garven E, et al. Technology landscape of pediatric mechanical circulatory support devices: A systematic review 2010-2021. Artif Organs. 2022;46(8):1475-1490. doi:10.1111/aor.14242

Smith LA, Yarboro LT, Kennedy JL. Left ventricular assist device implantation strategies and outcomes. J Thorac Dis. 2015;7(12):2088-2096. doi:10.3978/j.issn.2072-1439.2015.08.13

Cordero-Cabán K, Ssembajjwe B, Patel J, et al. How to select a patient for LVAD. Indian J Thorac Cardiovasc Surg. 2023;39(Suppl 1):8-17. doi:10.1007/s12055-022-01428-w

Belkin MN, Kagan V, Labuhn C, et al. Physiology and Clinical Utility of HeartMate Pump Parameters. J Card Fail. 2022;28(5):845-862. doi:10.1016/j.cardfail.2021.11.016

Chatterjee A, Feldmann C, Hanke JS, et al. The momentum of HeartMate 3: a novel active magnetically levitated centrifugal left ventricular assist device (LVAD). J Thorac Dis. 2018;10(Suppl 15):S1790-S1793. doi:10.21037/jtd.2017.10.124

Urganci E, Aschacher T, Wittmann F, et al. Implantation of the Berlin Heart EXCOR ventricular assist device. Multimed Man Cardiothorac Surg. 2020;2020:mmcts.2020.008. doi:10.1510/mmcts.2020.008

Stephens NA, Chartan CA, Gazzaneo MC, et al. Use of Berlin EXCOR cannulas in both venovenous and venoarterial central extracorporeal membrane oxygenation configurations. JTCVS Tech. 2023;18:111-120. doi:10.1016/j.xjtc.2023.02.004

Burki S, Adachi I. Pediatric ventricular assist devices: current challenges and future prospects. Vasc Health Risk Manag. 2017;13:177-185. doi:10.2147/VHRM.S82379

Wang D, Jones C, Ballard-Croft C, et al. Development of a Double-Lumen Cannula for a Percutaneous RVAD. ASAIO J. 2015;61(4):397-402. doi:10.1097/MAT.0000000000000227

Borisenko O, Wylie G, Payne J, et al. Thoratec CentriMag for temporary treatment of refractory cardiogenic shock. ASAIO J. 2014;60(5):487-497. doi:10.1097/MAT.0000000000000117

U.S. Food and Drug Administration. Summary of Safety and Probable Benefit (SSPB): CentriMag Circulatory Support System. Published December 20, 2017. Accessed March 29, 2025. https://www.accessdata.fda.gov/cdrh_docs/pdf17/P170038B.pdf

Kremer J, El-Dor A, Rivinius R, et al. Wound Infections in Adult Patients after Berlin Heart EXCOR Biventricular Assist Device Implantation. Life (Basel). 2022;12(10):1550. doi:10.3390/life12101550

Dykes JC, Maeda K. Commentary: To BiVAD or not to BiVAD…that is the question?. J Thorac Cardiovasc Surg. 2020;160(5):1310-1311. doi:10.1016/j.jtcvs.2020.01.003

Gasparovic H, Milicic D, Krželj K, et al. HeartMate 3 biventricular support exceeding 4.5 years. ESC Heart Fail. 2023;10(3):2094-2098. doi:10.1002/ehf2.14342

Pagani FD. The quest toward the Holy Grail of mechanical circulatory support. J Thorac Cardiovasc Surg. 2015;150(3):694-695. doi:10.1016/j.jtcvs.2015.06.07

Cook JA, Shah KB, Quader MA, et al. The total artificial heart. J Thorac Dis. 2015;7(12):2172-2180. doi:10.3978/j.issn.2072-1439.2015.10.70

Samak M, Fatullayev J, Sabashnikov A, et al. Past and Present of Total Artificial Heart Therapy: A Success Story. Med Sci Monit Basic Res. 2015;21:183-190. doi:10.12659/MSMBR.895418

Torregrossa G, Anyanwu A, Zucchetta F, et al. SynCardia: the total artificial heart. Ann Cardiothorac Surg. 2014;3(6):612-620. doi:10.3978/j.issn.2225-319X.2014.11.07

Mohacsi P, Leprince P. The CARMAT total artificial heart. Eur J Cardiothorac Surg. 2014;46(6):933-934. doi:10.1093/ejcts/ezu333

CARMAT. CARMAT announces a strong growth in Aeson implants in 2024 and a strengthened cash position. Published January 8, 2025. Accessed March 30, 2025. https://www.carmatsa.com/carmat-content/uploads/2025/01/PR_CARMAT_CA-2024_08-01-2025.pdf

CARMAT. CARMAT receives FDA approval to use new version of artificial heart in US Early Feasibility Study (EFS). Published January 2021. Accessed March 30, 2025. https://www.carmatsa.com/en/press-release/carmat-receives-fda-approval-use-new-version-artificial-heart-us-early-feasibility-study-efs

Nawrat Z, ed. ImplantExpert. Zabrze: M Studio; 2011:26-38.

Nawrat Z, Kostka B, Jakubowski M. Advances in Biomedical Technology 2. Postępy Technologii Biomedycznych. Zabrze: M Studio; 2021:119-124.

Nawrat Z, Kustosz R, Religa Z, Stolarzewicz B. Pierwsze polskie sztuczne serce. Pol Przegl Chir. 1993;65(9):856-869.

Cook JA, Shah KB, Quader MA, et al. The total artificial heart. J Thorac Dis. 2015;7(12):2172-2180. doi:10.3978/j.issn.2072-1439.2015.10.70

Maynes EJ, O'Malley TJ, Luc JGY, et al. Comparison of SynCardia total artificial heart and HeartWare HVAD biventricular support. Ann Cardiothorac Surg. 2020;9(2):69-80. doi:10.21037/acs.2020.03.07

Chung JS, Emerson D, Megna D, et al. Total artificial heart: surgical technique in the patient with normal cardiac anatomy. Ann Cardiothorac Surg. 2020;9(2):81-88. doi:10.21037/acs.2020.02.09

Mohacsi P, Leprince P. The CARMAT total artificial heart. Eur J Cardiothorac Surg. 2014;46(6):933-934. doi:10.1093/ejcts/ezu333

Pya Y, Bekbossynova M, Medressova A, et al. Precise monitoring of transpulmonic resistance in bridge-to-transplant patients supported by the Aeson total artificial heart. J Heart Lung Transplant. Published online February 6, 2025. doi:10.1016/j.healun.2025.02.001

Arabía FA, Murray CF. The total artificial heart: where have we been, where are we now, where are we going?. Indian J Thorac Cardiovasc Surg. 2023;39(Suppl 1):198-205. doi:10.1007/s12055-023-01559-8

Jimeno-San Martín L, Goñi-Viguria R, Bengoechea L, et al. Postoperative management and nursing care after implantation of a total artificial heart: Scoping review. Enferm Intensiva (Engl Ed). 2024;35(3):213-228. doi:10.1016/j.enfie.2023.08.006

Moazami N, Stern JM, Khalil K, et al. Pig-to-human heart xenotransplantation in two recently deceased human recipients. Nat Med. 2023;29(8):1989-1997. doi:10.1038/s41591-023-02471-9