W zabrzańskiej Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii nie tracą entuzjazmu. Nie przejmują się nawet tym, że nazwa rządowego programu „Polskie Sztuczne Serce” może wprowadzać w błąd. Sugeruje bowiem, że jedynym celem, na który fundacja od 20 lat zbiera pieniądze, jest stworzenie prototypu całkowicie wszczepialnej protezy. Otóż nie! W tutejszym ośrodku naukowo-badawczym powstaje cała rodzina urządzeń, które już z powodzeniem wykorzystują polskie kliniki kardiochirurgiczne. Niedługo powstaną jeszcze lepsze, choć nadal nie będzie to sztuczne serce.
– Tej idei nie tracimy z horyzontu – zastrzega Roman Kustosz, kierownik Pracowni Sztucznego Serca. – Ale reagujemy na rozwój medycyny w leczeniu niewydolności serca. Nie byłoby tego postępu bez stosowania mechanicznych protez.
Nie wiadomo, kto pierwszy wpadł na pomysł, aby naturalne serce człowieka zastąpić wszczepialnym urządzeniem. Czy był to francuski lekarz wojskowy Julien de la Mettrie, który już w połowie XVIII w. ogłosił swoje dzieło „L’homme machine” („Człowiek maszyna”)? Ludzkie serce wydawało mu się tak nieskomplikowaną maszynerią, że próbował ją wykonać w przydomowym warsztacie. Czy może stało się to dopiero w 1957 r., gdy w Cleveland Clinic w USA zastąpiono serce psa sterowaną pneumatycznie pompą z polichlorku winylu?
25 lat później podobne eksperymenty rozpoczęto u ludzi. Były to jednak czasy, gdy nie znano leków zapobiegających niewydolności, nie potrafiono hodować ludzkich komórek, które można przenieść w miejsce chorej tkanki, nie zdawano też sobie sprawy ze wszystkich korzyści protez wspomagających serce, jakie zaczęto stosować pod koniec XX w. Wtedy wszczepiano je tylko po to, by pacjent mógł dotrwać do czasu znalezienia dawcy zdrowego narządu.
Dziś wiadomo, że takie protezy – nazywane popularnie sztucznymi komorami – skutecznie wspomagają chore serce bez konieczności jego wymiany nawet przez ponad rok. Odkąd zebrano dowody, że w pewnych sytuacjach dzięki nim serce doskonale się regeneruje i nie trzeba go usuwać z klatki piersiowej – spektakularny cel, którym byłoby skonstruowanie urządzenia w pełni zastępującego naturalny organ, nie rozpala już takich emocji jak dawniej. Jeszcze 10 lat temu ekscytowano się amerykańskim AbioCorem („Bije cicho”, POLITYKA 28/01) wielkości grapefruita, który wszczepiono zamiast serca do klatki piersiowej Roberta Toolsa, 59-letniego byłego żołnierza piechoty morskiej, a po nim sześciu innym pacjentom. Eksperymenty te jednak rozczarowały: chorzy zmarli na skutek udarów wywołanych zakrzepami lub z winy leków im przeciwdziałających, które doprowadzały do wewnętrznych krwotoków. Dalsze próby wstrzymano. Co prawda nadal istnieje możliwość wszczepiania tej protezy chorym w krytycznym stanie, ale Amerykanie nie afiszują się już z AbioCorem.
– Intensywnie go udoskonalają – przyznaje Roman Kustosz, wskazując jednak na Francję, skąd prawdopodobnie jeszcze pod koniec tego roku ma nadejść wiadomość o udanym wszczepieniu podobnego urządzenia. – Zespół prof. Alaina Carpentiera ze szpitala Georges’a Pompidou w Paryżu jest już naprawdę bliski sukcesu.
Niezależnie od wyczynu Francuzów (z którymi zresztą współpracuje zabrzańska fundacja) jesteśmy w środku debaty, czy rzeczywiście warto skupiać się na urządzeniach mechanicznych całkowicie i na stałe mających zastąpić mięsień sercowy, czy nie taniej i bezpieczniej udoskonalać wszczepiane protezy wspomagające pracę serca, które z powodzeniem przejmują jego funkcje? Tym bardziej że te urządzenia w niczym nie przypominają już olbrzymich agregatów, które jeszcze kilkanaście lat temu przykuwały pacjentów do szpitalnego łóżka.
Te najnowsze, wyprodukowane właśnie w Zabrzu, będą wkrótce w pełni wszczepialne do klatki piersiowej lub zostaną wyposażone w zewnętrzny sterownik wielkości podręcznej walizki, z którą chory pójdzie do domu.
Dziś polskie komory pneumatyczne są jednymi z sześciu tego typu protez stosowanych na świecie. Rocznie korzysta z nich 20 chorych (do tej pory uratowały życie 240 pacjentom). Bezpośrednim bodźcem, który skłonił założyciela fundacji prof. Zbigniewa Religę do opracowania pozaustrojowego systemu wspomagania serca, była chęć uniezależnienia się od dostawców zagranicznych, którzy zawiedli go, gdy rozpoczynał swoją karierę transplantologa w Zabrzu. Pacjent w ciężkim stanie czekał na dawcę, a Czesi z niedalekiego Brna, którzy wcześniej obiecali dostarczyć swoje sztuczne komory, w ostatniej chwili zmienili zdanie. Rosjanie też się spóźnili. To był impuls, by w 1988 r. w Śląskiej Akademii Medycznej utworzyć Pracownię Sztucznego Serca, gdzie kilka lat później – już w ramach fundacji, która obchodzi w tym roku swoje 20-lecie – powstały eksperymentalne polskie komory oraz pneumatyczne sztuczne serce (obie protezy zostały nazwane w skrócie sztucznym sercem). Dla Jana Sarny, prezesa Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii i koordynatora rządowego programu, nie ma w tym żadnego nieporozumienia. – Taka nazwa jest po prostu bardziej zrozumiała – wyjaśnia. – Sam się przy niej upierałem.
Być może w pełni implantowane sztuczne serce na zawsze pozostanie w fazie projektów, a prototypy, które powstaną, nie będą nigdy wykorzystywane na masową skalę. Co nie oznacza, że fundusze wydawane na ten cel należy uznać za zmarnowane, ponieważ urządzenia – jakie dzięki rządowemu programowi i publicznym zbiórkom pieniędzy wykorzystują polskie ośrodki kardiochirurgiczne – są chorym bardzo potrzebne. Jeszcze w tym roku trafią do badań klinicznych sztuczne komory dla dzieci, dwukrotnie tańsze niż oferowane przez Niemców.
23-letni Wojtek z kardiomiopatią (ciężką chorobą serca zmniejszającą jego zdolność do skurczów) i zaawansowaną niewydolnością aż 403 dni czekał na dawcę zdrowego narządu. W Śląskim Centrum Chorób Serca w Zabrzu przeżył ten czas dzięki polskiej sztucznej komorze. Niewiele krócej, bo 358 dni, był do niej podłączony 16-letni Paweł. W końcu znaleziono dawcę i chłopiec po udanej transplantacji mógł wrócić do domu. „Po tak długim czasie funkcjonowania na komorach trudno mi było uwierzyć, że ich już nie mam. W pierwszej dobie po przeszczepie zerkałem ukradkiem na miejsca, gdzie jeszcze kilkanaście godzin wcześniej znajdowały się kaniule łączące komory z sercem. To było cudowne uczucie, uwolnić się po prawie roku od stukotu mechanicznych zastawek i ograniczających mnie kabli” – wyznał we wspomnieniach opublikowanych w biuletynie fundacji.
– Pracujemy nad nowymi protezami, które będą dostępne już na początku przyszłego roku, dającymi chorym więcej wolności – obiecuje Roman Kustosz. – Z brzucha będzie jeszcze wystawał cienki kabelek połączony z zewnętrznym źródłem zasilania, ale chory wyjdzie z nim już do domu. Następny krok to protezy bez kabli, z bezprzewodową transmisją energii i sygnałów monitorujących ich pracę.
Takie produkują już od czterech lat Amerykanie, ale każą sobie za nie płacić 80 tys. euro. Polskie pozaustrojowe protezy kosztują obecnie 30 tys. zł i trzeba je wymieniać najpóźniej co trzy miesiące (u Pawła użyto 14 komór). Powodem są infekcje, których źródło tkwi w wyprowadzanych na zewnątrz ciała przewodach. Gdy proteza będzie całkowicie autonomiczna, to ryzyko zostanie wyeliminowane.
W przypadku w pełni implantowanego sztucznego serca na rozwiązanie czeka inny problem, dużo poważniejszy: trzeba znaleźć materiał, który nie będzie sprzyjał wykrzepianiu krwi. Poliuretan, jaki zastosowali Amerykanie w AbioCorze, nie okazał się idealny. Pacjenci musieli przyjmować silne leki zapobiegające powstawaniu zakrzepów, co i tak nie uchroniło ich przed śmiercią, gdyż nie tolerowali maksymalnych dawek.
Francuzi chcą w swoim sztucznym sercu wykorzystać tkankę zwierzęcą (konserwowaną chemicznie), aby stworzyć środowisko maksymalnie podobne do panującego w naszych naczyniach – przyklejają więc do polimerowej protezy wyściółkę z tkanki biologicznej. – To tylko półśrodek – ocenia Roman Kustosz. Polscy naukowcy pracują nad nowym typem poliuretanu, bardziej odpornym na degradację, i nad hodowlą żywych komórek, które będą rosnąć na powierzchni biomateriału. – Bez takiego idealnego tworzywa lub tkanki, którymi pokryjemy od wewnątrz sztuczne serce, nie ma sensu wdrażać tej koncepcji – twierdzi stanowczo inż. Kustosz. – Ostatecznie sztuczne serce ma służyć chorym. To nie wyścig prototypów, z których nikt nie będzie chciał korzystać.
Skoro protezy wspomagające serce są coraz lepsze, czy lekarze zechcą w przyszłości ryzykować ich zastąpienie autonomicznym urządzeniem, które miałoby zastąpić naturalny narząd? Kardiochirurdzy są przekonani, że w dzisiejszych czasach powinniśmy usuwać serce tylko w wyjątkowych sytuacjach. Jakakolwiek awaria jego mechanicznego zamiennika oznacza śmierć w ciągu kilkunastu minut, natomiast gdy korzystamy z protez wspomagających serce – w krytycznych momentach zawsze jest więcej czasu na ratunek. Tylko wąska grupa chorych bezwarunkowo potrzebuje sztucznego serca wszczepionego zamiast naturalnego – to ci pechowcy, u których nastąpiło odrzucenie przeszczepu. Wtedy trzeba je ponownie wyciąć, bo pozostawienie w klatce piersiowej zwyrodniałych komórek staje się niebezpieczne.
Alternatywą dla sztucznego serca może być wyhodowanie jego biologicznego odpowiednika w laboratorium – z własnych komórek biorcy na szkielecie tkanki ludzkiej lub zwierzęcej. I takie eksperymenty trwają już w USA, choć nawet ich entuzjaści nie spodziewają się, by zakończyły się sukcesem wcześniej niż za 15–20 lat. Regeneracja serca za pomocą komórek macierzystych wymaga z kolei czasu, by rozwinęły się w chorym narządzie. Protezy wspomagające serce działają natychmiast – także z tego powodu są więc najlepszym rozwiązaniem dla pacjentów, dla których nie ma alternatywnych metod terapii. Być może w przyszłości mechaniczne pompy będą przez kilkanaście miesięcy odciążały chore serce, podczas gdy w tym samym czasie wstrzyknięte komórki macierzyste zdążą uformować nowy mięsień? Przed kardiochirurgią otwiera się całkiem nowa epoka.