Umělé srdce – dějství druhé

Vedle osudových rivalů Michaela DeBakeye a Dentona Cooleye (viz minulé číslo tohoto časopisu) se problematikou umělé srdeční náhrady zabýval v Americe také Willem Kolff (1911–2009), dokonce ještě před oběma jmenovanými. Kolff, jak známo, během druhé světové války vyvinul v rodném Holandsku umělou ledvinu a s její pomocí zachránil několik životů. Dialýza poté vzbudila velký zájem zejména za „velkou louží“; a to takový, že se její vynálezce roku 1950 do USA rovnou přestěhoval. Napřed zakotvil na univerzitní klinice v Clevelandu. Tam společně se spolupracovníky dále vylepšoval dialyzátor a současně vyvíjel přístroj pro mimotělní oběh krve. Když ho s ním předběhli jiní (viz Kapitoly z kardiologie 2012;4:154–155), zaměřil se na výzkum a vývoj srdečních podpor a náhrad. Počátkem prosince 1957 přežil pes s „jeho“ srdcem devadesát minut (srdce bylo zhotoveno ze speciálního plastu a poháněly je rázy stlačeného vzduchu dodávané zvenčí).

V roce 1967 se Kolff přesunul na univerzitu v Salt Lake City v Utahu, kde se stal šéfem oddělení umělých orgánů a Institutu biomedicínského inženýrství. Když v dubnu 1969 Cooley v Houstonu poprvé implantoval překlenovací umělé srdce, byl Kolff jedním z mála, kdo bezvýhradně stáli na jeho straně: „Cooley udělal pro umělé srdce totéž, co Barnard pro transplantaci srdce – prolomil ledy.“

Skrze neúspěchy ke hvězdám

V roce 1971 do našeho pomyslného dramatu vstupuje nová silná postava – ke Kolffovi na oddělení přichází čerstvě promovaný magistr biomechaniky (předtím bakalář zoologie, později ještě získá doktorát medicíny) Robert K. Jarvik (*1946). Během několika málo let se pod Kolffovým vedením stává manažerem projektu umělého srdce a tahounem jeho dalšího vývoje. Z původního přístroje Kolffovy konstrukce se v řadě dílčích vývojových kroků stává srdce typu Jarvik. Pokrok v tomto směru (oproti výše zmíněným 90 minutám přežití v roce 1957) lze ilustrovat celkem jednoduše v číslech: v roce 1971 přežilo tele s umělým srdcem týden, v roce 1973 už 30 dní, v roce 1975 – 90 dní, 1976 – 184 dní a 1981 – 268 dní. Vzápětí následuje žádost na Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) o povolení implantace umělého srdce člověku.

Druhého prosince 1982 pak přichází (po Cooleyově) druhý milník anabáze za umělým srdcem: kardiochirurg William de Vries implantuje 62letému zubaři Barneymu Clarkovi, kterému kvůli silné kardiomyopatii zbývalo pár dní života, umělé srdce Jarvik 7. Vůbec poprvé tehdy člověk dostal nikoli dočasnou náhradu nebo dílčí podporu, ale náhradu totální a trvalou. Operace proběhla na již zmiňovaném Kolffově oddělení Lékařské fakulty University of Utah v Salt Lake City. Trvala 7,5 hodiny. Umělé srdce Jarvik 7 vážilo asi 750 g a na svém hliníkovém skeletu neslo polyuretanové vaky* s dvojitou stěnou a příslušnými záklopkami. Do mezery mezi stěnami se zvenčí periodicky vháněl plyn a svým tlakem vypuzoval z vnitřku krev do tepen. Zdrojem rázů stlačeného vzduchu byl 180kilový kompresor velikosti ledničky, na který musel být příjemce neustále napojen dvěma hadicemi. (Už tehdy se ale zkoušel systém, v němž jako zdroj energie sloužilo několik zhruba půlkilových baterií, které šlo podle potřeby 1–2krát denně dobíjet a které se i spolu s malým regulačním počítačem daly vložit do opasku. Proud byl veden jemným kabelem přes kůži do zařízení, jež měnilo elektrickou energii na mechanickou a které spolu se dvěma výkonnými motorky bylo součástí vlastního „srdce“.)

____________________________________________________________________________________________________

Na vývoji biologicky co možná nejsnášenlivější polyuretanové modifikace se – podle svých vlastních slov – podílel i český imigrant Drahoslav Lím, vynikající polymerní chemik, autor proslulých hydrogelů pro kontaktní čočky Otto Wichterleho.

____________________________________________________________________________________________________

První nositel umělého srdce zemřel 23. března 1983, tedy po 112 dnech. Žil déle, než se čekalo, ale… Příjemce údajně očekával, že mu operace významně prodlouží život, nebo – v případě neúspěchu – alespoň povede k rychlému konci „vstoje“. Jaká byla realita? Samo umělé srdce fungovalo dobře – s výjimkou 13. dne, kdy musela být vyměněna prasklá chlopeň levého srdce. Příjemce však prodělal četné zdravotní komplikace – selhání ledvin, infarkt myokardu, opakované infekce, jejichž léčení pomocí antibiotik významně přispělo k fatálnímu konci. To vše se dalo víceméně očekávat, horší to bylo s psychikou – nikdo nevěděl a ani nemohl vědět, co s lidskou duší udělá dlouhodobý život „na hadicích“, s hrubě (z hlediska přirozené fyziologie) rázujícím strojem v hrudi. Clarka sužovaly deprese, trpěl halucinacemi, propadal záchvatům šílené hrůzy a nakonec se údajně modlil za svou smrt.

Bezprostřední příčinou úmrtí pak byla cévní mozková příhoda. Pitva odhalila i pseudomembranózní kolitidu vyvolanou mikroorganismy, které pronikly do střeva po zničení normální mikrobiální flóry antibiotiky. Odúmrtím byly postiženy ledvinné tubulární buňky, našly se výpotky v dutině břišní i hrudní, v plicích byl prokázán chronický zánět průdušek s jejich rozšířením. Co však bylo důležité: vlastní systém umělého srdce byl intaktní, bez krevních sraženin, bez infekce.

Ve stejné řece?

Podruhé bylo umělé srdce Jarvik 7 použito 25. listopadu 1984 v Mezinárodním institutu lidského srdce v kentuckém Louisville, kam de Vries přešel ze Salt Lake City. Příjemce, 52letý státní zaměstnanec ve výslužbě William Schroeder, na tom byl po dvou infarktech tak špatně, že stěží udělal několik kroků. Po implantaci přežil 620 dní. Pohonná jednotka už místo 180 kg vážila „jen“ metrák a vešla se pod sedadlo pojízdného křesla, takže pacient byl mobilní (pěšky od svého vozítka se však mohl vzdálit opět jen na délku přívodních hadic).

Schroeder se zprvu držel, a i proto získal díky sdělovacím prostředkům značnou popularitu. Psalo se o jeho optimismu, touze po životě, o potřebě stále se něčím zabývat, něco dělat. Avšak i tento psychicky odolný pacient se postupně proměnil v trosku. Trpěl nesčetnými komplikacemi: sužovaly ho velmi vysoké teploty, zimnice, opakované mozkové příhody, stavy bezvědomí. Než byl chod jeho umělého srdce zastaven, přežíval už jen ve vegetativním stavu. „Mechanický zázrak přečkal svou křehkou lidskou schránku,“ konstatoval tisk. „Barney Clark i William Schroeder byli oběťmi ne dobře připravených a zdůvodněných pokusů,“ soudili někteří bioetici. Ve veřejnosti však převládal názor, že příjemci prvních umělých srdcí patřili k hrdinům, kteří svojí odvahou umožnili další pokroky moderní medicíny. Skutečnost byla jako vždy méně pompézní: nad všemi známými i neznámými negativy zřejmě převládl vrozený strach ze smrti, možná i touha být v něčem obecně uznávaném mezi prvními – a především hlavní motor veškerého lidského úsilí: naděje.

Ať tak či onak, Jarvikovo umělé srdce pomohlo stovkám lidí překlenout čekání na vhodný orgán k transplantaci srdce, jako trvalá náhrada však bylo rozhodnutím FDA v roce 1991 jeho používání pozastaveno.

Navzdory neúspěchům

Představte si kosmickou loď, která by se v budoucnosti vydala ke vzdálené hvězdě. I kdyby letěla tou nejvyšší rychlostí, jakou nejmodernější technologie umožňuje, stále by jí trvalo mnoho set let, než by dorazila ke svému cíli. A než by se tak stalo, předehnala by ji rychlejší loď, dílo technologie pozdějších staletí. Mohli bychom tedy říci, že posádka první lodi se na žádnou mezihvězdnou cestu nemusela vůbec vydávat. Podle stejné logiky by se raději neměla namáhat ani druhá loď, protože i její posádka je předurčena k tomu, že jednou jen tak zamává svým prapravnukům, kteří kolem prosviští v plavidle třetí generace. A tak dále.

Tak zní jeden ze tří tzv. Clarkeových paradoxů, jejichž autorem byl významný britský spisovatel literatury sci-fi Arthur Clarke. Odpovídá tím na otázku, která nás může nad výše uvedeným textem napadnout: Proč všechno to – mimochodem velmi nákladné – utrpení? Cožpak se nemohlo ještě chvíli počkat, až bude technika dál?

Clarke argumentuje jasně: Vývoj každé další lodi (umělého srdce atd.) by přece nebyl možný bez poznatků z vývoje a používání jejího pomalejšího předchůdce!

ADRESA PRO KORESPONDENCI

Ing. František Houdek, Synkovská 13, 160 00 Praha 6, e-mail: frthek@gmail.com

zpět