Trái tim nhân tạo - tương lai của y học

Trái tim là một cỗ máy giúp mọi thứ trong cơ thể vận hành trơn tru. Về cơ bản, trái tim là một cái bơm bằng cơ, giúp vận chuyển máu đi khắp cơ thể. Trong một ngày, tim của bạn bơm được khoảng 7.000 lít máu. Cũng như những chiếc máy khác, khi ta không chăm sóc trái tim cẩn thận, nó có thể bị suy sụp, giảm chức năng bơm máu, và khi đó ta sẽ bị suy tim.

 

Hiện nay, chỉ có một cách điều trị duy nhất cho các bệnh nhân bị suy tim nặng, đó là ghép tim. Mỗi năm ở Mỹ chỉ có khoảng hơn 2000 ca ghép tim, có nghĩa là còn hàng nghìn người khác sẽ chết nếu không có người hiến tim. Ngày 02/07/2001, những bệnh nhân bị suy tim đã tìm được hy vọng mới từ các phẫu thuật viên tại bệnh viện Jewish tại Louisville, Kentucky khi đã thực hiện ca cấy ghép tim nhân tạo lần đầu tiên trong hơn hai thập kỷ. AbioCor Implantable Replacement Heart là trái tim nhân tạo có khả năng kéo dài thời gian sống của những bệnh nhân bị suy tim.

 

 

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu rõ hơn về cách hoạt động của tim nhân tạo, làm thế nào người ta ghép nó vào bên trong cơ thể và ai là người có thể được cấy ghép nó.

 

 

Một người trưởng thành, trung bình tim của họ đập 60 – 100 nhịp trong một phút. Có thể chia hoạt động của quả tim thành 3 thì:

 

- Thì 1: Thì tâm nhĩ co: 2 tâm nhĩ sẽ co cùng một lúc, bơm máu sang tâm thất trái và tâm thất phải.

 

- Thì 2: Thì tâm thất co: 2 tâm thất co bóp đẩy máu vào trong động mạch phổi và động mạch chủ, đưa máu đi tới phổi và các cơ quan khác trong cơ thể.

 

- Thì 3: Thì tâm trương toàn bộ: khi ấy cả tâm nhĩ và tâm thất sẽ giãn để máu đổ đầy các buồng tim.

 

Những người được ghép tim AbioCor vẫn có 2 tâm nhĩ co bóp cùng một lúc, nhưng thay vì 2 tâm thất cũng bóp cùng một lúc, tâm thất của AbioCor chỉ có thể tống máu từ từng tâm thất một. Vậy nên một tâm thất sẽ tống máu tới phổi trước và sau đó máu sẽ được tống qua động mạch chủ đi khắp cơ thể ngay sau đó. AbioCor có thể bơm hơn 10 lít máu trong một phút, đủ cho mọi hoạt động của cơ thể.

 

 

AbioCor được phát triển bởi Abiomed, là một thiết bị rất phức tạp, nhưng cái cốt lõi trong hoạt động của nó là một chiếc bơm thuỷ lực bơm chất lỏng từ bên này qua bên kia. Để hiểu hơn về hoạt động của nó, chúng ta hãy tìm hiểu về từng bộ phận của hệ thống:

 

- Bơm thuỷ lực – hydraulic pump: ý tưởng cơ bản giống như những chiếc bơm sử dụng trong những hệ thống phức tạp khác. Lực được tập trung tại một điểm và được truyền tới điểm khác qua khối chất lỏng không nén ép được. Động cơ trong bơm quay 10.000 lần trong một phút để tạo nên áp lực.

 

- Các van – porting valve: van đóng mở giúp chất lỏng chảy từ bên này sang bên kia các buồng tim. Khi chất lỏng đi sang phải, máu được bơm lên phổi, còn khi máu đi sang trái sẽ được bơm đi khắp cơ thể.

 

 

- Hệ thống nguồn không dây – wireless energy-transfer system: còn được gọi là hệ thống truyền năng lượng qua da – transcutaneous energy transfer (TET), hệ thống này bao gồm 2 cuộn dây, một bên trong và một bên ngoài, năng lượng được truyền qua 2 cuộn dây bằng dòng điện từ qua pin ngoài cơ thể mà không cần đâm xuyên qua da. Cuộn bên trong sẽ nhận năng lượng và chuyển nó vào chiếc pin bên trong để vận hành thiết bị.

 

- Pin bên trong – internal battery: một chiếc pin có khả năng sạc lại được cấy vào trong bụng bệnh nhân. Nó giúp tim vận hành trong khoảng 30 – 40 phút, đủ để bệnh nhân làm một số việc như tắm gội... mà không cần gắn pin bên ngoài.

 

- Pin bên ngoài – external battery: chiếc pin này sẽ được gắn trên một chiếc khoá dán quanh thắt lưng bệnh nhân. Loại pin này có thể sạc được - mỗi lần sạc đầy có khả năng sử dụng từ 4 đến 5 giờ đồng hồ.

 

- Bộ điều khiển – controller: Một thiết bị nhỏ được gắn trên thành bụng bệnh nhân. Nó theo dõi và điều khiển tần số nhịp tim bệnh nhân.

 

 

AbioCor được làm từ titan và plastic, được kết nối với 4 bộ phận khác của cơ thể: tâm nhĩ trái, tâm nhĩ phải, động mạch chủ và động mạch phổi.

 

Cả hệ thống này nặng khoảng 2 pounds (0,9 kg). Trong đoạn sau bạn sẽ biết được làm thế nào phẫu thuật viên có thể ghép AbioCor vào cơ thể trong 7 giờ phẫu thuật.

 

 

Phẫu thuật ghép tim AbioCor vô cùng tinh vi. Không chỉ là cắt và loại bỏ hai tâm thất của bệnh nhân, mà sau đó còn phải đặt tâm thất nhân tạo vào lồng ngực bệnh nhân, ngoài ra trong quá trình phẫu thuật bệnh nhân cần được chạy máy tim phổi ngoài cơ thể. Phẫu thuật viên phải thực hiện hàng trăm mũi khâu để đảm bảo hoạt động của tâm thất nhân tạo. Để kết nối AbioCor vào phần còn lại của tim bệnh nhân, cần phải sử dụng Grafts. Đó là một loại mô tổng hợp thường dùng để nối những thiết bị nhân tạo với những mô của cơ thể.

 

Do tính phức tạp của cuộc phẫu thuật nên cần rất nhiều bác sĩ cùng thực hiện nó. Cuộc phẫu thuật lần đầu tiên vào mùng 2.7.2001 cần sự tham gia của 2 phẫu thuật viên chính và 14 người khác gồm các y tá, các bác sĩ gây mê hồi sức...

 

 

Dưới đây là quá trình của cuộc phẫu thuật, được miêu tả lại bởi bác sĩ phẫu thuật Robert Dowling từ Đại học Louisville.

 

- Phẫu thuật viên cấy cuộn dây dẫn truyền năng lượng vào bụng bệnh nhân.

 

- Cắt xương sườn, mở lồng ngực bệnh nhân và chạy máy tim phổi ngoài cơ thể.

 

- Phẫu thuật viên cắt bỏ tâm thất phải và tâm thất trái, để lại hai tâm nhĩ cùng với động mạch chủ và động mạch phổi. Riêng quá trình này đã mất từ 2 đến 3 tiếng đồng hồ.

 

- Một mô hình bằng nhựa plastic được đặt vào lồng ngực để xác định chính xác vị trí và kích thước của quả tim nhân tạo khi được đặt vào.

 

- Cắt grafts với độ dài phù hợp và khâu vào động mạch chủ và động mạch phổi.

 

- AbioCor được đặt vào lồng ngực. Phẫu thuật viên sử dụng “quick connects” – nôm na giống như những chiếc khoá nhỏ - để nối quả tim với các động mạch và hai tâm nhĩ.

 

- Loại bỏ toàn bộ khí ra khỏi thiết bị.

 

- Ngừng chạy máy tim phổi ngoài cơ thể.

 

- Kiểm tra và đảm bảo quả tim chạy tốt.

 

 

Kể từ hôm ấy, đã có 11 người nữa cũng được ghép tim. Lần gần đây nhất là vào ngày 20.2.2004. Tiếp tục thử nghiệm này, bệnh nhân số 12 được phẫu thuật tại bệnh viện St. Luke’s Episcopal tại Houston, trong Viện Texas Heart Institute.

 

Robert Tools, bệnh nhân được ghép tim nhân tạo lần đầu tiên vào 2.7.2001, đã tử vong. Mười bệnh nhân khác cũng đã chết. Thời gian sống trung bình của những bệnh nhân này là 5 tháng sau ghép tim.

 

 

Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã cho phéo Abiomed thử nghiệm 15 ca cấy ghép tim. 12 ca đã được thực hiện. Các phẫu thuật được thực hiện tại các trung tâm y tế ở Houston, Los Angeles, Boston và Philadelphia. FDA đã duyệt lại toàn bộ các ca đã được thực hiện để xem xét tương lai của AbioCor. Nếu thiết bị có giá $70.000 đến $100.000 này thành công – có nghĩa rằng nó có thể kéo dài thời gian sống của người bệnh mà không gây ra biến chứng gì – nó có thể được cho phép sử dụng tại nhiều trung tâm tim mạch khác ở Mỹ. Thực tế, nhiều nguồn thông tin cho thấy Abiomed sẽ xin cấp phép của FDA trong năm nay để được phép bán AbioCor ra thị trường. Thiết bị này sẽ được sử dụng để điều trị những bệnh nhân suy tim giai đoạn cuối dưới cái danh “Humanitarian Device Exemption” – nó cho phép FDA đồng ý sử dụng các thiết bị mà không cần có bằng chứng rằng thiết bị đó hoạt động hiệu quả.

 

 

Laman Gray cho biết những người được cấy ghép tim trong sẽ là những người The Sickest of the Sick –“ốm nhất trong số người bị bệnh”. FDA và Abiomed đã đưa ra một vài thông số tối thiểu dành cho những người muốn ghép tim nhân tạo. Bệnh nhân cần phải:

 

- Suy tim giai đoạn cuối.

 

- Thời gian sống ước tính dưới 30 ngày.

 

- Không nằm trong danh sách được ghép tim từ người khác.

 

- Không còn cách điều trị nào khác có hiệu quả.

 

Ngoài ra, cần phải có yêu cầu nữa là thiết bị phải vừa với lồng ngực bệnh nhân. Để xác định vấn đề này, bệnh nhân cần được chụp CT và Xquang ngực. Sau đó, bằng kỹ thuật dựng hình trên máy tính, người ta sẽ ướm thử quả tim nhân tạo vào lồng ngực bệnh nhân. Nếu vừa, các bác sĩ mới có thể thực hiện phẫu thuật ghép tim nhân tạo.

 

Hơn 2 tháng sau phẫu thuật đầu tiên, người ta cố gắng giữ kín tên tuổi của bệnh nhân được ghép tim. Sau đó, vào 21.08.2012, tên bệnh nhân được công bố là Robert Tools, sống tại Kentucky và là nhân viên một công ty về điện thoại. Dù cho Tools bị nhiễm trùng sau mổ và phải thở máy, các bác sỹ cho biết quả tim của anh hoạt động bình thường, không có trục trặc nào xảy ra cả.

 

 

Dưới đây là một vài thông tin về Robert Tools:

 

- Tools bị suy tim độ IV - độ nặng nhất.

 

- Tools bị suy giảm chức năng 2 tâm thất trầm trọng.

 

- Tools đã bị từ chối điều trị bởi một trung tâm tim mạch.

 

- Tools đã trải qua một phẫu thuật mạch vành trước đó.

 

- Tools đã bị nhiều cơn đau tim trước đó, và ông còn bị đái tháo đường.

 

Hiện nay, còn khoảng hơn 2 triệu người Mỹ đang phải sống chung với bệnh suy tim, và có khoảng 400.000 người được chẩn đoán mắc bệnh suy tim mỗi năm. Số người tử vong bởi suy tim mỗi năm là khoảng 39.000 người, theo Viện National Heart, Lung and Blood Institute. Phần lớn các bệnh nhân được chẩn đoán có thể sống thêm khoảng 5 năm, và cần ghép tim nếu muốn sống lâu hơn nữa.

 

Chỉ tính riêng tại Mỹ, đã có 2143 ca ghép tim được thực hiện vào năm 2003. Dù sao thì rất nhiều người đã tử vong do không tìm được người hiến tim. Các bác sĩ vẫn luôn khuyến khích mọi người hiến tạng, trong lúc ấy thì AbioCor có thể là lựa chọn tốt cho những người chưa tìm được nguồn ghép tim cho mình.

 

Tham khảo: HowStuffWorks