Jutaan hati berhenti setiap tahun. Mengapa kita tidak bisa menggantinya?
Jantung dari Bivacor berisi ruang titanium dengan rotor yang berputar di tengahnya dan mengirimkan darah ke dalam tubuh.
Daniel Timms mulai mengerjakan jantung buatannya pada tahun 2001 ketika dia berusia dua puluh dua tahun. Dia adalah seorang mahasiswa pascasarjana teknik biomedis dan tinggal bersama orang tuanya di Brisbane, Australia. Dia sedang mencari topik untuk disertasinya ketika ayahnya yang berusia 50 tahun, Gary, menderita serangan jantung yang parah. Awalnya, para dokter mengira itu katup, tetapi kemudian ternyata pria itu memiliki masalah dengan seluruh jantungnya. Gagal jantung adalah penyakit progresif, seseorang dapat hidup bertahun-tahun sementara jantungnya rusak. Hanya ada sedikit waktu. Topik penelitian muncul dengan sendirinya.
Gary adalah seorang tukang ledeng dan ibu Daniel, Karen, adalah teknisi laboratorium sekolah menengah. Keluarga mereka sering melakukan eksperimen. Sebagai anak-anak, Daniel dan ayahnya terus-menerus membangun sistem air mancur, kolam, dan air terjun yang rumit di halaman belakang rumah mereka. Tak heran jika kini mereka bersama-sama menggarap hati. Mereka membeli selang, pipa, dan katup dari toko perangkat keras dan membuat model kasar sistem peredaran darah dari mereka. Timms mulai meneliti sejarah jantung buatan. Implantasi manusia pertama dilakukan pada tahun 1969 oleh seorang ahli bedah bernama Denton Cooley dari Texas Heart Institute di Houston. Pasien, Haskell Karp, dirawat selama enam puluh empat jam - sukses besar mengingat jantungnya dikeluarkan dari dadanya. Para insinyur yakin bahwa masalah tersebut akan terpecahkan dalam beberapa tahun.
Salah satu prototipe pertama tahun 60-an jantung buatan dari insinyur Willem Colf .
Namun, banyak masalah muncul. Sulit untuk mengembangkan alat kecil yang mampu berdetak tiga puluh lima juta kali setahun, memompa 9.000 liter darah sehari selama bertahun-tahun. Dalam dekade berikutnya, pasien dapat hidup berhari-hari, berbulan-bulan, bahkan bertahun-tahun dengan berbagai pola jantung buatan, tetapi kualitas hidup mereka seringkali buruk. Mereka dihubungkan dengan pipa ke mesin-mesin besar; mereka sering menderita stroke dan infeksi; hati baru mereka terlalu besar atau ada bagian yang aus. Setiap tahun, jutaan orang di seluruh dunia meninggal karena penyakit jantung, sementara hanya beberapa ribu jantung yang tersedia untuk transplantasi. Seperti yang Timms temukan, solusi yang ada hanya bisa memberi orang kesempatan untuk "menunggu" hati buatan yang mungkin tidak pernah muncul.Jantung buatan permanen tidak pernah ada.
Saat mempelajari proyek-proyek tersebut, Timms menemukan bahwa banyak dari mereka dikembangkan pada tahun 60-an, 70-an dan 80-an, dia percaya bahwa akan mudah untuk memperbaikinya secara signifikan. Sebelumnya, sebagian besar hati buatan dibuat dari plastik fleksibel: dia bisa membuatnya dari titanium yang tahan lama. Pompa biasanya digerakkan secara pneumatik, dengan udara didorong melalui tabung - Timms dapat menggunakan penggerak elektromagnetik untuk melakukan ini. Yang terpenting, jika jantung buatan tradisional "berdenyut" (mereka secara ritmis memeras darah keluar dari ventrikel buatan), maka dalam perangkat Timms jantung itu akan bergerak secara terus menerus. Timms membuat sketsa kasar di atas kertas. Darah mengalir ke sebuah ruangan kecil dengan piringan logam yang berputar di tengahnya. Diskus, seperti baling-baling, mendorong darah keluar - ke paru-paru dan bagian tubuh lainnya. Itu adalah desain yang cerdas dan ekonomis,yang tidak meniru hati yang alami, tetapi memikirkannya kembali. Di bawah sketsa itu, Timms menulis "sialan, ya!"
Daniel dan ayahnya membuat prototipe di garasi. Itu terbuat dari plastik bening dan berhasil menyuling air melalui sistem peredaran darah simulasi di mana bola-bola kecil mewakili sel darah. Tapi ada masalah - di tempat di bawah cakram yang berputar, aliran berhenti dan bola macet. Corong ini sangat berbahaya: sel darah yang menggumpal cenderung membeku, menciptakan gumpalan yang dapat menyebabkan stroke. Di Skype, Timms berbicara dengan seorang peneliti di Jepang yang sedang mengerjakan sistem levitasi magnetik yang digunakan dalam kereta berkecepatan tinggi. Mereka memutuskan bahwa magnet yang lebih kuat dapat digunakan sehingga cakram tersebut dapat digantung lebih jauh dari dinding jantung sehingga darah dapat mengalir lebih mudah di sekitarnya.Pendekatan "levitasi magnetik" ini juga memecahkan masalah keausan - tidak ada bagian yang akan bersentuhan dengan bagian lain.
Timms masih menjadi mahasiswa pascasarjana ketika dia membuat janji dengan ahli jantung di rumah sakit Brisbane tempat ayahnya dirawat. Dia mengeluarkan pompa plastik dari tas punggungnya dan menjelaskan bagaimana jantung akan bekerja, berdasarkan desainnya. Seorang dokter meninggalkan pertemuan dengan tidak percaya. Yang lain memberi Timms sedikit uang saku dan sebuah kamar di ruang bawah tanah. Pada tahun 2004, ketika Gary sedang memulihkan diri dari operasi penggantian katup lantai atas, Timms mengerjakan prototipe di lantai bawah. Segera, jantung palsunya dapat memperpanjang umur seekor domba selama beberapa jam. Seperti insinyur di masa lalu, dia mengharapkan kemajuan lebih lanjut akan terjadi dengan cepat.
Sekarang, lebih dari satu setengah dekade kemudian, perusahaan Timms, Bivacor, berbasis di Cerritos, pinggiran Los Angeles. Sekitar selusin insinyur bekerja di sebuah bangunan yang dikelilingi oleh pohon palem dan pagar tanaman berbunga. Tahun lalu, sebelum pandemi, Wilson Xe, seorang insinyur biomekanik berusia 23 tahun, berdiri di atas meja laboratorium dan menggunakan ikatan untuk memasang versi terbaru jantung dari Bivacor ke model sistem peredaran darah. Sistem itu, yang dikenal sebagai "loop", telah jauh lebih baik daripada yang dibuat oleh Timms dan ayahnya. Terbuat dari pipa plastik dengan tinggi kurang lebih satu meter, menyerupai model roller coaster. Sistem tersebut diisi dengan air yang dicampur dengan gula untuk mensimulasikan viskositas darah manusia. Itu juga menggunakan katup untuk mensimulasikan kondisi peredaran darah yang berbeda: tekanan tinggi dan rendah,stagnasi dan saluran cepat. Jantung yang melekat pada sistem kokoh dan dibuat dari titanium hitam dan emas steampunk. Empat lubang menuju aorta, vena kava, arteri pulmonalis, dan vena pulmonalis; kabel menghubungkannya ke unit kontrol seukuran kamus. Kabel ini akan melewati kulit di perut dan orang-orang perlu membawa unit kendali bersamanya setiap saat.
Ketika Xe mengatur katup sirkuit, udara dipompa keluar dengan suara mendesis. Nicholas Greatrex, seorang insinyur listrik Australia, memasukkan perintah di komputer, dan arus mulai mengalir ke elektromagnet jantung. Air mengalir di lingkaran, bergerak dengan dengungan berdenyut rendah.
Hati Bivacor dan hati manusia bekerja dengan prinsip yang berbeda. Hati manusia memiliki dua sisi. Pertama-tama darah mengalir dari sisi kanan yang lebih kecil ke paru-paru dan punggung, dipenuhi dengan oksigen. Kemudian bergerak ke sisi kiri yang lebih besar dan lebih kuat, memompa darah ke dalam tubuh. Jantung dari Bivacor didasarkan pada ruang kombinasi. Ini mengirimkan darah ke dua arah menggunakan cakram berputar ("rotor") yang memiliki dua sisi berbeda (untuk menciptakan tingkat tekanan darah yang diperlukan). Jika jantung orang dewasa yang sehat berdenyut di mana saja dari enam puluh hingga seratus kali per menit, jantung Bivacor berputar pada 1600 hingga 2400 rpm.
Mengukur denyut nadi seseorang menggunakan jantung seperti itu, dan Anda hanya menemukan tekanan konstan - seperti di selang taman. Beberapa ahli bedah jantung dan ahli jantung tidak menyukai gagasan tentang jantung tanpa denyut nadi. Mengetuk keyboard komputer, Greatrex memerintahkan rotor untuk bekerja dengan kecepatan variabel. “Dengan mempercepat dan memperlambat rotor, kita bisa membuat pulsa buatan,” katanya. Aku mengulurkan tangan dan menyentuh salah satu selang karet putih lingkaran itu. Anehnya, dia hangat; di bawah jariku, itu mulai berdenyut dalam ritme manusia yang familier.
Tekanan darah 100 sampai 70, kata Greatrex penuh kemenangan, menyentuh pergelangan tangannya. Dokter dapat melihat ini dan berkata: "Kamu baik-baik saja!" Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit, sekitar 6,2 juta orang Amerika menderita beberapa bentuk gagal jantung, seringkali mengalami kelemahan, sesak napas, dan ketidakstabilan. Hati buatan seperti itu akan memutar balik waktu.
Bivacor berada dalam fase transisi. Perusahaan belum menjual produknya dan sepenuhnya bergantung pada dana modal ventura, malaikat bisnis, dan hibah pemerintah. Jantungnya ditanamkan pada domba dan anak sapi - mereka hidup berbulan-bulan dan terkadang berlari di atas treadmill. Perusahaan sedang mempersiapkan untuk mengajukan aplikasi ke Food and Drug Administration (FDA) untuk persetujuan implantasi manusia. Melintasi ambang batas antara hewan dan manusia berarti memasuki lingkungan regulasi yang keras. Pada hari-hari awal penelitian jantung buatan, tim dapat menanamkan perangkat pada orang yang sekarat secara darurat - sebagai upaya terakhir untuk menyelamatkan hidupnya - dan melihat bagaimana fungsinya.
Ahli etika prihatin, tetapi kemajuannya pesat. Saat ini, eksperimen semacam itu dilarang: desain jantung harus diperbaiki dan disetujui sebelum dimulainya uji klinis; pencobaan bisa memakan waktu bertahun-tahun, dan jika jantung ternyata tidak cukup baik, prosesnya harus dimulai dari awal. Bivacor saat ini sedang memutuskan fitur mana yang akan dimasukkan dalam uji klinis jantung mereka. Keputusan yang salah kemungkinan besar akan mengakibatkan kerugian bagi perusahaan. Hampir pasti tidak akan ada upaya kedua untuk mendaki puncak.
Timms, berambut pendek dan berambut merah, sekarang berusia empat puluh dua tahun. Sejak waktunya di Brisbane, dia mengabdikan hampir seluruh kehidupan kerjanya untuk pekerjaan jantung, dia melakukan perjalanan ke Jepang, Jerman, Taiwan dan Houston untuk bekerja dengan berbagai ahli bedah dan insinyur. Pendiam dan fokus, dia sangat terkendali: dia memilih untuk tidak memberi tahu orang-orang apa yang dia lakukan untuk mencari nafkah, sehingga percakapan selanjutnya tidak menggoda dia untuk mengiklankan proyek yang tenggat waktunya telah lama terganggu. Mengenakan jeans, sepatu kets, dan kemeja kusut yang tidak dikancingkan ke kancing ketiga, dia membawa saya ke ruang belakang tempat setengah lusin prototipe jantung bekerja terus menerus selama enam belas bulan. “Sangat penting untuk menunjukkan bahwa mereka tidak pernah, tidak pernah berhenti,” katanya melalui dengungan air yang mengalir. Timms sendiri terlihat seperti tidak tidur nyenyak selama beberapa dekade.
Dalam perjalanan keluar dari lab, kami berjalan melewati ruang konferensi tempat insinyur merekam cara menguji jantung dari Bivacor sebelum implantasi: "Letakkan ibu jari Anda di saluran masuk kiri dan tekan dengan ringan," katanya. Furnitur di kantor Timms bisa jadi ada di ruang belajar rumahnya (itu adalah hadiah dari salah satu investor pertama - pemilik toko furnitur di Houston). Ada kemeja yang disetrika di gantungan di dinding, dan sepeda jalan raya di sudut.
Duduk di kursinya yang berderit, Timms teringat saat mengantar ayahnya ke rumah sakit pada 2006. Operasi penggantian katup membantu Gary memulihkan fungsi jantungnya, tetapi hanya untuk sementara. "Dia memiliki bekuan darah di katup mekanis," kata Timms. "Itu membuat darah mengalir ke sisi kiri jantung dan paru-parunya." Timms menggambarkan akumulasi pertumbuhan dengan tangannya, menunjukkan jalan dari sisi kiri dada ke tulang dada dan ke atas leher - darah terakumulasi seperti air, berjuang untuk keluar dari saluran pembuangan. “Ini menyebabkan pembengkakan,” katanya. "Darah batuk karena melewati selaput paru-paru."
Dua minggu kemudian, Timms berada di Jerman, bertemu dengan insinyur pompa, di mana dia mengetahui bahwa ayahnya semakin parah. Dia segera terbang pulang, tetapi tidak sempat berbicara dengan ayahnya untuk yang terakhir kali. "Dia dalam perawatan intensif dengan ventilasi trakea dan segalanya," kata Timms. "Kematiannya hanya memperkuat tekadku." Saya berpikir, “Itu dia. Kami akan melakukannya dengan biaya berapa pun. "
Saya bertanya kepada Timms apakah, dua dekade lalu, dia benar-benar yakin bisa menciptakan jantung buatan pada waktunya untuk menyelamatkan ayahnya.
Dia bergoyang maju mundur, mengangguk. “Jika pada tahap itu ada alat yang bisa ditanamkan padanya, maka mungkin dia bisa tinggal selama lima atau sepuluh tahun lagi - dia akan melihat bagaimana saya menikah dan bagaimana saya memiliki anak. Dia bisa hidup melewatinya bersama kita. Kemudian filosofi adalah ini. Lima atau sepuluh tahun lagi. " Dia tertawa. “Itu tidak pernah terjadi,” katanya, mengacu pada pernikahan dan anak-anak. Dia menunjuk ke sekeliling kantor, "Aku terjebak dalam semua ini."
Sebelum jantung bisa diganti, itu tidak bisa diganggu gugat - perbatasan terlarang dari operasi. Para tabib abad kesembilan belas percaya bahwa jantung adalah "batas yang ditentukan oleh alam". Pada paruh pertama abad kedua puluh, anestesi membuat ahli bedah lebih berani. Mereka mulai turun tangan untuk menyembuhkan arteri dan katup jantung saat jantung masih berdetak. Mereka mencoba mendinginkan pasien hingga tingkat hipotermia dan kemudian dengan cepat bertindak berdasarkan jantung mereka sampai jantung berdetak. Baru pada tahun 1950-an, dengan perkembangan mesin jantung-paru, operasi jantung terbuka menjadi hal biasa. Darah keluar dari tubuh dan masuk ke mesin, melewati jantung dan paru-paru, dan memberikan akses kepada ahli bedah ke jantung yang tidak bergerak dan tidak berdarah yang dapat mereka tangani hampir seperti otot normal.
Mesin jantung-paru awal berukuran sebesar meja dan hanya dapat digunakan dengan aman untuk waktu yang singkat; namun, mereka membuat jantung buatan diinginkan dan memungkinkan. Hal yang sama berlaku untuk beberapa tren lainnya. Lebih banyak orang yang hidup hingga usia enam puluh dan tujuh puluh tahun, ketika statistik penyakit jantung mulai memburuk: pada pertengahan abad, 40% kematian di Amerika disebabkan oleh penyakit jantung. Statistik ini telah menimbulkan kekhawatiran serius di kalangan pembuat kebijakan. Pada tahun 1948, Kongres (sekelompok pria lanjut usia) mengesahkan Undang-Undang Jantung Nasional, yang memulai perluasan satu dekade dalam pendanaan federal untuk penelitian jantung.
Itu adalah era Apollo, dan jantung buatan tampak seperti terobosan. Pada tahun 1964, National Institutes of Health meluncurkan Program Pengembangan Jantung Buatan, sebuah proyek rekayasa bernilai jutaan dolar untuk mulai menanamkan jantung pada pasien pada akhir dekade ini. Secara struktur, itu mirip dengan proyek NASA. Dia memberikan hibah dan kontrak kepada tim insinyur yang bersaing untuk merancang katup, pompa, atau catu daya terbaik; beberapa tim tidak berhasil bereksperimen dengan jantung bertenaga nuklir. Majalah Time and Life telah mendedikasikan sampulnya untuk topik ini. Seperti yang ditulis sejarawan medis Shelley McKellar dalam bukunya Artificial Hearts: The Allure and Ambivalence of a Controversial Medical Technology, harapan tinggi untuk implan organ buatan "tidak selalu mencerminkan realitas bedah saat ini."
Kompleksitas sebenarnya dari tugas tersebut dengan cepat menjadi jelas. Di Rumah Sakit Maimonides di Brooklyn, Adrian Kantrovitz, seorang ahli bedah penemu yang membantu meningkatkan alat pacu jantung dan mesin jantung-paru, mulai mengerjakan pompa. Dia mengambil pendekatan yang masuk akal: alih-alih mengganti jantungnya, dia memasang pompa tepat di belakangnya untuk mengkompensasi kelemahannya dan mungkin memberinya waktu untuk pulih. Pompa prototipe Kantrovitz telah diuji pada anjing dan pada tahun 1966 dia siap untuk menanamkannya pada manusia. Pasien manusia pertama yang menerima pompa tersebut meninggal setelah pendarahan hebat. Yang kedua adalah seorang wanita berusia 63 tahun yang terbaring di tempat tidur dan menderita diabetes yang mengalami dua serangan jantung - dia hidup selama dua belas hari, tetapi meninggal setelah serangkaian stroke.
Ketika Kantrowitz mengeluarkan pompa dan membukanya, dia menemukan gumpalan. Ia menghadapi kendala yang kemudian dikenal sebagai "hemokompatibilitas". Terlalu banyak tenaga atau tekanan dapat merusak sel darah. Mereka dapat disolder di corong dan celah. Mereka dapat menempel pada permukaan bertekstur. Perangkat Kantrovitz mengubah struktur darah yang dipompa, dan dengan "distorsi" yang terakumulasi, konsekuensinya memburuk.
Sementara itu, di Baylor College of Medicine di Houston, Michael DeBakey dan Denton Cooley, yang dianggap sebagai ahli bedah jantung terbaik di dunia, menghadapi tantangan yang berbeda. DeBakey dan Cooley memulai sebagai mitra - mereka melakukan banyak operasi jantung dengan kecepatan yang luar biasa. Seperti yang dia tulis di bukunya Ticker: The Quest to Create an Artificial Heart oleh jurnalis Mimi Schwartz, kemudian keduanya berselisih. Cooley meninggalkan praktik tersebut pada tahun 1960 dan kemudian mendirikan Texas Heart Institute. Sementara itu, DeBakey menyewa Domingo Liotta, seorang ahli bedah jantung Argentina yang inovatif, untuk menangani jantung buatan. Pada 1969, Liotta mulai menanamkan prototipe pada anak sapi. Hasilnya mengecewakan (dari tujuh hewan, empat mati di meja operasi), dan DeBakey mengira mereka belum siap untuk digunakan pada manusia. Tapi Cooley ingin memajukan pekerjaannya. Dia memiliki pasien yang menunggu donor jantung - tidak hanya di rumah sakitnya, tetapi juga di motel terdekat. Tanpa memberi tahu DeBakey, dia menyewa Liotta untuk bekerja di Texas Heart Institute dengan harapan bisa menggunakan implan baru.
Cooley mulai mencari kandidat di antara pasiennya. Haskell Karp, penilai berusia 47 tahun dari Skokie, Illinois, telah dirawat di rumah sakit tiga belas kali karena penyakit jantung. Dia mengalami sesak napas yang parah sehingga kadang-kadang sulit baginya untuk menyisir rambut. Cooley ingin melihat apakah jantung Karp dapat diperbaiki dengan pembedahan, tetapi Karp dan istrinya setuju bahwa jika tidak ada pilihan seperti itu, Cooley dapat menanamkan prototipe Liotta dengan harapan jantung donor nantinya akan muncul. "Tuan Karp dibawa ke bangsal bedah," tulis Cooley kemudian dalam memoarnya. “Dia pucat, berkeringat dan terengah-engah. Tekanan darahnya turun hingga setengah dari level normal. " Di tengah operasi, terlihat jelas bahwa jantungnya tidak dapat diselamatkan.
Cooley memasang perangkat pneumatik yang dihubungkan dengan selang yang mengalir melalui sisi Karp ke konsol seukuran lemari es. Ventrikel jantung terbuat dari plastik elastis dengan lapisan poliester fleksibel; ketika udara melewati selaput lendir dan plastik, ventrikel berkontraksi dan jantung bekerja. Perangkat itu membuat Karp tetap hidup selama enam puluh empat jam sampai digantikan oleh transplantasi jantung Barbara Evan, seorang ibu berusia empat puluh tahun dengan tiga anak. Namun, tiga puluh dua jam kemudian, Karp meninggal karena pneumonia dan gagal ginjal, akibat dari kondisi jantung yang serius yang awalnya membuatnya menjadi kandidat untuk prosedur berisiko. Cooley menganggap operasi itu sukses. Tapi DeBakey, yang marah karena mencuri hati buatannya, meragukan mantan rekannya itu bertindak secara etis. Sejumlah investigasi telah dilakukan,dan Cooley mencela American College of Surgeons. Pengamat tidak setuju, apakah operasi itu heroik atau sembrono, tetapi dalam kasus apa pun, masalah baru muncul: pada saat orang menyetujui jantung buatan, mereka sangat sakit sehingga hampir tidak mungkin untuk menyelamatkan mereka.
Willem Kolff, terapis kelahiran Belanda yang menemukan dialisis pada 1940-an, tidak menghentikannya. Dia tidak hanya ingin sedekat mungkin dengan transplantasi, dia ingin menciptakan jantung yang begitu baik sehingga dapat digunakan untuk bekerja secara permanen. Di laboratorium Colff di Universitas Utah, seorang insinyur bernama Clifford Quan-Gett menciptakan ventrikel lunak yang tidak merusak struktur darah. Robert Jarvik, seorang insinyur biomedis berbakat yang bergabung dengan tim Universitas Utah selama sekolah kedokterannya, tanpa lelah telah menyempurnakan desain dan proses manufaktur untuk mengatasi masalah hemokompatibilitas. Ketika Jarvik bergabung dengan tim pada tahun 1971, prototipe jantung mereka dapat menjaga seekor anak sapi tetap hidup hanya selama sepuluh hari. Namun, kemajuannya stabil - setelah sepuluh tahun bekerja,seekor anak sapi bernama Alfred Lord Tennyson hidup selama dua ratus enam puluh delapan hari di tempat yang saat itu disebut jantung buatan Jarvik-5.
Pada bulan Desember 1982, ahli bedah jantung William De Vries menanamkan versi jantung yang ditingkatkan (Jarvik-7) pada Barney Clark, seorang dokter gigi berusia enam puluh tahun. Hati Clark bekerja sekitar seperenam dari sumber dayanya. Dia merasa sangat buruk sehingga ketika dia melihat anak sapi dan domba dengan hati Jarvik, dia berkata, "Saya pikir mereka merasa jauh lebih baik daripada saya sekarang." Operasi tersebut menarik perhatian internasional. Seringkali fokusnya adalah pada kepribadian peserta: De Vries, berpengalaman dan "Lincoln", Jarvik, muda dan tampan, dan Clark, seorang pria karismatik di jalanan yang melakukan misi tempur selama Perang Dunia II. Video dari tujuh setengah jam operasi itu disiarkan di televisi. Setelah itu, wartawan menghadiri konferensi pers harian yang diadakan di kafetaria universitas.
Clark hidup seratus dua belas hari dengan pipa yang menghubungkannya ke pompa empat ratus pon dan panel kontrol. Dia berada dalam periode penurunan, lalu pulih, lalu tidak bahagia, lalu optimis. Kadang-kadang dia bahkan berdiri sebentar dan mengayuh sepeda statis, tetapi biasanya dia berbaring di tempat tidur dan terengah-engah, menarik udara melalui topeng. Salah satu katup mekanisnya harus diganti pada operasi berikutnya. Clark menderita mimisan, kejang, gagal ginjal, dan pneumonia. Sesaat sebelum dia meninggal karena sepsis dan kegagalan organ, dia berkata, menyela suara embusan pompa udara, "Senang sekali bisa membantu orang."
FDA memberi izin kepada De Vries untuk menanamkan tujuh jantung buatan, dan dia mulai berbisnis. Pada tahun 1984, De Vries memasang versi modifikasi dari Jarvik-7 kepada William Schroeder, seorang mantan inspektur senjata tentara berusia 52 tahun. Sebelum operasi, Schroeder meminta pengakuan. Pada akhirnya, dia hidup selama 620 hari, pindah dari rumah sakit ke apartemen, dan dari waktu ke waktu menggunakan unit pompa portabel, yang bekerja selama tiga jam dengan tenaga baterai, untuk pergi ke koridor atau mengendarai mobil dengan miliknya. putra. Dalam percakapan telepon dengan Ronald Reagan, Schroeder dengan bercanda mengeluhkan keterlambatan pemeriksaan jaminan sosial. Merasakan dada pria itu, para reporter mengagumi detak jantungnya - sepertinya lebih kuat daripada detak jantung orang sehat. Namun, Schroeder menderita berbagai penyakit. Secara khusus, dari stroke - salah satunya ekstensif. Setelah,Saat dia meninggal karena infeksi kronis dan masalah paru-paru, dia dimakamkan dengan batu nisan yang menggambarkan dua hati - manusia dan Jarvik-7.
Jantung menjadi lebih baik, seperti halnya teknik bedah, meskipun tidak satupun dari peningkatan ini mengubah arus utama penelitian. De Vries membuat beberapa transplantasi lagi, dengan keberhasilan yang bervariasi. Di Swedia, pria yang diberikan Jarvik-7 merasa sangat sehat, berjalan-jalan dan makan di restoran favoritnya. Namun, dia meninggal tujuh setengah bulan kemudian, memicu perdebatan hukum tentang apakah dia masih hidup (menurut hukum Swedia pada saat itu, dia meninggal saat jantungnya berhenti). Dokter, pasien, dan reporter mulai merasa lebih dingin tentang topik tersebut. Keyakinan akan ide pengganti jantung mulai memudardan sponsor bertanya-tanya - bukankah lebih baik membelanjakan uang untuk hal lain? Apa gunanya transplantasi jantung buatan jangka pendek? Apakah para ahli bedah mencoba menyelamatkan pasien mereka atau mereka hanya bereksperimen dengan mereka? Apakah hari-hari tambahan itu sepadan?
Para insinyur artifisial awal memiliki kesuksesan yang terbatas. Perangkat mereka dapat membuat pasien tetap hidup untuk waktu yang lama, tetapi tidak secara permanen. Gagal jantung tidak lagi berakibat fatal, tetapi kualitas hidup terlalu rendah. Keajaiban terbatas, kebaikan yang ambigu. "Mereka berhasil," kata Timms di kantornya saat kami membahas cerita tersebut. "Namun, tidak ada yang menginginkan itu." Kesimpulan yang serius bagi mereka yang mencoba mengulang.
Beberapa dekade yang lalu, di awal tahun terakhir kuliah saya, saya mendapati diri saya tinggal di samping dua wanita menawan: Seuss dari Montana dan Jess dari New Jersey. Kami menjadi teman dan saya segera mengetahui cerita Jess. Di sekolah menengah atas, dia menderita serangan jantung yang parah. Setelah melakukan ritus terakhir, dia diselamatkan dengan implantasi pompa jantung eksperimental - sebuah "alat bantu ventrikel" yang disebut HeartMate. Perangkat ini adalah pewaris penemuan Kantrowitz dari tahun 60-an, tetapi itu bukanlah jantung buatan. HeartMate menjalankan fungsi sisi kanan jantung, sisi kiri tetap di tempatnya. Jess menghadiri pesta prom dan membintangi produksi Effortless Business Success sekolah, sambil terhubung melalui kabel ke baterai di tasnya.Dia belajar berjalan dengan prostesis karena komplikasi dari serangan jantung membutuhkan amputasi kaki kirinya di atas lutut. Beberapa hari sebelum lulus SMA, dia menerima hati seorang gadis remaja yang meninggal dalam kecelakaan mobil. Tak lama kemudian, dia mengembangkan limfoma non-Hodgkin, kemungkinan besar akibat imunosupresan yang dia konsumsi untuk mencegah penolakan. Saat aku bertemu Jess, semuanya sudah berakhir. Dia tidak memiliki baterai, dia sembuh dari kanker, dan dia mengenyam pendidikan tinggi.sebagai akibat dari imunosupresan yang dia konsumsi untuk mencegah penolakan. Saat aku bertemu Jess, semuanya sudah berakhir. Dia tidak memiliki baterai, dia sembuh dari kanker, dan dia mengenyam pendidikan tinggi.sebagai akibat dari imunosupresan yang dia konsumsi untuk mencegah penolakan. Saat aku bertemu Jess, semuanya sudah berakhir. Dia tidak memiliki baterai, dia sembuh dari kanker, dan dia mengenyam pendidikan tinggi.
Kami tetap berteman setelah kuliah. Jess telah bekerja di industri perawatan kesehatan sebagai pengacara donasi organ. Ciri istimewanya adalah dia tahu bagaimana menjadi manis dan tangguh pada saat bersamaan. Dia berkeliling dunia, mengalahkan kanker dua kali, pergi ke konser, makan banyak makanan penutup, punya pacar, dan mendapat promosi. Secara umum, dia berperilaku seperti gadis muda biasa, dan tidak seperti keajaiban hidup. Melihat betapa mudahnya dia berpindah-pindah di fasilitas medis apa pun - berkomunikasi dengan perawat, mengirim email dari tempat tidur rumah sakitnya - saya menyadari betapa bijaksana dan berani dia hidup.
Karena penasaran ingin bertemu orang-orang di belakang HeartMate, saya pergi ke Texas Heart Institute di Houston. Itu terletak di dekat Rumah Sakit St. Luke, di Texas Medical Center yang mirip kota, kompleks medis terbesar di dunia, dengan sepuluh juta pasien setahun. Ini adalah Kardiologi Vatikan. Ada sebuah museum besar yang didedikasikan untuk sejarah operasi jantung dan pompa jantung. Tidak jauh dari tempat Denton Cooley menanamkan jantung buatan pertama lebih dari lima dekade yang lalu, saya duduk di ruang konferensi tanpa jendela dengan dua ahli bedah, O. H. (Bad) Fraser dan Billy Cohn. Kon, pria tegang dengan kemeja hitam berkancing dan jins, berusia lima puluh sembilan; Fraser, pria yang tidak banyak bicara dengan blazer, celana panjang, dan kacamata berwarna kulit kura-kura, berusia tujuh puluh sembilan tahun. Keduanya memakai sepatu bot koboi.Bersama-sama mereka telah menanamkan lebih dari seribu perangkat untuk "dukungan mekanis sirkulasi darah". Kebanyakan pasien saat ini dilengkapi dengan alat bantu ventrikel untuk membantu atau mengganti sisi kiri jantung. Tapi Cohn dan Fraser, seperti Timms, adalah bagian dari sekelompok kecil peneliti yang masih bekerja untuk membuat pengganti jantung yang lengkap dan permanen. Pada tahun 2011, mereka menanamkan dua HeartMate II (satu untuk sisi kiri, satu untuk kanan) pada seorang pria berusia lima puluh lima tahun yang jantungnya telah gagal total dan telah diangkat. Perangkat ini bertindak seperti jantung buatan dan memungkinkan pria itu hidup selama 5 minggu.yang membantu sisi kiri jantung atau menggantikannya. Tapi Cohn dan Fraser, seperti Timms, adalah bagian dari sekelompok kecil peneliti yang masih bekerja untuk membuat pengganti jantung yang lengkap dan permanen. Pada tahun 2011, mereka menanamkan dua HeartMate II (satu untuk sisi kiri, satu untuk kanan) pada seorang pria berusia lima puluh lima tahun yang jantungnya telah gagal total dan telah diangkat. Perangkat ini bertindak seperti jantung buatan dan memungkinkan pria itu hidup selama 5 minggu.yang membantu sisi kiri jantung atau menggantikannya. Tapi Cohn dan Fraser, seperti Timms, adalah bagian dari sekelompok kecil peneliti yang masih bekerja untuk membuat pengganti jantung yang lengkap dan permanen. Pada tahun 2011, mereka menanamkan dua HeartMate II (satu untuk sisi kiri, satu untuk kanan) pada seorang pria berusia lima puluh lima tahun yang jantungnya telah gagal total dan telah diangkat. Perangkat ini bertindak seperti jantung buatan dan memungkinkan pria itu hidup selama 5 minggu.Perangkat ini bertindak seperti jantung buatan dan memungkinkan pria itu hidup selama 5 minggu.Perangkat ini bertindak seperti jantung buatan dan memungkinkan pria itu hidup selama 5 minggu.
Karier Fraser dimulai pada zaman keemasan pekerjaan jantung buatan dan berlanjut ke tahun-tahun tergelapnya. Pada tahun 1963 ia masuk Baylor College of Medicine dan belajar dengan Michael DeBakey. Dia bergabung dengan tim Cooley di Texas pada tahun 70-an dan bekerja di sana pada tahun 80-an, ketika penemuan obat siklosporin dan imunosupresif meningkatkan kelangsungan hidup transplantasi. Yakin akan pentingnya pompa jantung sebagai perangkat perantara, ia mulai bekerja di laboratorium bawah tanah tempat memelihara babi, domba, sapi, dan kambing. Selama beberapa dekade, dia bekerja sama dengan para insinyur untuk menguji dan meningkatkan hampir setiap pompa jantung yang ada saat ini, termasuk HeartMate yang asli. (Sebelumnya di Cerritos, saya menonton video seekor anak sapi dengan pompa Bivacor berjalan di atas treadmill di lab Fraser. Fraser dan Cohn adalah konsultan untuk perusahaan tersebut.)
"Orang ini, O. H. Fraser," kata Cohn, menunjuk ke foto Fraser dengan jubah berlumuran darah yang diambil lama sekali di laptopnya. "Bintang rock sejati." Fraser terkekeh.
Cohn, yang memancarkan energi mesianik, mengatakan bahwa pada 1986 Fraser adalah ahli bedah pertama yang berhasil menggunakan HeartMate dalam uji klinis yang dilakukan sebelum 1993. Sejak perangkat ini disetujui oleh FDA, telah dipasang pada sekitar 4.000 pasien. HeartMate berbentuk donat, dilengkapi dengan pompa mekanis dan salah satu inovasi utamanya adalah penggunaan plastik dan titanium bertekstur khusus di mana sel darah dapat membentuk permukaan biologis yang halus. Versi awal didukung oleh udara yang dikirim melalui selang. Model selanjutnya, seperti yang diterima Jess, memiliki motor. Umur perangkat tidak lebih dari satu setengah tahun, tapi itu cukup untuk pasien yang dirawat di rumah sakit dengan bibir biru dan hampir meninggal."Anda harus meletakkan HeartMate di alat pernapasan, membuat sayatan besar, memasukkan pompa ke perut, menyambungkannya, dan di akhir operasi bibir berubah menjadi merah muda." Masalahnya adalah dan tetap tidak adanya transplantasi jantung: "Dalam satu setengah tahun HeartMate akan hancur, dan sebaiknya Anda menemukan donor jantung selama waktu ini, jika tidak orang-orang ini akan mati."
Untuk mengatasi masalah ini, Fraser bermitra dengan Abiomed, sebuah perusahaan pompa jantung Massachusetts, untuk menciptakan jantung buatan generasi berikutnya, AbioCor. Jantung buatan ini dibuat pada awal tahun sembilan puluhan. Itu tradisional dalam beberapa hal (memiliki dua ruang, seperti hati yang nyata), tetapi sebaliknya itu adalah perangkat yang sangat futuristik. Tidak ada selang udara atau kabel listrik yang keluar dari tubuh. AbioCor adalah implan mandiri yang menggunakan cairan hidrolik bersirkulasi untuk mengompres ventrikel. AbioCor didukung oleh baterai yang dapat diisi secara nirkabel melalui kulit. Secara teori, Anda bisa berenang dengannya.
"Super, super ambisius," kata Cohn sambil membuka tabel. “Mereka menghabiskan seperempat miliar dolar untuk ini. Beberapa ratus hewan, dengan setengah dari operasi Bud dan timnya dilakukan di sini. " Pada 2001 dan 2002, jantung dipasang pada 14 pasien. Saat itulah rencana ambisius mulai runtuh. “Setelah 9 bulan, semua kecuali empat meninggal karena komplikasi atau kegagalan perangkat,” kenang Cohn.
FDA memberikan izin kepada Abiomed untuk menanamkan 60 perangkat lagi, tetapi jelas bagi semua orang bahwa perangkat tersebut perlu diperbarui dan kemudian disetujui lagi - proses panjang yang tidak tega ditangani oleh siapa pun. "Abiomed menyerah," kata Cohn. "Mereka berkata, 'Ini terlalu sulit!' Masalahnya adalah jantungnya begitu besar sehingga hanya bisa masuk ke tulang rusuk pasien pria terbesar.
"Kamu tahu, jantungmu berdetak ratusan ribu kali sehari," kata Fraser.
"Tiga puluh lima juta kali setahun," kata Cohn.
“Mengingat fakta ini, sungguh menakjubkan bahwa itu berlangsung begitu lama,” kata Fraser.
Sepanjang tahun delapan puluhan dan sembilan puluhan, bahkan saat ia mengerjakan HeartMate dan AbioCor, Fraser berpendapat bahwa para insinyur harus beralih dari desain pompa berdenyut ke desain yang didasarkan pada prinsip mekanis yang lebih sederhana dari "aliran kontinu" - yang menjadi dasar Bivacor. Beberapa peneliti berpendapat bahwa sistem kardiovaskular dapat memperoleh manfaat dari denyut nadi: terdapat bukti bahwa dinding pembuluh darah membesar sebagai respons terhadap detak jantung yang cepat. Tetapi Fraser menyimpulkan bahwa untuk semua manfaat pulsasi, mereka sebanding dengan kekuatan dan kesederhanaannya. Dia mulai mengerjakan dua proyek aliran berkelanjutan secara paralel, satu dengan ahli jantung Richard Wempler, dan yang lainnya dengan Robert Jarvik. Mereka menanamkan hati buatan pada hewan dan kemudian dipindahkan,dibongkar dan dianalisis cara kerjanya. Pada dua ribu, perangkat ini mulai beroperasi dengan nama Jarvik 2000 dan HeartMate II.
Cohn membuka sirkuit HeartMate II di laptopnya. Pada dasarnya, ini adalah tabung sempit dengan pembuka botol. Ketika sekrup berputar di antara dua bantalan, ia bertindak seperti baling-baling stasioner, terus menerus mendorong darah dari jantung ke aorta di atasnya. (Di bidang pertanian, desain yang sama disebut sekrup Archimedes dan digunakan untuk memompa air)
Cohn menunjuk ke baling-balingnya: “Ini adalah bagian bergerak yang ditangguhkan dari bantalan ruby. Orang-orang berkata, "Anda tidak bisa menggunakan bantalan di dalam darah." Ternyata Anda bisa! Ada cukup darah mengalir melalui mereka untuk menjaganya tetap bersih. " Gumpalan masih menjadi masalah, begitu pula infeksi. Namun, lebih dari seribu orang setiap tahun menerima dan hidup dengan HeartMate II atau perangkat serupa saat mereka naik ke daftar tunggu transplantasi. HeartMate II menjaga Dick Cheney tetap hidup dari 2010 hingga 2012 sampai dia mendapat transplantasi.
Pada musim panas 2019, saya menerima pesan dari Jess. "Saya baru-baru ini merayakan ulang tahun ke-20 transplantasi jantung saya," tulisnya. "Tapi jantung yang ditransplantasikan tidak bekerja selama yang asli." Saya tidak tahu hal itu. Saya berasumsi bahwa transplantasi dia permanen. Faktanya, hati pinjamannya hancur. Dia tersentak dan hampir pingsan pada suatu malam saat dia berjalan pulang ke apartemennya. Sekarang dia telah kembali ke rumah sakit menunggu jantung kedua. "Bisa berminggu-minggu, berbulan-bulan, atau (kemungkinannya kecil) akan ditransplantasikan besok," tulisnya. "Tolong kirimkan sesuatu yang bagus."
Saya mengunjungi Jess di ICU di mana kami berbicara tentang restoran, karier, dan acara TV. Kami melihat beberapa foto putra saya, yang berusia sekitar satu tahun. Saya akan mengunjungi lagi ketika dia meninggal.
"Dia melakukan pekerjaan dengan baik," kata Cohn. "Banyak pasien transplantasi jantung meninggal setelah sepuluh tahun."
"Saya baru-baru ini berada di pesta ulang tahun seorang pria yang menjalani transplantasi tiga puluh tahun yang lalu," kata Fraser. “Tapi itu terjadi sangat, sangat, sangat jarang. Hanya sekitar 5% dari pasien transplantasi jantung yang hidup 30 tahun lagi. " Pompa buatan di pasaran dianggap sebagai terapi jembatan, dan transplantasi jantung adalah terapi yang "ditargetkan". Namun, jika Anda berumur cukup lama, cangkok juga hanya akan menjadi jembatan.
Saya bertanya kepada Fraser dan Cohn apa pendapat mereka tentang semua orang yang meninggal selama atau setelah menggunakan perangkat mereka - apakah mereka bertahan di dunia ini dan bagaimana mereka hidup.
"Martir," kata Cohn. “Mereka bergantung pada kehidupan. Teknologinya mungkin tidak ada di sana, tetapi mungkin menunda napas terakhir mereka. Banyak dari mereka menghabiskan waktu bertahun-tahun dengan orang yang mereka cintai, melakukan apa yang mereka suka. Beberapa pergi ke unit perawatan intensif, menghabiskan enam minggu di sana, dan meninggal. Kalau dipikir-pikir, terkadang sepertinya lebih baik membiarkan mereka pergi. Tapi kamu tidak pernah tahu! Ini adalah permainan dengan statistik, dan mereka siap untuk itu selama beberapa hari kehidupan. Dan setiap kali itu membantu kami bergerak maju. "
“Saya banyak bekerja dengan anak-anak penderita leukemia ketika saya masih mahasiswa,” kata Fraser. “Mereka semua mati. Para dokter di bangsal anak-anak Texas ingin berhenti dari pekerjaan mereka. "
Ini karena Anda menyiksa mereka dengan racun-racun ini, kata Kohn.
"Mereka tampak mengerikan," kata Fraser. “Perut mereka bengkak, rambut rontok, membuat takut anak-anak lain. Tetapi para dokter terus melakukan semua ini. Saya pikir ini membantu saya di masa depan, karena 22 orang pertama dari 70, yang kami pasang ventrikel buatan pertama, meninggal. "
Sudah terlambat. Fraser membawaku melewati kantor yang sepi, melewati koridor yang berliku dan sepi, dan akhirnya kami naik lift ke bawah ke ruang bawah tanah. Kami memasuki laboratoriumnya, sebuah sarang besar tempat dia menghabiskan sebagian besar masa kerjanya. Kami pergi ke ruang operasi veteriner dan laboratorium patologi, tempat hewan mati dan pompa yang rusak dapat dibongkar dan dianalisis.
"Kami punya babi di sini," kata Fraser sambil membuka pintu. Baunya seperti binatang, dan babi mendengkur merah muda besar muncul di depan mata.
"Babi memiliki hati yang paling manusiawi," katanya sambil menutup pintu. Dia menunjuk ke koridor: “Kambing. Saya tidak suka bekerja dengan kambing. Mereka terlalu pintar! " Dia tertawa. "Mereka sedang melihatmu."
Kami masuk lebih dalam ke laboratorium. Di ruang konferensi berkarpet, beberapa lusin jantung buatan dan pompa jantung dipajang - hampir seperti museum untuk seluruh area. "Yang ada di tengah adalah AbioCor," kata Fraser, menunjuk ke sepotong logam dan plastik bengkok berbentuk hati. "Ini Jarvik-7 tua": dua ventrikel kuning-krem dengan tabung keluar. “This is HeartMate II”: silinder logam abu-abu dengan tabung putih di kedua ujungnya yang terlihat seperti sesuatu yang Anda temukan di bawah wastafel. Sampul majalah Life bulan September 1981 berbunyi, "Artificial Heart Created" dalam bingkai di dinding.
Fraser menunjuk ke pompa logam besar dan tabung putih yang menonjol darinya - sebuah "tabung panjang," katanya. Sampai diganti, perangkat pasti gagal. Perubahan kecil dilakukan secara berulang, dan efeknya baru terungkap setelah kematian. Itu adalah penemuan dalam gerakan lambat.
Proyek AbioCor telah dibatalkan. Pekerjaan di Bivacor masih beberapa tahun lagi. Saat ini, satu-satunya perusahaan yang memproduksi dan memasarkan jantung buatan yang ditanamkan pada manusia adalah SynCardia Systems di Tucson, Arizona. Perusahaan tersebut didirikan sebagai bagian dari misi penyelamatan. Symbion, perusahaan Utah yang didirikan Robert Jarvik, kehilangan sertifikasi Jarvik 7 pada tahun 1990 karena masalah kontrol kualitas. Teknologi ini dibeli oleh perusahaan lain yang melakukan uji klinis dengan versi perangkat yang lebih baik, tetapi kehabisan dana pada tahun 2001. Untuk sementara, sepertinya teknologi akan menghilang begitu saja. Tetapi dua ahli bedah jantung dan seorang bioteknologi bersama-sama mengumpulkan modal ventura untuk membeli hak atas sistem tersebut. Mereka mengganti nama perangkat menjadi SynCardia Total Artificial Heart, atau TAH Company.yang sekarang berbasis di beberapa bangunan di sekitar tempat parkir berpasir, menjual sekitar seratus hati setahun, semuanya berasal dari Jarvik 7 tua, yang digerakkan oleh udara. Terlepas dari kenyataan bahwa SynCardia telah berhasil membuat tim ahli bedah yang mampu membangun hati perusahaan, kinerjanya sangat buruk. Perusahaan baru-baru ini mengesahkan Bab 11 dari Kode Kebangkrutan dan dibeli oleh investor baru. Mereka menangani pandemi yang menyebabkan pembatalan operasi di seluruh negeri melalui produksi dan penjualan pembersih tangan.Perusahaan baru-baru ini mengesahkan Bab 11 dari Kode Kebangkrutan dan dibeli oleh investor baru. Mereka menangani pandemi yang menyebabkan pembatalan operasi di seluruh negeri melalui produksi dan penjualan pembersih tangan.Perusahaan baru-baru ini mengesahkan Bab 11 dari Kode Kebangkrutan dan dibeli oleh investor baru. Mereka menangani pandemi yang menyebabkan pembatalan operasi di seluruh negeri melalui produksi dan penjualan pembersih tangan.
Bersama dengan Karen Stamm, direktur program di SynCardia, dan insinyur Matt Schuster, saya melihat melalui jendela ketika seorang teknisi di ruang bersih mengumpulkan salah satu hati. “Kunci untuk menciptakan jantung buatan adalah bahan yang kami gunakan,” kata Schuster. “Mortar poliuretan tersegmentasi. Kami menyebutnya "spazz" - dari SPUS. " Ketegangan itu tertawa. “Kami membuat barang-barang ini di sini di kampus,” lanjut Schuster. “Ini adalah campuran milik kami sendiri. Saat keluar dari peralatan produksi, itu terlihat seperti jus atau madu kental. " Dengan menggunakan tusuk gigi, teknisi dengan hati-hati mengoleskan madu yang sudah dicetak. Sesuatu yang tembus pandang muncul di atas sesuatu yang tembus pandang. Proses perakitan memakan waktu dua setengah minggu.
Kami melewati lab yang didedikasikan untuk analisis eksplan. “Jika kita mendapatkan jantungnya kembali, kita memisahkannya dan memeriksanya,” kata Schuster. Kami mendapati diri kami berada di ruangan lain yang berisi beberapa lusin tangki air di rak. Detak jantung di dalam setiap reservoir. Di samping tangki ada pompa udara, atau "penggerak". Suara di ruangan itu memekakkan telinga, cepat dan nyaring: dentuman, dentuman, dentuman keras, dan di dalamnya Anda bisa mendengar gemerincing mekanis mesin tik. Suara diulang dua kali dalam satu detik - dalam ritme produksi, seolah-olah kami berada di pabrik. "Di sinilah kami melakukan penelitian jangka panjang," teriak Strain mengatasi kebisingan. Di satu sisi, ada jantung 50 sentimeter kubik (ditempatkan pada pasien kecil), dan di sisi lain - 70 (ditempatkan pada pasien yang lebih besar). "Ini drive-nya,dari sana terdengar suara mekanis, ”kata Strain sambil menunjuk ke pompa mekanis yang terlihat seperti kotak makan siang. Itu dihubungkan oleh tabung udara ke jantung di dalam reservoir. "Saat Anda mendengar bunyi klik, katup di dalam jantung menyala."
Inovasi utama SynCardia diarahkan tepat pada drive. Jantung mereka dapat ditenagai oleh salah satu dari dua perangkat: yang pertama seukuran lemari es mini, dan yang kedua adalah seukuran pemanggang roti. Kedua perangkat ini jauh lebih kecil daripada yang digunakan oleh pasien De Vries. Setelah beberapa bulan, drive perlu diservis. Saat lampu peringatan menyala, petugas servis memutuskan koneksi drive dan menghubungkannya kembali ke perangkat lain secepat mungkin sehingga hati pengguna tidak tenggelam. Saya melihat air di tangki berfluktuasi secara ritmis. Dibutuhkan banyak usaha untuk mendorong lima atau enam liter darah ke seluruh tubuh setiap menit.
Saya bertanya bagaimana suara hati ini ketika dipasang pada seseorang.
Jauh lebih tenang, kata Strain. “Tapi kamu bisa mendengarnya. Saya pernah mendengar cerita di mana pasien mengatakan bahwa ketika mereka membuka mulut, orang lain mendengar bunyi klik. " Dia memberi tahu saya bahwa beberapa pasien pada awalnya tidak dapat mentolerir kebisingan. Tapi kemudian, dia berkata, "mereka tidak bisa tidur tanpa suara klik."
Kami melanjutkan perjalanan melalui gudang, di mana sekitar selusin hati disimpan di rak, siap untuk dikirim. Kit bedah berisi bahan yang diperlukan untuk pemasangannya dikemas dalam tumpukan terpisah. Kami kemudian berjalan melewati tempat parkir ke gedung lain, di mana sekelompok insinyur sedang menunggu kami mengenakan kacamata pelindung di laboratorium dengan langit-langit tinggi. Salah satu dari mereka memberiku sepotong plastik kecil berbentuk jam pasir: sebuah lampu sorot. Transparan, sedikit seperti susu, lembut, dan lengket di ujung jari saya. Spazz membentang hampir nyata - saya menarik ujungnya, meregangkan leher jam pasir beberapa kali dari panjang aslinya, dan bahan kembali ke bentuk aslinya dengan mudah.
Melalui pintu masuk, saya melihat sebuah mobil besar yang sudah usang, tingginya sekitar 3 meter. Dia tampak seperti oil rig dan KitchenAid pada saat bersamaan. "Reaktor Spazz," kata Troy Villazon, manajer produksi. "Dia dari awal tahun 60-an." SynCardia memperoleh mesin ini pada awal abad ke-20 untuk memastikan kelancaran pasokan material. “Peralatan ini telah menyaksikan hampir seluruh sejarah perkembangan luar biasa,” kata Villazon. Kami bertanya-tanya sejenak - apakah mesin ini digunakan untuk membuat hati Jarvik? "Itu mungkin," kata Schuster.
Saya berhenti di depan papan tulis di mana empat foto pasien SynCardia disusun di atas diagram gambar tangan konvensional. Foto-foto itu menunjukkan seorang pria kulit hitam di ranjang rumah sakit dengan tas belanja; seorang pria kulit putih botak di lapangan golf dengan selang udara tipis keluar dari bawah kemejanya; berambut pirang, mungkin remaja, membawa ransel; dan adik laki-laki dan perempuan duduk bersama. “Kami senang melihat gambar-gambar yang memotivasi di dinding,” kata Villazon. Seorang anak laki-laki berusia sembilan tahun adalah pasien termuda yang menerima jantung dari SynCardia. SynCardia yang berumur paling lama telah menggunakan hati selama hampir tujuh tahun - sebuah pencapaian yang bisa saja menjadi sampul majalah Life di tahun 1980-an.
Salah satu tantangan terbesar yang dihadapi SynCardia adalah keusangan. Jarvik 7, yang menjadi dasar jantung SynCardia, dikembangkan hampir empat puluh tahun yang lalu. Lisensi awal perusahaan berumur beberapa dekade. Saat ini, mengganti satu bagian - baut, katup, resistor - mungkin memerlukan lisensi baru. Ketika pemasok keluar dari bisnis atau memperbarui penawaran mereka, teknisi SynCardia harus mencari, menguji, dan kemudian mendapatkan otorisasi untuk mengganti komponen. Perusahaan hidup dalam ketakutan akan kerusakan fatal pada reaktor spa: perlu waktu satu tahun untuk membangun dan menyetujui reaktor baru, meninggalkan calon pasien baru tanpa hati. Memelihara perangkat lama itu mahal. “Bahkan jika kita tidak meningkatkan atau mengubahnya,kita hanya perlu terus memproduksi barang yang sama - orang tidak menyadarinya, ”kata Schuster. "Saya telah bekerja di industri kedirgantaraan dan saya dapat memberi tahu Anda bahwa seringkali lebih mudah membuat perubahan besar dalam proyek kedirgantaraan daripada mengubah sesuatu dalam hati buatan." Saya membayangkan perawatan yang memungkinkan pasien melacak pasang surut SynCardia.
Ada kurang dari dua puluh rumah sakit di Amerika Serikat yang telah melatih ahli bedah untuk melakukan penempatan jantung. “Ini adalah pasar yang sempit,” Don Webber, CEO perusahaan, memberi tahu saya. Dia mengeluarkan ponselnya dan membuka spreadsheet yang mencantumkan semua kandidat jantung pada saat itu. “Kami menerima daftar setiap hari,” jelasnya. “Kami mendapat panggilan telepon, teks atau email yang mengatakan, 'Kami mungkin memiliki pasien.' Di layar ponsel, garis warna-warni dengan data pasien berjalan.
SynCardia menghadapi masalah yang sama yang dihadapi Cooley di tahun enam puluhan: Anda pasti sangat sakit memikirkan tentang memotong hati Anda dari dada, tetapi jika Anda menunggu terlalu lama dan sakit, Anda tidak dapat diselamatkan. "Ada kasus seperti ini," kata Webber dengan prihatin dalam suaranya. “Anda melihat orang itu di daftar minggu ini, Anda melihatnya di daftar di akhir minggu, Anda melihatnya di daftar minggu depan. Dia hanya menunggu dan menunggu dan menunggu. " Semakin lama pasien menunggu, semakin kecil kemungkinan mereka untuk bertahan hidup setelah implantasi jantung buatan dan transplantasi berikutnya. "Ini bukan keputusan yang mudah," kata Webber. “Ada beberapa orang dalam tim” - ahli bedah, ahli jantung, rumah sakit, dan mereka semua harus setuju.
Ilmuwan bisnis menggunakan banyak metafora berbeda untuk menggambarkan penemuan dan inovasi. Mereka mengatakan bahwa teknologi dapat berkembang terus menerus atau secara diam-diam, bahwa produk baru harus mendaki "kurva adopsi" atau melompati jurang kegunaan. Tidak ada yang ingin menggunakan ponsel, tetapi ketika ukurannya semakin kecil, semua orang membutuhkannya. Mobil listrik tampak tidak praktis, tetapi mesin hibrida memberi kesempatan kepada pengemudi untuk mengenal teknologi dan mempercepat penyebarannya.
Hati buatan menghadapi tantangan unik. Hanya mereka yang akan segera meninggal yang siap memutuskan untuk transplantasi model hari ini. Namun hampir enam ratus enam puluh ribu orang Amerika meninggal karena penyakit jantung setiap tahun - jumlah kematian pada tingkat pandemi, meskipun kita tidak berbicara tentang keadaan darurat. Semakin banyak orang yang hidup dengan penyakit jantung dan menderita akibat penyakit ini. Untuk mencapai potensi penuhnya, hati buatan harus cukup baik agar orang benar-benar ingin menggunakannya. Mereka harus menjadi lebih baik tidak mati, tetapi gagal jantung, karena penggantian pinggul lebih disukai daripada penyakit sendi pinggul. Sampai mereka mencapai distribusi yang lebih luas,mereka akan tetap menjadi produk khusus - dan karena itu tidak akan tersedia bagi banyak orang yang membutuhkannya. Saat lain: Webber membalik-balik daftarnya. Aku bertanya-tanya apakah Jess seharusnya terlibat dalam hal ini. Lalu dia menyingkirkan teleponnya.
Insinyur SynCardia memiliki tanggung jawab untuk memelihara teknologi lama, tetapi mereka juga memahami bahwa itu perlu berkembang. Sebelum saya meninggalkan Tucson, Villazon memberi tahu saya tentang jantung generasi berikutnya yang sedang dikembangkan SynCardia. Jantung ini akan menggunakan motor pompa bertenaga baterai baru yang dapat ditempatkan seluruhnya di dalam tubuh pasien. Seperti jantung dari AbioCor, ini akan menjadi nirkabel, tanpa drive eksternal. Pada saat yang sama, alat ini akan memompa darah menggunakan ventrikel berbasis spazz yang telah disetujui oleh FDA. Dengan menghubungkan perangkat baru ini ke yang lama (membuat model hybrid), SynCardia berharap dapat segera mengembangkan dan menjual jantung ini untuk menjangkau pelanggan yang sudah ada. Menurut Villazon, jantung baru bisa menjadi implan yang andal dan permanen.Itu bisa digunakan oleh orang-orang yang jauh dari jurang.
Saya bukan Bud Fraser, tetapi saya telah melihat banyak hati buatan, dan perangkat Villazon membuat saya kagum dengan kesederhanaan dan orisinalitasnya. Namun para insinyur SynCardia sibuk memproduksi, menjual, dan memperbarui jantung saat ini, menyelamatkan lebih dari seratus nyawa dalam setahun. Mereka berjuang untuk menemukan waktu untuk memulai hati yang baru. Mereka mencetak beberapa prototipe 3D, mengirim spesifikasi ke toko, dan berkomunikasi dengan investor.
Tim Bivacor dari Cerritos sama sekali tidak terkait dengan masa lalu semua teknologi ini. Ketika saya tiba, semua orang pergi ke Tai untuk makan siang tim mingguan. Itu adalah grup besar untuk sebuah restoran, tapi grup kecil untuk desain hati buatan. Timms duduk di ujung meja di samping insinyur listrik Nicholas Greatrex.
"Anda hampir menanamkan perangkat Anda pada seseorang - bagaimana perasaan Anda?" Tanyaku. "Apakah itu mengasyikkan, atau aneh, bagaimana rasanya?"
“Semakin dekat kita dengan transplantasi hati manusia, semakin kita memikirkan segala sesuatu yang bisa salah dan apa yang bisa kita lakukan,” kata Matthias Kleinheier, seorang insinyur berjanggut. "Bahkan jika saya tidak ragu bahwa sistemnya bekerja dengan baik, itu masih akan sangat menakutkan." Kleinheier bertanggung jawab atas sistem cadangan. Heart memiliki backup ke backup ke backup.
"Nick ingin hidup dengan orang yang mendapatkan hati pertama," kata Timms.
"Ya," kata Greatrex.
"Jika terjadi kesalahan, kami bisa segera memperbaikinya," kata Timms.
Saya memperkenalkan Timms, yang dua dekade lebih muda dan bermain-main di garasi dengan ayahnya. Setelah perusahaan mengirimkan hatinya untuk transplantasi manusia, uji klinis, dan akhirnya ke pasar, desainnya harus diukir di batu. Proses persetujuan bertentangan dengan proses perbaikan.
“Jika saya bisa, saya akan terus mengerjakan ini, ini, dan ini,” kata Greatrex. "Saya tidak akan pernah menanamkannya." Orang-orang tertawa, tapi dia jelas tidak bercanda.
Jika pasien yang membutuhkan jantung buatan bisa menunggu terlalu lama sebelum memutuskan, para insinyur yang merancangnya menghadapi masalah serupa. Jika ditanamkan terlalu dini, perangkat tersebut mungkin tidak sempurna. Jika kesempurnaan dikejar, perangkat tidak boleh meninggalkan laboratorium. Ketika kami kembali ke kantor, saya berbicara dengan Timms tentang wireless heart. Investor telah menawarkan untuk memberi perusahaan lebih banyak uang jika segera mengembangkan jantung nirkabel yang dapat diisi ulang. Sambil mengertakkan gigi, Timms memutuskan untuk menghentikan pendanaan, meninggalkan pengisian nirkabel untuk versi 2.0. “Kami lebih suka meninggalkan uang untuk memastikan perangkat akan bekerja dengan baik di dalam tubuh,” katanya. "Jika kami menguji dan menangani terlalu banyak hal sekaligus, kami akan gagal." Dia memutuskan,bahwa ini adalah keputusan desain terpenting yang dibuat tim. Jika melepas kabel mencegah jantung menyebar lebih luas, itu bisa mengakhiri semua upaya. "Saya benci menghubungkan drive begitu banyak," kata Timms. "Maksudku, benda ini perlu disingkirkan." Tapi tidak sekarang.
Di lab, Greatrex memperkenalkan saya pada inovasi teknis yang sangat dibanggakan oleh tim. Sistem peredaran darah manusia ada di dalam tubuh, yang secara konstan mengubah konfigurasinya di luar angkasa. Akibat gerakan dan penerapan gaya pada tubuh, kecepatan aliran darah berubah. Jika Anda berbaring, ia turun, jika Anda bangun, ia naik. Mulai berlari atau melompat - otot akan terisi oksigen. Semua gerakan ini menimbulkan masalah bagi rotor magnet di Bivacor. Saat tubuh bergerak dan berhenti, dan aliran darah meningkat dan melambat, cakram mungkin tertekan ke dinding. Idealnya, rotor harus menahan arus - mengapung dan berputar, seperti dalam gravitasi nol, menjaga posisinya terlepas dari situasinya.
Di papan tulis, Greatrex menguraikan sistem kontrol magnet kompleks yang digunakan jantung untuk merasakan dan beradaptasi dengan gaya di sekitarnya. Timms sendiri mengembangkan alat matematika yang memungkinkan penyesuaian dalam memecahkan masalah hidrodinamika yang kompleks. Proses pengembangan bergantung pada teknologi digital yang tidak tersedia untuk desainer generasi sebelumnya.
Greatrex memberi saya salah satu rotor: benda itu berbentuk koin, dengan diameter beberapa sentimeter, terbuat dari titanium berwarna emas yang dipoles. Tim menyayangkan titanium akan menjadi abu-abu yang lebih praktis dalam versi produksi akhir, katanya. Saya menimbangnya. Di satu sisi di tengah ada delapan cabang logam, mirip dengan Stonehenge. Di sisi lain, delapan segitiga melengkung yang tertiup angin membingkai tepinya, seperti layar atau sirip hiu yang mengelilingi dunia. Pola pusaran yang rumit memenuhi bagian tengah cakram, tanda mesin seperti gelombang laut.
"Saya pikir jika Anda menunjukkannya kepada sekelompok orang, tidak ada yang akan mengerti bahwa itu adalah bagian dari jantung buatan," kata Greatrex.
Saya menyalakan lampu dan mengambil foto. Objek ini membawa kembali beberapa kenangan ke memori - itu indah. Itu tidak terlihat biologis, tetapi juga tidak sepenuhnya mekanis. Itu memiliki semacam fitur yang sangat indah dari sesuatu yang telah melalui perkembangan yang panjang. Dalam arti tertentu, memang begitu.
- Sistem kontrol serial pertama Rusia untuk mesin bahan bakar ganda dengan pemisahan fungsi pengontrol
- Di mobil modern, ada lebih banyak baris kode daripada ...
- Kursus Online Gratis di Otomotif, Dirgantara, Robotika dan Teknik (50+)
- McKinsey: memikirkan kembali perangkat lunak dan arsitektur elektronik di otomotif
Tentang ITELMA
Daftar publikasi berguna tentang Habré