Umjetno srce – do 2026
От временна замяна на сърцето до напълно имплантируемо бионично сърце
Човешкото сърце е един от най-важните органи в човешкото тяло. То работи непрекъснато от момента на раждането до края на живота, изпомпвайки кръв към белите дробове и всички останали органи.
При тежка сърдечна недостатъчност съвременната медицина разполага с няколко вида механична циркулаторна поддръжка, включително устройства, които подпомагат работата на едната камера, както и тотални изкуствени сърца, които заменят помпената функция на двете сърдечни камери.
В продължение на много години основната цел на тоталното изкуствено сърце беше да поддържа пациента жив до намирането на донорско сърце.
През последните години обаче се появи ново поколение технологии.
Изследователите вече разработват изкуствени сърца, които са по-малки, по-тихи, по-ефективни и потенциално могат да бъдат напълно имплантирани в човешкото тяло.
Особено важен пример е BiVACOR Total Artificial Heart – изкуствено сърце с магнитно левитиращ ротор и само една движеща се част. Първата имплантация при човек е извършена през юли 2024 г. като част от клинично изпитване в САЩ. (BiVACOR, Inc.)
Към 2026 г. обаче все още няма изкуствено сърце, което да е одобрено за постоянно, доживотно заместване на естественото човешко сърце.
Как работи човешкото сърце?
Човешкото сърце има четири камери:
- дясно предсърдие;
- дясна камера;
- ляво предсърдие;
- лява камера.
Дясната половина на сърцето изпомпва кръв към белите дробове, където тя се обогатява с кислород.
След това кислородната кръв се връща към лявата половина на сърцето.
Лявата камера изпомпва кръвта към цялото тяло.
Това изглежда като сравнително проста механична помпа, но всъщност сърцето е изключително сложна биологична система.
То трябва непрекъснато да регулира:
- честотата на сърдечните съкращения;
- силата на изпомпване;
- количеството кръв;
- pritisak;
- vrijeme između kontrakcija;
- reakcija na fizički napor;
- odgovor na odmor i san.
Prirodno srce također blisko surađuje sa živčanim i hormonskim sustavom.
Stoga stvaranje mehaničke pumpe koja jednostavno pokreće krv nije dovoljno.
Neophodno je da uređaj može održavati cirkulaciju krvi u uvjetima koji se stalno mijenjaju u ljudskom tijelu.
Što je totalno umjetno srce?
Totalno umjetno srce, odn Totalno umjetno srce (TAH), uređaj je koji zamjenjuje pumpnu funkciju prirodnih klijetki.
To ga razlikuje od LVAD – Pomoćni uređaj lijeve klijetke.
LVAD pomaže lijevoj klijetki.
Potpuno umjetno srce zamjenjuje funkcije klijetki.
Ovo je osobito važno u bolesnika s teškim biventrikularnim zatajenjem srca.
SynCardia Totalno umjetno srce
Jedna od najvažnijih faza u povijesti umjetnog srca je SynCardia Totalno umjetno srce.
To je prvo umjetno srce koje je dobilo odobrenje FDA za kliničku upotrebu.
Od 2026. SynCardia ostaje jedino potpuno umjetno srce odobreno za komercijalnu upotrebu u SAD-u i Kanadi. (syncardia.com)
Sustav zamjenjuje ventrikule i koristi pneumatski mehanizam za pumpanje krvi.
Implantirani dio povezan je cijevima s vanjskim pneumatskim pokretačem.
Sustav može koristiti bolovanje Suputnik 2 vozač, a kod prikladnih pacijenata i prijenosni Vozač slobode. (syncardia.com)
To omogućuje nekim pacijentima da budu mobilni izvan bolnice dok čekaju na transplantaciju.
Ali postoji značajan nedostatak.
Dio sustava ostaje izvan tijela.
Stoga SynCardia nije umjetno srce koje se može u potpunosti ugraditi.
Koliko dugo može raditi umjetno srce?
Ovdje je potrebno ažuriranje starog članka.
Nije točno jednostavno reći da umjetno srce može raditi “manje od godinu dana”.
Trajanje ovisi o specifičnom sustavu, pacijentu i kliničkoj situaciji.
SynCardia je prvenstveno namijenjena kao most-to-transplantacija – privremena podrška do transplantacije donorskog srca. (syncardia.com)
Istodobno, klinička iskustva pokazuju da se pacijenti mogu održavati znatno dulje od nekoliko tjedana.
Primjerice, 2024. godine u Australiji je pacijentu s teškim zatajenjem srca ugrađeno umjetno srce BiVACOR.
Pacijentica je nakon toga otpuštena iz bolnice s umjetnim srcem i živi s njim 105 dana, prije nego što se izvrši transplantacija donorskog srca. (Sveučilište Monash)
Ovo je važna demonstracija da nove tehnologije mogu pružiti dugoročnu mehaničku potporu izvan bolničkog okruženja.
BiVACOR – novi koncept za umjetno srce
Jedan od najzanimljivijih događaja u posljednjih nekoliko godina je BiVACOR Total Artificial Heart.
Za razliku od tradicionalnih totalnih umjetnih srca, BiVACOR koristi elektromehaničku rotacionu pumpu.
Uređaj je izrađen od titana i ima jedan magnetski levitirajući rotor, koji pumpa krv u pluća i sustavnu cirkulaciju.
Dakle, uređaj nema tradicionalne ventile i fleksibilne membrane karakteristične za pneumatske sustave. (BiVACOR, Inc.)
Ovo je bitno drugačiji inženjerski koncept.
Prva BiVACOR implantacija u čovjeka
Na 9. srpnja 2024 Texas Heart Institute izvodi prvu implantaciju BiVACOR totalnog umjetnog srca u čovjeka.
Zahvat je učinjen na pacijentu u završnom stadiju zatajenja srca.
Cilj ranog kliničkog ispitivanja je procijeniti sigurnost i učinkovitost sustava kao mosta do transplantacije. (BiVACOR, Inc.)
Ovo je važan trenutak jer pokazuje da je tehnologija već prešla s laboratorijskih studija i studija na životinjama na kliničku upotrebu kod ljudi.
Prvi BiVACOR pacijent otpušten iz bolnice
U studenom 2024. BiVACOR je implantiran u pacijenta u bolnici St Vincent’s Hospital Sydney.
Nakon nekoliko tjedana u jedinici intenzivne njege i praćenja, pacijent je postao prva osoba na svijetu koja je otpuštena iz bolnice s BiVACOR totalnim umjetnim srcem.
On troši 105 dana s uređajem, prije nego što se pronađe odgovarajuće srce donora.
Dana 6. ožujka 2025. pacijentu je presađeno ljudsko srce. (Sveučilište Monash)
Ovo je jedan od najznačajnijih praktičnih rezultata u razvoju modernih totalno umjetnih srca.
Po čemu je BiVACOR drugačiji?
BiVACOR ima nekoliko značajki koje ga razlikuju od tradicionalnih pneumatskih umjetnih srca.
Magnetski levitirajući rotor
Rotor je podržan magnetskom levitacijom.
Time se smanjuje mehanički kontakt između pokretnih dijelova.
Samo jedan pokretni dio
Sve pumpanje vrši jedan rotor.
Nema tradicionalnih mehaničkih ventila
Protok krvi stvara se rotacijom rotora.
Zamjenjuje obje klijetke
Sustav može obavljati funkcije desne i lijeve klijetke.
Mala veličina
Dizajn je razvijen tako da se može staviti u ljudska prsa.
To otvara mogućnost budućih sustava koji su puno manji i manje ovisni o vanjskom hardveru.
BiVACOR još nije trajno umjetno srce
Ovo je vrlo važno pojašnjenje.
Unatoč impresivnim rezultatima, BiVACOR je i dalje klinička eksperimentalna tehnologija.
Tvrtka provodi rano kliničko ispitivanje koje je odobrila FDA kako bi procijenila sigurnost i učinkovitost sustava kao mosta do transplantacije. (BiVACOR, Inc.)
Stoga ne možemo reći da je BiVACOR već trajno zamijenio ljudsko srce.
Ali možemo reći da tehnologija predstavlja važan korak prema ovom cilju.
Aeson – umjetno srce s biomimetičkim pristupom
Drugi važan projekt je Aeson, razvijen od strane francuske tvrtke CARMAT.
Aeson ima drugačiji koncept.
Umjesto samo mehaničke rotirajuće pumpe, sustav ima za cilj oponašati više karakteristika prirodnog srca.
Koristi mehaničke kamere i senzore koji omogućuju regulaciju protoka krvi prema potrebama pacijenta.
Aeson dobiva oznaku CE u Europi za korištenje kao most do transplantacije, a 2025. također dobiva CE certifikaciju prema europskom MDR-u. (SEK)
Od siječnja 2026. u tijeku je postmarketinško kliničko ispitivanje za praćenje sigurnosti, učinkovitosti i trajanja održavanja s Aesonom do transplantacije. (ICHGCP)
To ukazuje da je Aeson dosegao znatno napredniji stupanj od čiste laboratorijske tehnologije.
Aeson i CARMAT problemi
Razvoj umjetnog srca nije samo medicinski i inženjerski problem.
To je i proizvodno-ekonomski problem.
CARMAT je 2025. godine ušao u postupke financijskog restrukturiranja, što je dovelo do smanjenja ili privremene obustave nekih od novih implantata.
Krajem 2025. francuski sud odobrio je prijenos određene imovine na novu tvrtku CARMAT SAS. Prema korporativnim dokumentima iz 2026., klinički razvoj i podrška postojećim pacijentima se nastavljaju, ali budućnost velike proizvodnje ostaje složeno pitanje. (SEK)
Ovaj primjer pokazuje koliko je teško medicinskom sustavu visoke tehnologije prijeći s kliničkih ispitivanja na održivu masovnu proizvodnju.
Sljedeći cilj – potpuno implantabilno umjetno srce
Jedan od najvećih problema s modernim totalno umjetnim srcem je prisutnost vanjskog pokretača.
znači:
- vanjska oprema;
- kabeli ili cijevi koji prolaze kroz kožu;
- vanjska baterija;
- ograničena pokretljivost;
- rizik od infekcije;
- potreba za stalnom kontrolom.
Stoga bi idealno buduće umjetno srce trebalo biti:
potpuno ugrađen u tijelo.
Projekt Car
SynCardia je 2026. godine razvila sustav nove generacije tzv Emperor totalno umjetno srce.
Cilj je zamijeniti pneumatski vanjski pokretač elektromehaničkim sustavom koji se nalazi u tijelu.
Prema podacima objavljenim 2026., Emperor koristi elektromehanički pokretač i razvija se kao osnova za budući potpuno implantabilni sustav. (JACC)
Ažuriranje tvrtke iz 2026. navodi da su prototipovi Emperora u predkliničkim laboratorijima i ispitivanjima na životinjama i da bi, podložno uspješnim rezultatima i reviziji propisa, tvrtka mogla zatražiti odobrenje FDA za sustav oko 2028. (SEK)
Ovo je važno pojašnjenje:
Emperor još nije ugrađen u ljude kao odobreno trajno umjetno srce.
To je tehnologija sljedeće generacije u razvoju.
Kako bi izgledalo potpuno implantabilno umjetno srce?
Budući sustav mogao bi izgledati otprilike ovako:
umjetno srce
↓
unutarnji elektromehanički motor
↓
ugrađena baterija
↓
bežično punjenje kroz kožu
↓
senzori krvnog tlaka i protoka krvi
↓
sustav automatskog podešavanja
Takav bi uređaj mogao raditi bez stalne vanjske pneumatske pumpe.
Umjetna inteligencija i buduće srce
Umjetna inteligencija i kontrolni algoritmi mogli bi igrati važnu ulogu u budućim umjetnim srcima.
Inteligentni sustav mogao bi nadzirati:
- protok krvi;
- pritisak;
- broj otkucaja srca;
- tjelesna aktivnost;
- potreba za kisikom;
- položaj tijela;
- metaboličko opterećenje.
Kontroler tada može automatski promijeniti rad crpke.
Na primjer, tijekom tjelesnog napora tijelo treba više krvi.
Tijekom spavanja potreba je manja.
Prirodno srce ovu prilagodbu čini automatski.
Jedan od glavnih ciljeva budućih umjetnih srca je postići takvu automatsku regulaciju.
Umjetno srce naspram presađenog ljudskog srca
Ovdje se mora napraviti važna razlika.
U transplantaciji pacijent dobiva biološki ljudski organ.
U potpunom umjetnom srcu biološki organ zamijenjen je mehaničkim sustavom.
To eliminira potrebu za donorskim srcem, ali stvara druge probleme:
- mehaničko trošenje;
- opskrba energijom;
- stvaranje tromba;
- interakcija između krvi i umjetnih materijala;
- infekcije;
- elektronički kvarovi;
- mehanička oštećenja;
- potreba za kontrolom i praćenjem.
Stoga trajno umjetno srce mora biti više od samo mehaničke pouzdanosti.
Mora biti pouzdan tijekom godina ili desetljeća.
Može li umjetno srce raditi desetke godina?
To je jedan od najvećih znanstvenih ciljeva.
Da bi umjetno srce doživotno zamijenilo prirodni organ, ono mora neprestano pumpati krv:
24 sata dnevno
365 dana u godini
desetljećima.
To znači milijarde ciklusa rada.
Osim mehaničke pouzdanosti, treba se pozabaviti i pitanjem energije.
Ljudsko srce dobiva energiju iz tjelesnog metabolizma.
Umjetno srce mora se napajati baterijom ili drugim sustavom.
Stoga će buduće trajno umjetno srce vjerojatno trebati kombinaciju:
- visoko učinkovit električni motor;
- baterija visoke učinkovitosti;
- bežično punjenje;
- inteligentno upravljanje energijom;
- minimalno trenje;
- minimalno zagrijavanje.
Glavni problem je krv
Jedan od najvećih problema s mehaničkim srcem je interakcija između umjetnih površina i krvi.
Krv može reagirati na strane tvari.
To može dovesti do:
- stvaranje tromba;
- oštećenje krvnih stanica;
- upalne reakcije;
- embolija.
Stoga moderna umjetna srca koriste posebne materijale, geometrije i metode za kontrolu protoka krvi.
Magnetska levitacija u BiVACOR-u, na primjer, omogućuje podupiranje rotora bez tradicionalnog mehaničkog kontakta, što je dio inženjerskog pristupa smanjenju mehaničkog trošenja i optimiziranju interakcije krvi. (BiVACOR, Inc.)
Može li umjetno srce biti bolje od ljudskog?
U budućnosti je moguće da će umjetno srce imati funkcije koje prirodni organ nema.
Na primjer:
- stalno praćenje;
- digitalno mjerenje protoka krvi;
- automatsko podešavanje;
- daljinska dijagnostika;
- upozorenje o kvaru;
- AI kontrola;
- integracija pametnog telefona;
- predviđanje srčanih problema;
- automatska prilagodba tjelesnoj aktivnosti.
U budućnosti je moguće da bi sustav čak mogao komunicirati s medicinskim centrom i automatski prenositi dijagnostičke podatke.
Međutim, to su buduće tehnološke mogućnosti, a ne značajke današnjih klinički odobrenih potpunih umjetnih srca.
Stanje tehnologije u 2026
| Tehnologija | Stanje u 2026 |
|---|---|
| SynCardia Totalno umjetno srce | Klinički korišteno totalno umjetno srce; most do transplantacije |
| Vozač slobode | Omogućuje prijenosno održavanje kod odgovarajućih pacijenata |
| Aeson | Klinički se koristi u Europi za određene indikacije; postmarketinško praćenje |
| BiVACOR Total Artificial Heart | Rano kliničko ispitivanje na ljudima |
| BiVACOR 105-dnevni slučaj | Pacijentica je živjela 105 dana s uređajem do transplantacije |
| Car | Pretklinički razvoj mehaničkog pogona sljedeće generacije |
| Potpuno implantabilno umjetno srce | Još u razvoju |
| Trajna doživotna zamjena srca | Još nije postignuto |
SynCardia ostaje jedino potpuno umjetno srce s komercijalnim odobrenjem u SAD-u i Kanadi, dok su BiVACOR i Emperor sljedeće generacije u različitim fazama kliničkog i predkliničkog razvoja. (syncardia.com)
Što treba postići?
Kako bismo imali pravo trajno umjetno srce, potrebno je riješiti nekoliko temeljnih problema.
1. Dugoročna pouzdanost
Uređaj bi trebao raditi godinama ili desetljećima bez mehaničkog kvara.
2. Energija
Potreban je pouzdan sustav napajanja bez stalne vanjske veze.
3. Biokompatibilnost
Materijali moraju sigurno komunicirati s krvlju i tkivima.
4. Automatsko upravljanje
Umjetno srce mora odgovoriti na potrebe organizma.
5. Minijaturizacija
Naprava mora biti dovoljno mala da se može sigurno postaviti na prsa.
6. Bežično punjenje
To bi smanjilo oslanjanje na kabele koji prolaze kroz kožu.
7. Inteligentni nadzor
Системата трябва постоянно да следи собственото си състояние и състоянието на пациента.
Следващата граница – напълно автономно бионично сърце
Идеалното бъдещо изкуствено сърце може да бъде напълно имплантирано.
То би съдържало:
механична помпа
вътрешен двигател
батерия
безжично зареждане
сензори
интелигентен контролер
комуникация с външни устройства
Такова устройство би могло да работи без външен драйвер и без тръби, които преминават през кожата.
Това би представлявало качествен скок в развитието на изкуствените органи.
Изкуственото сърце и бъдещето на медицината
Историята на изкуственото сърце показва много добре как се развива биомедицинската инженерия.
Първоначалната цел е била сравнително проста:
да се поддържа кръвообращението достатъчно дълго, за да може пациентът да получи трансплантация.
Следващата цел е:
да се създаде устройство, което може да работи извън болницата.
Следващата:
да се премахне външната апаратура.
А крайната цел:
да се създаде напълно имплантируемо изкуствено сърце, което може да замести естествения орган постоянно.
Към 2026 г. човечеството се намира между третия и четвъртия етап.
Zaključak
Изкуственото сърце вече не е само научна фантастика.
Съвременните тотални изкуствени сърца могат реално да заменят помпената функция на сърцето при определени пациенти и да поддържат живота до трансплантация.
SynCardia е първата FDA-одобрена тотална изкуствена сърдечна система и продължава да бъде клинично използвана като мост към трансплантация. (FDA pristupni podaci)
BiVACOR представлява ново поколение технология с магнитно левитиращ ротор и електромеханично изпомпване. Първата имплантация при човек е извършена през 2024 г., а през 2025 г. пациент в Австралия е живял 105 дни с устройството извън болницата, преди да получи трансплантация. (Sveučilište Monash)
Aeson представлява друг подход – по-биомиметично изкуствено сърце, което продължава да бъде клинично изследвано и проследявано в Европа. (ICHGCP)
В същото време разработката на Emperor цели да премахне външния пневматичен драйвер и да създаде основата за напълно имплантируемо изкуствено сърце. Към 2026 г. тази система все още е в предклиничен етап. (JACC)
Следователно научната картина към 2026 г. е следната:
Ние вече можем да заменим механично помпената функция на човешкото сърце.
Но все още не можем да заменим човешкото сърце с изкуствен орган, който надеждно да работи автономно и постоянно в продължение на целия живот.
Следващата голяма стъпка ще бъде създаването на:
напълно имплантируемо + безжично зареждащо се + саморегулиращо се + дълготрайно изкуствено сърце.
Това би било не просто медицинска протеза.
То би било пълноценен бионичен заместител на един от най-важните човешки органи.
Като обобщение можем да кажем че имаме изкуствени сърца, които могат да поддържат пациента в продължение на месеци и да позволят дори изписване от болницата, но нямаме одобрено напълно имплантируемо изкуствено сърце за доживотна постоянна замяна на естествения орган.
Ostavite odgovor