Mākslīgā sirds – cik tālu zinātne ir sasniegusi 2026. gadā
No pagaidu sirds nomaiņas līdz pilnībā implantējamai bioniskajai sirdij
Cilvēka sirds ir viens no svarīgākajiem orgāniem cilvēka ķermenī. Tas darbojas nepārtraukti no dzimšanas brīža līdz dzīves beigām, sūknējot asinis plaušās un visos citos orgānos.
Smagas sirds mazspējas gadījumā mūsdienu medicīnā ir vairāki mehāniskā asinsrites atbalsta veidi, tai skaitā ierīces, kas atbalsta vienas kameras darbu, kā arī kopējās mākslīgās sirdis, kas aizstāj abu sirds kambaru sūknēšanas funkciju.
Daudzus gadus kopējās mākslīgās sirds galvenais mērķis bija uzturēt pacientu dzīvu, līdz tika atrasta donora sirds.
Tomēr pēdējos gados ir parādījusies jauna tehnoloģiju paaudze.
Pētnieki jau izstrādā mākslīgās sirdis, kas ir mazākas, klusākas, efektīvākas un potenciāli var pilnībā implantēt cilvēka ķermenī.
Īpaši svarīgs piemērs ir BiVACOR Total Artificial Heart – mākslīgā sirds ar magnētiski levitējošu rotoru un tikai vienu kustīgu daļu. Pirmā cilvēka implantācija notika 2024. gada jūlijā kā daļa no klīniskā izmēģinājuma ASV. (BiVACOR, Inc.)
Tomēr no 2026. gada joprojām nav apstiprināta mākslīgā sirds, kas būtu apstiprināta pastāvīgai, mūža garumā esošās dabiskās cilvēka sirds aizstāšanai.
Kā darbojas cilvēka sirds?
Cilvēka sirdij ir četras kameras:
- labais ātrijs;
- labā kamera;
- kreisais ātrijs;
- kreisā kamera.
Sirds labā puse sūknē asinis uz plaušām, kur tās tiek bagātinātas ar skābekli.
Pēc tam ar skābekli bagātinātās asinis tiek atgrieztas sirds kreisajā pusē.
Kreisais ventriklis sūknē asinis uz visu ķermeni.
Tas izskatās kā salīdzinoši vienkāršs mehānisks sūknis, bet patiesībā sirds ir ārkārtīgi sarežģīta bioloģiskā sistēma.
Tai nepārtraukti jāregulē:
- sirdsdarbība;
- sūknēšanas jauda;
- asiņu daudzums;
- spiediens;
- laiks starp kontrakcijām;
- reakcija uz fizisko piepūli;
- reakcija uz atpūtu un miegu.
Dabiskā sirds arī cieši sadarbojas ar nervu un hormonālo sistēmu.
Tāpēc ar mehāniska sūkņa izveidi, kas vienkārši pārvieto asinis, nepietiek.
Tas ir nepieciešams, lai ierīce spētu uzturēt asinsriti pastāvīgi mainīgos apstākļos cilvēka organismā.
Kas ir pilnīga mākslīgā sirds?
Kopējā mākslīgā sirds, vai Kopējā mākslīgā sirds (TAH), ir ierīce, kas aizstāj dabisko sirds kambaru sūknēšanas funkciju.
Tas to atšķir no LVAD – Kreisā kambara palīgierīce.
LVAD palīdz kreisajam kambaram.
Kopējā mākslīgā sirds aizvieto sirds kambaru funkcijas.
Tas ir īpaši svarīgi pacientiem ar smagu biventrikulāru sirds mazspēju.
SynCardia Total Artificial Heart
Viens no svarīgākajiem posmiem mākslīgās sirds vēsturē ir SynCardia Total Artificial Heart.
Tā ir pirmā mākslīgā sirds, kas saņēmusi FDA apstiprinājumu klīniskai lietošanai.
No 2026. gada SynCardia joprojām ir vienīgā mākslīgā sirds, kas apstiprināta komerciālai lietošanai ASV un Kanādā. (syncardia.com)
Sistēma aizstāj sirds kambarus un izmanto pneimatisko mehānismu, lai sūknētu asinis.
Implantētā daļa ir savienota ar caurulēm ar ārēju pneimatisko draiveri.
Sistēma var izmantot slimības atvaļinājumu 2. kompanjona vadītājs, un piemērotiem pacientiem un pārnēsājamiem Brīvības šoferis. (syncardia.com)
Tas ļauj dažiem pacientiem būt mobiliem ārpus slimnīcas, gaidot transplantāciju.
Bet ir ievērojams trūkums.
Daļa sistēmas paliek ārpus ķermeņa.
Tāpēc SynCardia nav pilnībā implantējama mākslīgā sirds.
Cik ilgi var strādāt mākslīgā sirds?
Šeit ir nepieciešams atjaunināt veco rakstu.
Nav pareizi vienkārši teikt, ka mākslīgā sirds var strādāt “mazāk nekā gadu”.
Ilgums ir atkarīgs no konkrētās sistēmas, pacienta un klīniskās situācijas.
SynCardia galvenokārt ir paredzēts kā tilts uz transplantāciju – pagaidu atbalsts līdz donora sirds transplantācijai. (syncardia.com)
Tajā pašā laikā klīniskā pieredze liecina, ka pacientus var uzturēt ievērojami ilgāk par dažām nedēļām.
Piemēram, 2024. gadā Austrālijā pacientam ar smagu sirds mazspēju tika implantēta BiVACOR mākslīgā sirds.
Pēc tam pacients tika izrakstīts no slimnīcas ar mākslīgo sirdi un dzīvo ar to 105 dienas, pirms tiek veikta donora sirds transplantācija. (Monaša universitāte)
Tas ir svarīgs pierādījums tam, ka jaunās tehnoloģijas var nodrošināt ilgstošu mehānisku atbalstu ārpus slimnīcas vides.
BiVACOR – jauna mākslīgās sirds koncepcija
Viens no interesantākajiem notikumiem pēdējos gados ir BiVACOR Total Artificial Heart.
Atšķirībā no tradicionālajām mākslīgajām sirdīm, BiVACOR izmanto elektromehānisko rotācijas sūkni.
Ierīce ir izgatavota no titāna un ir vienu magnētiski levitējošu rotoru, kas sūknē asinis plaušās un sistēmisko cirkulāciju.
Tādējādi ierīcei nav pneimatiskajām sistēmām raksturīgo tradicionālo vārstu un elastīgo membrānu. (BiVACOR, Inc.)
Šī ir principiāli atšķirīga inženiertehniskā koncepcija.
Pirmā BiVACOR implantācija cilvēkam
Ieslēgts 2024. gada 9. jūlijs Teksasas Sirds institūts veic pirmo BiVACOR Total Artificial Heart implantāciju cilvēkam.
Procedūra tika veikta pacientam ar sirds mazspēju beigu stadijā.
Agrīnās klīniskās izpētes mērķis ir novērtēt sistēmas drošību un veiktspēju kā tiltu uz transplantāciju. (BiVACOR, Inc.)
Šis ir svarīgs brīdis, jo tas parāda, ka tehnoloģija jau ir pārgājusi no laboratorijas un dzīvnieku pētījumiem uz klīnisku izmantošanu cilvēkiem.
No slimnīcas izrakstīts pirmais BiVACOR pacients
2024. gada novembrī BiVACOR tika implantēts pacientam Sidnejas Sentvinsenta slimnīcā.
Pēc vairākām nedēļām intensīvās terapijas nodaļā un novērošanas pacients kļuva par pirmo cilvēku pasaulē, kurš tika izrakstīts no slimnīcas ar BiVACOR kopējo mākslīgo sirdi.
Viņš tērē 105 dienas ar ierīci, pirms tiek atrasta piemērota donora sirds.
2025. gada 6. martā pacientam tika veikta cilvēka sirds transplantācija. (Monaša universitāte)
Šis ir viens no nozīmīgākajiem praktiskiem rezultātiem mūsdienu mākslīgo siržu attīstībā.
Ar ko BiVACOR atšķiras?
BiVACOR ir vairākas funkcijas, kas to atšķir no tradicionālajām pneimatiskajām mākslīgajām sirdīm.
Magnētiskais levitējošais rotors
Rotoru atbalsta magnētiskā levitācija.
Tas samazina mehānisko kontaktu starp kustīgajām daļām.
Tikai viena kustīga daļa
Visu sūknēšanu veic viens rotors.
Nav tradicionālo mehānisko vārstu
Asins plūsmu rada rotora rotācija.
Aizstāj abus sirds kambarus
Sistēma var veikt labā un kreisā kambara funkcijas.
Mazs izmērs
Dizains tika izstrādāts tā, lai to varētu ievietot cilvēka krūtīs.
Tas paver iespēju nākotnē izveidot sistēmas, kas ir daudz mazākas un mazāk atkarīgas no ārējās aparatūras.
BiVACOR vēl nav pastāvīga mākslīgā sirds
Tas ir ļoti svarīgs precizējums.
Neskatoties uz iespaidīgajiem rezultātiem, BiVACOR joprojām ir klīniskā eksperimentālā tehnoloģija.
Uzņēmums veic agrīnu FDA apstiprinātu klīnisko izpēti, lai novērtētu sistēmas kā tilta uz transplantāciju drošību un efektivitāti. (BiVACOR, Inc.)
Tāpēc mēs nevaram teikt, ka BiVACOR jau ir neatgriezeniski nomainījis cilvēka sirdi.
Taču mēs varam teikt, ka tehnoloģija ir svarīgs solis ceļā uz šo mērķi.
Aeson – mākslīga sirds ar biomimētisku pieeju
Vēl viens svarīgs projekts ir Aeson, ko izstrādājusi franču kompānija CARMAT.
Aesonam ir cita koncepcija.
Tā vietā, lai izmantotu tikai mehānisku rotējošu sūkni, sistēmas mērķis ir vairāk atdarināt dabiskās sirds īpašības.
Tajā tiek izmantotas mehāniskās kameras un sensori, kas ļauj regulēt asins plūsmu atbilstoši pacienta vajadzībām.
Aeson saņem CE marķējumu Eiropā, lai to izmantotu kā tiltu uz transplantāciju, un 2025. gadā tas saņem arī CE sertifikātu saskaņā ar Eiropas MDR. (SEC)
No 2026. gada janvāra tiek veikts pēcreģistrācijas klīniskais pētījums, lai izsekotu Aeson uzturēšanas drošībai, efektivitātei un ilgumam līdz transplantācijai. (ICHGCP)
Tas norāda, ka Aeson ir sasniegusi ievērojami progresīvāku posmu nekā tīra laboratorijas tehnoloģija.
Aeson un CARMAT problēmas
Mākslīgās sirds attīstība nav tikai medicīniska un inženiertehniska problēma.
Tā ir arī ražošanas un ekonomikas problēma.
CARMAT uzsāka finanšu pārstrukturēšanas procedūras 2025. gadā, kā rezultātā dažu jauno implantāciju skaits tika samazināts vai uz laiku apturēts.
2025. gada beigās Francijas tiesa apstiprināja noteiktu aktīvu nodošanu jaunam uzņēmumam CARMAT SAS. Saskaņā ar korporatīvajiem dokumentiem no 2026. gada klīniskā attīstība un atbalsts esošajiem pacientiem turpinās, taču liela mēroga ražošanas nākotne joprojām ir sarežģīts jautājums. (SEC)
Šis piemērs parāda, cik grūti augsto tehnoloģiju medicīnas sistēmai ir pāriet no klīniskiem izmēģinājumiem uz ilgtspējīgu masveida ražošanu.
Nākamais mērķis – pilnībā implantējama mākslīgā sirds
Viena no lielākajām mūsdienu mākslīgo siržu problēmām ir ārēja draivera klātbūtne.
Tas nozīmē:
- ārējais aprīkojums;
- kabeļi vai caurules, kas iet caur ādu;
- ārējais akumulators;
- ierobežota mobilitāte;
- infekcijas risks;
- nepieciešamība pēc pastāvīgas kontroles.
Tāpēc ideālajai nākotnes mākslīgajai sirdij jābūt:
pilnībā implantēts ķermenī.
Imperatora projekts
2026. gadā SynCardia izstrādāja jaunas paaudzes sistēmu ar nosaukumu Imperatora kopējā mākslīgā sirds.
Mērķis ir aizstāt pneimatisko ārējo draiveri ar elektromehānisko sistēmu, kas atrodas korpusā.
Saskaņā ar datiem, kas publicēti 2026. gadā, Emperor izmanto elektromehānisko izpildmehānismu un tiek izstrādāts kā pamats nākotnes pilnībā implantējamai sistēmai. (JACC)
Uzņēmuma atjauninājumā no 2026. gada teikts, ka Emperor prototipi atrodas preklīniskajos laboratorijas un izmēģinājumos ar dzīvniekiem un ka, ja tiks iegūti veiksmīgi rezultāti un normatīvā pārbaude, uzņēmums varētu lūgt FDA apstiprinājumu sistēmai aptuveni 2028. gadā (SEC)
Šis ir svarīgs precizējums:
Emperor vēl nav implantēts cilvēkiem kā apstiprināta pastāvīga mākslīgā sirds.
Tā ir nākamās paaudzes tehnoloģija, kas tiek izstrādāta.
Kā izskatītos pilnībā implantējama mākslīgā sirds?
Nākotnes sistēma varētu izskatīties apmēram šādi:
mākslīgā sirds
↓
iekšējais elektromehāniskais motors
↓
iebūvēts akumulators
↓
bezvadu uzlāde caur ādu
↓
asinsspiediena un asins plūsmas sensori
↓
automātiskā regulēšanas sistēma
Šāda ierīce varētu darboties bez pastāvīga ārējā pneimatiskā sūkņa.
Mākslīgais intelekts un nākotnes sirds
Mākslīgais intelekts un kontroles algoritmi var spēlēt svarīgu lomu nākotnes mākslīgajās sirdīs.
Inteliģenta sistēma varētu uzraudzīt:
- asins plūsma;
- spiediens;
- sirdsdarbība;
- fiziskās aktivitātes;
- skābekļa patēriņš;
- ķermeņa stāvoklis;
- vielmaiņas slodze.
Pēc tam kontrolieris var automātiski mainīt sūkņa darbību.
Piemēram, fiziskas slodzes laikā ķermenim nepieciešama lielāka asins plūsma.
Miega laikā nepieciešamība ir mazāka.
Dabiskā sirds veic šo pielāgošanos automātiski.
Viens no galvenajiem nākotnes mākslīgo siržu mērķiem ir panākt šādu automātisku regulējumu.
Mākslīgā sirds pret transplantētu cilvēka sirdi
Šeit ir jāizdara būtiska atšķirība.
Transplantācijā pacients saņem cilvēka bioloģisko orgānu.
Kopējā mākslīgajā sirdī bioloģiskais orgāns tiek aizstāts ar mehānisku sistēmu.
Tas novērš nepieciešamību pēc donora sirds, bet rada citas problēmas:
- mehānisks nodilums;
- energoapgāde;
- trombu veidošanās;
- mijiedarbība starp asinīm un mākslīgiem materiāliem;
- infekcijas;
- elektroniskas kļūmes;
- mehāniski bojājumi;
- kontroles un uzraudzības nepieciešamība.
Tāpēc pastāvīgai mākslīgajai sirdij jābūt ne tikai mehāniski uzticamai.
Tam jābūt uzticamam gadu vai gadu desmitu laikā.
Vai mākslīgā sirds var strādāt desmitiem gadu?
Tas ir viens no lielākajiem zinātniskajiem mērķiem.
Lai mākslīgā sirds visu mūžu aizstātu dabisko orgānu, tai nepārtraukti jāsūknē asinis:
24 stundas diennaktī
365 dienas gadā
gadu desmitiem.
Tas nozīmē miljardiem darbības ciklu.
Papildus mehāniskajai uzticamībai ir jārisina arī enerģijas jautājums.
Cilvēka sirds saņem enerģiju no organisma vielmaiņas.
Mākslīgā sirds jādarbina ar akumulatoru vai citu sistēmu.
Tāpēc nākotnes pastāvīgajai mākslīgajai sirdij, iespējams, būs nepieciešama kombinācija:
- ļoti efektīvs elektromotors;
- augstas efektivitātes akumulators;
- bezvadu uzlāde;
- vieda enerģijas pārvaldība;
- minimāla berze;
- minimāla apkure.
Galvenā problēma ir asinis
Viena no lielākajām mehānisko siržu problēmām ir mijiedarbība starp mākslīgajām virsmām un asinīm.
Asinis var reaģēt uz svešķermeņiem.
Tas var izraisīt:
- trombu veidošanās;
- asins šūnu bojājumi;
- iekaisuma reakcijas;
- emboli.
Tāpēc mūsdienu mākslīgās sirdis izmanto īpašus materiālus, ģeometrijas un metodes, lai kontrolētu asins plūsmu.
Piemēram, BiVACOR magnētiskā levitācija ļauj atbalstīt rotoru bez tradicionālā mehāniskā kontakta, kas ir daļa no inženierijas pieejas, lai samazinātu mehānisko nodilumu un optimizētu asins mijiedarbību. (BiVACOR, Inc.)
Vai mākslīgā sirds var būt labāka par cilvēka sirdi?
Nākotnē, iespējams, mākslīgajai sirdij būs funkcijas, kuru dabiskajam orgānam nav.
Piemēram:
- pastāvīga uzraudzība;
- digitālā asins plūsmas mērīšana;
- automātiska regulēšana;
- attālināta diagnostika;
- brīdinājums par atteici;
- AI kontrole;
- viedtālruņu integrācija;
- sirds problēmu prognozēšana;
- automātiska pielāgošanās fiziskajām aktivitātēm.
Nākotnē, iespējams, sistēma varētu pat sazināties ar medicīnas centru un automātiski pārraidīt diagnostikas datus.
Tomēr tās ir nākotnes tehnoloģiskās iespējas, nevis mūsdienu klīniski apstiprināto kopējo mākslīgo siržu iezīmes.
Tehnoloģiju stāvoklis 2026. gadā
| Tehnoloģija | Statuss 2026. gadā |
|---|---|
| SynCardia Total Artificial Heart | Klīniski izmantota kopējā mākslīgā sirds; tilts uz transplantāciju |
| Brīvības šoferis | Ļauj veikt pārnēsājamu apkopi atbilstošiem pacientiem |
| Aeson | Eiropā klīniski lietots noteiktām indikācijām; pēcpārdošanas izsekošana |
| BiVACOR Total Artificial Heart | Agrīna cilvēka klīniskā izpēte |
| BiVACOR 105 dienu futrālis | Pacients ar ierīci dzīvoja 105 dienas līdz transplantācijai |
| Imperators | Nākamās paaudzes mehāniskās piedziņas preklīniskā izstrāde |
| Pilnībā implantējama mākslīgā sirds | Joprojām izstrādes stadijā |
| Pastāvīga mūža sirds nomaiņa | Vēl nav sasniegts |
SynCardia joprojām ir vienīgā mākslīgā sirds ar komerciālu apstiprinājumu ASV un Kanādā, savukārt BiVACOR un nākamās paaudzes Emperor atrodas dažādās klīniskās un preklīniskās attīstības stadijās. (syncardia.com)
Kas būtu jāpanāk?
Lai iegūtu patiesu pastāvīgu mākslīgo sirdi, ir jāatrisina vairākas fundamentālas problēmas.
1. Ilgtermiņa uzticamība
Ierīcei jādarbojas gadiem vai gadu desmitiem bez mehāniskiem bojājumiem.
2. Enerģija
Nepieciešama uzticama barošanas sistēma bez pastāvīga ārējā pieslēguma.
3. Bioloģiskā saderība
Materiāliem ir droši jāsadarbojas ar asinīm un audiem.
4. Automātiskā vadība
Mākslīgajai sirdij ir jāreaģē uz ķermeņa vajadzībām.
5. Miniaturizācija
Ierīcei jābūt pietiekami mazai, lai to droši novietotu uz krūtīm.
6. Bezvadu uzlāde
Tas samazinātu paļaušanos uz kabeļiem, kas iet caur ādu.
7. Inteliģenta uzraudzība
Sistēmai pastāvīgi jāuzrauga savs un pacienta stāvoklis.
Nākamā robeža – pilnībā autonoma bioniskā sirds
Ideālā nākotnes mākslīgā sirds varētu būt pilnībā implantēta.
Tajā būtu:
mehāniskais sūknis
iekšējais dzinējs
akumulators
bezvadu uzlāde
sensori
inteliģents kontrolieris
saziņa ar ārējām ierīcēm
Šāda ierīce varētu darboties bez ārēja draivera un bez caurulēm, kas iet caur ādu.
Tas būtu kvalitatīvs lēciens mākslīgo orgānu attīstībā.
Mākslīgā sirds un medicīnas nākotne
Mākslīgās sirds stāsts ļoti labi parāda, kā attīstās biomedicīnas inženierija.
Sākotnējais mērķis bija salīdzinoši vienkāršs:
lai uzturētu asinsriti pietiekami ilgi, lai pacients varētu saņemt transplantātu.
Nākamais mērķis ir:
izveidot ierīci, kas var darboties ārpus slimnīcas.
Tālāk norādītais.
lai noņemtu ārējo aparātu.
Un galvenais mērķis:
izveidot pilnībā implantējamu mākslīgo sirdi, kas var pastāvīgi aizstāt dabisko orgānu.
No 2026. gada cilvēce atrodas starp trešo un ceturto posmu.
Secinājums
Mākslīgā sirds vairs nav tikai zinātniskā fantastika.
Mūsdienu mākslīgās sirdis faktiski var aizstāt sirds sūknēšanas funkciju dažiem pacientiem un uzturēt dzīvību līdz transplantācijai.
SynCardia bija pirmā FDA apstiprinātā kopējā mākslīgā sirds sistēma, un tā joprojām tiek klīniski izmantota kā tilts uz transplantāciju. (FDA piekļuves dati)
BiVACOR pārstāv jaunas paaudzes tehnoloģijas ar magnētiski levitējošu rotoru un elektromehānisko sūknēšanu. Pirmā cilvēka implantācija notika 2024. gadā, un 2025. gadā pacients Austrālijā nodzīvoja 105 dienas ar ierīci ārpus slimnīcas pirms transplantācijas saņemšanas. (Monaša universitāte)
Aeson pārstāv citu pieeju, vairāk biomimētisku mākslīgo sirdi, kas joprojām tiek klīniski pārbaudīta un uzraudzīta Eiropā. (ICHGCP)
Tajā pašā laikā Emperor izstrādes mērķis ir likvidēt ārējo pneimatisko draiveri un radīt pamatu pilnībā implantējamai mākslīgajai sirdij. 2026. gadā šī sistēma joprojām ir preklīniskajā stadijā. (JACC)
Tāpēc zinātniskā aina uz 2026. gads ir šāds:
Tagad mēs varam aizstāt cilvēka sirds mehānisko sūknēšanas funkciju.
Bet mēs vēl nevaram aizstāt cilvēka sirdi ar mākslīgu orgānu, kas var droši darboties autonomi un nepārtraukti visu mūžu.
Nākamais lielais solis būs:
pilnībā implantējama + bezvadu uzlāde + pašregulējoša + ilgstoša mākslīgā sirds.
Tas būtu vairāk nekā tikai medicīniska protēze.
Tā būtu pilnīgs bioniskais aizstājējs vienam no svarīgākajiem cilvēka orgāniem.
Rezumējot, mēs varam teikt, ka mums ir mākslīgās sirdis, kas var atbalstīt pacientu vairākus mēnešus un pat ļaut izrakstīt no slimnīcas, taču mums nav apstiprinātas pilnībā implantējamas mākslīgās sirds, kas visu mūžu varētu nomainīt dabisko orgānu.
Atstājiet atbildi