Urządzenie wielkości puszki do napojów może pomóc kupić czas dla ludzi, którzy potrzebują przeszczepu płuc.
Osoby, które potrzebują przeszczepu płuc, mogą jedynie czekać i mieć nadzieję, że organ od dawcy pojawi się w odpowiednim czasie. Jednak zbyt często czas ucieka.
W odpowiedzi na krytyczny niedobór narządów od dawców w Stanach Zjednoczonych, naukowcy starają się opracować sztuczne narządy, które mogłyby służyć jako "pomost" do przeszczepu. Jednym z takich urządzeń jest BioLung, który już wkrótce może być testowany na ludziach.
Robert Bartlett, MD, chirurg z University of Michigan Medical Center, prowadzi badania nad BioLungiem, a Michigan Critical Care Consultants (MC3), firma z Ann Arbor, Mich. produkuje to urządzenie. Bartlett jest dobrze znany w tej dziedzinie: Przypisuje mu się wynalezienie obecnej generacji maszyn do sztucznego oddychania.
Przez osiem lat zespół z Ann Arbor, przy wsparciu naukowców z innych uniwersytetów, próbował wynaleźć urządzenie, które może zrobić to, czego dzisiejsze maszyny nie potrafią: zapewnić 100% zapotrzebowania pacjenta na tlen, wykorzystując własną siłę pompowania serca. "Te osiem lat iteracji zajęło spełnienie tych wymagań projektowych" - mówi Scott Merz, prezes MC3.
System stosowany obecnie w szpitalach znany jest jako ECMO, czyli pozaustrojowe utlenowanie membranowe. Maszyny ECMO przejmują funkcje zarówno płuc, jak i serca, pompując krew i wymieniając dwutlenek węgla na tlen poza organizmem. Bartlett mówi, że ECMO sprawdza się u pacjentów, którzy mają niewydolność oddechową z powodu infekcji, takich jak zapalenie płuc, lub urazów, takich jak wdychanie dymu. Pacjenci ci muszą pozostać na maszynie tylko przez krótki czas, dopóki ich płuca nie wyzdrowieją na tyle, by mogli zacząć normalnie oddychać.
Problemy długoterminowe
Podczas gdy ECMO jest krótkoterminowym ratunkiem, nie jest dobre do długotrwałego stosowania. Wiele osób, których płuca są w tak złym stanie, że wymagają przeszczepu - np. osoby cierpiące na ciężką rozedmę płuc, mukowiscydozę i zwłóknienie płuc - nie przeżyje w ECMO wystarczająco długo, aby dopasować do nich narząd od dawcy.
Aby krew przechodziła przez maszynę bez zakrzepów, pacjenci otrzymują leki rozrzedzające krew. Lek rozrzedzający krew może powodować krwawienie. Jeśli powstaną skrzepy krwi, mogą one uszkodzić mózg i inne ważne organy. Co więcej, Merz twierdzi, że pompy mechaniczne stosowane w ECMO uszkadzają czerwone krwinki - komórki, które przenoszą tlen.
W BioLungu nie stosuje się jednak mechanicznej pompy, a krew nigdy nie opuszcza ciała. Nieco większe od puszki z napojem, jest wszczepiane w klatkę piersiową. Serce pacjenta pompuje krew do urządzenia, które jest wypełnione pustymi plastikowymi włóknami z otworami tak małymi, że tylko cząsteczki gazu mogą przez nie przejść. Podczas gdy krew filtruje się przez włókna, dwutlenek węgla wydostaje się przez otwory i jest zastępowany przez tlen z otaczającego powietrza. Następnie krew może wrócić bezpośrednio do serca i zostać przepompowana do reszty ciała lub może najpierw odbyć podróż przez płuca pacjenta.
W obu przypadkach istnieją zalety i wady: Kierowanie krwi przez płuca może pomóc w filtrowaniu skrzepów krwi, ponieważ płuca mają naturalną zdolność do tego. Ponadto, dopływ świeżego tlenu do tkanki płucnej może pomóc w jej leczeniu. Ale to powoduje większe obciążenie serca, zwiększając ryzyko niewydolności serca. Przesyłając krew bezpośrednio do serca, sztuczne i naturalne płuca mogą wspólnie oddychać. To jednak może spowodować, że do krwiobiegu dostaną się skrzepy.
BioLung nie ma być dożywotnim zamiennikiem dla chorych płuc. W najlepszym wypadku badacze mają nadzieję, że uda im się kupić czas dla osób oczekujących na przeszczep i pozwolić im na względnie normalne życie w czasie oczekiwania, zamiast być przywiązanymi do ciężkiej jednostki podtrzymującej życie.
Próby kliniczne
Po prawie dekadzie spędzonej przy desce kreślarskiej, "zastanawiamy się nad tym, co uważamy za ostateczne zmiany w projekcie" - mówi Merz. Badania kliniczne mogą rozpocząć się za rok lub dwa. Narodowe Instytuty Zdrowia przyznały niedawno Bartlettowi 4,8 miliona dolarów na kontynuację badań.
Wczesne badania na zwierzętach były obiecujące. W najnowszym badaniu naukowiec z Uniwersytetu w Teksasie, dr Joseph Zwischenberger, wypróbował BioLung na owcach, których płuca zostały poważnie poparzone w wyniku wdychania dymu. Sześć z ośmiu owiec z BioLungiem przeżyło pięć dni, podczas gdy tylko jedna z sześciu owiec z zewnętrznym urządzeniem do oddychania przetrwała tak długo.
Tymczasem Bartlett testował wody pod kątem przyszłych prób na ludziach. "Chcieliśmy sprawdzić, co myślą ośrodki transplantacyjne" - mówi. Wysłał więc do nich ankietę.
Ankietę wypełniło 31 ośrodków transplantacyjnych, które wykonały 72% wszystkich przeszczepów płuc w Stanach Zjednoczonych w 1999 roku. Większość z nich stwierdziła, że chciałaby, aby BioLung był badany na mniej niż 25 zwierzętach przez 30 dni, zanim zacznie się testować urządzenie na ludziach. Prawie wszyscy powiedzieli, że poparliby i wzięliby udział w próbie klinicznej.
"FDA miałaby ostatnie słowo" - mówi Bartlett. "To jest dopiero początek".
Jednomiesięczne badanie na dwóch tuzinach zwierząt może wydawać się pochopne, ale sytuacja jest tragiczna. W zeszłym roku 1 054 osoby otrzymały przeszczepy płuc, ale 477 zmarło na liście oczekujących. W sierpniu tego roku 3 797 osób wciąż czekało na dopasowanie do dawcy.
Większość ośrodków transplantacyjnych, które odpowiedziały na ankietę Bartletta, stwierdziła, że urządzenie powinno być testowane najpierw na osobach z idiopatycznym (czyli "o nieznanej przyczynie") zwłóknieniem płuc. Wśród najbardziej chorych z tych pacjentów niewielu przeżywa dłużej niż trzy miesiące.
