Twee kamers en een pomp

Hoewel het volledige kunsthart steeds beter wordt, is een donorhart nog altijd superieur.

Elf miljoen mensen in Europa en de Verenigde Staten lijden aan hartfalen – van wie ruim 240.000 in Nederland. Voor zo’n honderdduizend van deze elf miljoen patiënten is een nieuw hart de enige kans om te overleven. Per jaar komen er echter maar zo’n vierduizend donorharten beschikbaar. Om de tijd tot er een donorhart is te overbruggen en hopelijk ook om deze ooit overbodig te maken, zijn er steeds geavanceerdere kunstharten op de markt. Zoals het hart van de rma Carmat in Frankrijk, dat anderhalf jaar geleden groot in het nieuws kwam. Toen kreeg in het UMC in Utrecht voor het eerst in Nederland iemand een volledig kunsthart, als onderdeel van een wetenschappelijk onderzoek. De 54-jarige man leed aan ernstig hartfalen en kwam wegens bijkomende aandoeningen niet in aanmerking voor een donorhart. Ook het Amerikaanse bedrijf SynCardia voorziet mensen al jaren van kunstharten en binnenkort hoopt de rma BiVacor uit het Amerikaanse Houston zich bij het rijtje te voegen. Dit bedrijf voorziet dat het volgend jaar voor het eerst een kunsthart bij een patiënt kan plaatsen.

Pompen en kleppen

Een gezond, natuurlijk hart fungeert als een pomp voor het bloed. Het hee twee holten (hartkamers) die groter en kleiner worden door samentrekkingen van de hartspier. De rechterhartkamer pompt bloed naar de longen, waar dit van zuurstof wordt voorzien. De linkerkamer pompt het zuurstofrijke bloed naar de rest van het lichaam.

Kunstharten zijn gebaseerd op hetzelfde principe. Zo hee ook het kunsthart van Carmat twee kamers, al bestaan die elk weer uit twee delen: een holte voor het bloed en een ‘regelkamer’ gevuld met hydraulische (onsamendrukbare) vloeistof. De functie van de hartspieren wordt in het hart van Carmat overgenomen door twee micropompen, die de druk in de regelkamers op en neer doen gaan. Via membranen, die de holten van elkaar scheiden, worden deze drukvariaties doorgegeven naar de hartkamers.

Biologische kleppen laten het bloed de goede kant op stromen. Het kunsthart is weliswaar gemaakt van de kunststof polyurethaan, maar de binnenkant – dus het deel dat in aanraking komt met het bloed van de patiënt - is bekleed met materiaal uit het hartzakje van een rund. Zo wordt voorkomen dat het bloed in aanraking komt met de mechanische kunststof delen van het hart. Die kunnen de bloedcellen beschadigen met problemen zoals bloedklontering tot gevolg.

Druksensoren

Sensoren, elektronica en geïntegreerde so ware regelen dat het hart zich aanpast aan de omstandigheden en bij inspanning meer bloed rondpompt. De stroomvoorziening gaat via een kabel door de buikwand van de patiënt. Deze moet hiervoor altijd een tas met accu’s bij zich dragen, die pakweg drie kilogram weegt. Het grootste verschil tussen een kunsthart van Carmat of van SynCardia is dat bij die laatste ook de compressor, die de druk regelt, aan de buitenkant zit.

Weefselmembranen

BiVacor gebruikt een ander concept. Dit bedrijf maakt kunstharten van titanium die werken met een door een elektromotor aangedreven turbine. Een magnetisch zwevende en roterende naaf in het midden van dit kunsthart drij wielen met schoepen in de linker- en rechterhartkamer aan, die de bloedcirculatie reguleren. Ook bij dit ontwerp hoort een tas met batterijen en elektronica, die buiten het lichaam wordt gedragen.

Uitdagingen

‘Het zijn prachtige en hoopvolle ontwikkelingen, maar er is nog veel ruimte voor verbetering’, zegt cardioloog

Manon van der Meer van het UMC Utrecht, gespecialiseerd in transplantaties en mechanische ondersteuning van het hart. ‘Een hart van een menselijke donor is nog altijd superieur.’

De kunstharten van Carmat zijn gemaakt om vijf jaar mee te gaan, in de hoop dat er dan een donorhart beschikbaar is gekomen. BiVacor mikt op een levensduur van tien jaar. Er hee echter nog nooit een patiënt langer dan twee jaar met een kunsthart geleefd, terwijl de gemiddelde levensduur na een harttransplantatie op zestien jaar ligt. De patiënt die anderhalf jaar geleden in het UMC een kunsthart kreeg, overleed zeven maanden later.

Steunhart

Een andere oplossing om het hart te ondersteunen is de le ventricular assist device (LVAD) ofwel het steunhart, vertelt Van der Meer. ‘Dat is geen volledig kunsthart, maar een mechanisch pompje dat we in het eigen hart van de patiënt implanteren. Het neemt de functie van de linkerkamer over, door bloed weg te zuigen en terug te geven aan de aorta.’

Omdat hartfalen vooral in de linkerkamer voorkomt, is dit een veelgebruikt apparaat. Op dit moment zijn er bij het UMCU 170 patiënten met een steunhart onder behandeling. ‘De vij aarsoverleving is momenteel 58 procent’, zegt Van der Meer, ‘en dat neemt nog altijd toe.’

Het oude leven krijgt een patiënt met een steunhart niet terug, moet Van der Meer er wel bijzeggen. ‘Met een steunhart valt goed te leven, maar je blij een patiënt met beperkingen, onder andere door het meedragen van de apparatuur en het slikken van medicijnen.’ •

Hoe het begon

Het allereerste kunsthart dateert uit het jaar 1937. Het was gemaakt door de Russische wetenschapper Vladimir Demikhov en werd getransplanteerd in een hond. Het dier heeft er nog twee uur mee geleefd. De Nederlandse internist Willem Kolff maakte zowel het eerste kunsthart voor mensen als de hart-longmachine. Die laatste neemt de hartfunctie tijdelijk over en wordt sinds de jaren vijftig in ziekenhuizen gebruikt tijdens operaties. In 1969 kreeg een 47-jarige man een kunsthart, ontworpen door hartchirurg Domingo Liotta, voormalig medewerker van Kolff. De man overleed twee dagen later aan nierfalen, veroorzaakt door de afbraak van bloedcellen. Intussen ontwikkelde Kolff, samen met onder anderen medisch ingenieur Robert Jarvik, een verbeterd kunsthart: de Jarvik-7. Deze werd aangestuurd met perslucht. In 1982 is de Jarvik-7 geïmplanteerd bij de 61-jarige Barney Clarke, die daarna nog 112 dagen leefde.

De BiVACOR heeft vier aansluitingen: een in- en uitlaat voor de linkerkamer en een in- en uitlaat voor de rechterkamer. Een kabel voor de stroom gaat naar een kastje buiten het lichaam. FOTO : BIVACOR

ICT-boegbeeld Jeannine Peek in KIVI-Technologielezing: