Ermand Mertenika: Bio-Inxhinieria dhe Valvulat Artificiale të Zemrës

Ermand Mertenika / Inxhinieri Biomjekesor

Zemra e njeriut rreh 40 milionë herë çdo vit dhe pompimi i gjakut realizohet në mënyrën me efektive sinkrone përmes katër portave kardiake, të cilat quhen valvulat e zemrës.

Katër valvulat janë: valvula trikuspidale, (qarkullon gjakun nga atriumi i dhjathtë (para-barkushja) në ventrikulën e djathtë (Barkushja e djathtë);

Valvula pulmonare, qarkullon gjakun nga ventrikullin i djathtë (barkushja e djathtë) me anë të arteries pulmonare për në mushkëri për të saturuar gjakun e papasuruar me oksigjen;

Valvula mitrale është valvula, ku gjaku i pasuruar me oksigjen nga pulmonet vjen në barshkushen e djathtë); Valvula aortale (Valvula në të cilën gjaku pompohet nga zemra në inde dhe organe. Valvulat e zemrës hapen dhe mbyllen me çdo rrahje zemre për të siguruar rrjedhjen e gjakut në drejtimin e duhur përmes katër dhomave të zemrës në të gjithë trupin.

Mosfunksionimi i një ose më shumë valvulave të zemrës, të cilat mund të rezultojnë nga defekte të lindjes (kongjenitale), ndryshime të lidhura me moshën, infeksion, apo tumoret brenda atriumeve ose atrioventrikulave mund të ndikojnë në keqfunksionimin, pra në hapjen dhe mbylljen në mënyrë optimale, duke shkaktuar rrjedhjen e gjakut në zemër në mënyrë kaotike. Kjo mund të rezultojë në sëmundje të valvulës kardiake dhe madje dhe në sëmundjet me akute, të cilat mund të cojnë në humbjen e jetës.

Tri lloje themelore të problemeve me valvulat e zemrës që ndërpresin rrjedhën normale të gjakut përfshijnë regurgitation, stenozë dhe atresia. Regurgitimi (ose prolapsi) ndodh kur rrjedhja e gjakut kthehet në dhomën ku duhet të dalë prej andej për shkak të flapave të valvulave jo të mbyllura mirë, kryesisht kjo ndodh në valvulen mitrale. Kur fletët e një valvule trashen, ngurtësohen ose bashkohen së bashku stenoza ndodh duke bllokuar rrjedhën e gjakut. Atresia, ndodh kur një valvul zemre i mungon një hapje që gjaku të kalojë, për shkak të anomalive të zemrës fetale që parandalojnë rrjedhën e zakonshme të gjakut.

Teknika e kirurgjisë së valvulave emërtohet Valvuloplastika, një teknikë kirurgjikale e themeluar në vitet 1920. Ajo u përpoq të korrigjonte kirurgjikisht sëmundjen valvulare të zemrës, por ishte kryesisht e pasuksesshme, pasi shkatërroi në atë kohë fletëpalosjet e valvulave dhe rezultoi në kalcifikim. Kjo shkaktonte vdekjen e menjëhershme. Inxhinierët biomedikalë dhe kardiokirurgët parashikuan mundësinë e ndërtimit të fletëpalosjeve artificiale me polimere, megjithëse rezultatet ishin vazhdimisht të dobëta, duke theksuar nevojën për materiale të reja.

Valvula e parë mekanike, e implantuar brenda një pacienti në 1952 ishte një valvul në formën e një topi pra sfere sintetike e projektuar saktësisht duke provuar se materialet sintetike mund të përdoren për të krijuar valvolat e zemrës. Me anë të dizajnit të valvulës së topit lejohej vetëm vendosja në aortën zbritëse në vend të vetë zemrës, duke lehtësuar kështu thjesht simptomat dhe duke mos korrigjuar problemin. Tromboza dhe embolizimi i valvulës ndodhën shpesh, duke përfshirë disa raporte të zhurmës së gjeneruar nga valvula, në trajtën e një vibracioni të lehtë. Bio-inxhinieria dhe institutet kërkimore të implantimeve në kardiokirurgji me kalimin e kohës krijuan një strukturë të integruar, të përbërë nga një kafaz çeliku inox, unazë fiksimi e bërë nga copë e thurur Tefloni dhe një top Silastic i trajtuar në temperaturë të lartë. Këtë herë implantimi u krye me sukses, por kërkohej trajtim i vazhdueshëm me antikoagulantë.

Rezultati i kombinuar i inxhinierisë dhe provave klinike theksoi rëndësinë e hemodinamikës në ri-modelimin e valvulave. Përparësi të dukshme dhanë përdorimi i valvulave kadaverike të zemrës, të cilët u analizuan përmes inxhinierisë molekulare me trajtim kimik, për të zvogëluar reagimin imunologjik “Indi Huaj” u përdorën tretësira dhe agjentë oksidues për të parandaluar denatyrimin e kolagjenit (glutaraldehid). Një valvul e trajtuar paraprakisht dhe e montuar në një stent të mbuluar me pëlhurë u quajt “bioprotezë”, një koncept i përparuar bioteknologjik. Kjo kombinon strukturat biologjike dhe mekanike për të krijuar një valvul tre-dimensionale, (3D) të bazuar në ind me trombogjenitet të ulët duke zvogëluar nevojën për antikoagulantë. Inxhinieria biomjekësore tashmë ka krijuar valvula me nanofibër, të cilët imitojnë valvulën biologjike të pacientit dhe funksioni i tyre është identik si valvulat natyrale kardiake.

Përdorimi i sot i valvulave artificiale të zemrës ka ulur rrezikshmërine e vdekjeve të qytetarëve nga semundjet kardiake dhe kardiovaskulare.