Corazón artificial

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Este artículo es sobre el dispositivo mecánico. Para el Jonathan Coulton el álbum, ver Corazón artificial (álbum).
El corazón Artificial Total temporal de Sunstein
Un corazón artificial que aparece en la Museo de ciencia de Londres

Un corazón artificial es un dispositivo que sustituye a la corazón. Corazones artificiales se utilizan típicamente para reducir el tiempo de trasplante cardíaco, o para cambiar permanentemente el corazón en caso de trasplante de corazón es imposible. Aunque otros inventos similares precedieron a regresar a finales de 1940, el primer corazón artificial que se implanta con éxito en un ser humano fue el Jarvik-7, diseñado por un equipo que incluya Robert Jarvik e implementado en 1982.

Un corazón artificial es distinto de una dispositivo de asistencia ventricular diseñado para soportar un corazón débil. También es distinto de un derivación cardiopulmonar máquina, que es un dispositivo externo que se utiliza para proporcionar las funciones del corazón y los pulmones y se utiliza sólo por unas horas a la vez, más comúnmente durante la cirugía cardíaca.

Contenido

  • 1 Historia
    • 1.1 Orígenes
    • 1.2 Desarrollo temprano
    • 1.3 Primeros diseños de corazones artificiales total
    • 1.4 Primera implantación clínica de un corazón artificial total
    • 1.5 Primeras aplicaciones clínicas de un corazón artificial total neumática permanente
    • 1.6 Primer uso clínico de una bomba intratorácica
    • 1.7 Primer uso clínico de una bomba de paracorporeal
  • 2 Prototipos de corazón artificial total
    • 2.1 Phoenix-7
    • 2.2 Abiomed
    • 2.3 Corazón de Berlín
    • 2.4 MagScrew
    • 2.5 Sunstein
    • 2.6 Frazier-Cohn
    • 2.7 Carpentier / CARMAT
    • 2.8 Otros
  • 3 Dispositivos asistenciales híbrido
  • 4 Véase también
  • 5 Referencias
  • 6 Enlaces externos

Historia

Orígenes

Un sustituto sintético para el corazón sigue siendo uno de los buscada "Santos Griales" de la medicina moderna. La ventaja obvia de un corazón artificial funcional sería reducir la necesidad de trasplantes de corazón, porque la demanda de órganos grandemente siempre supera a la oferta.

Aunque el corazón conceptualmente es una bomba, encarna sutilezas que desafían la emulación sencilla con materiales sintéticos y fuentes de alimentación. Las consecuencias de estos problemas incluyen severa rechazo de cuerpo extraño y baterías externas que limitan la movilidad. Estas complicaciones limitan la vida útil de los destinatarios humanas tempranas horas o días.

Desarrollo temprano

A Maquina Corazon - Pulmon primero fue utilizado en 1953 durante una cirugía exitosa de corazón abierto. John Heysham Gibbon, el inventor de la máquina, realizó la operación y el sustituto de corazón y pulmón se desarrolló.

Aunque Jarvik creado con la idea y el borrador para el corazón artificial, sus modelos no fueron creados de un material que aceptaría el cuerpo humano. Dayton, Ohio Ival o macizo Salyer, junto con varios colegas, desarrolló un material polímero que el cuerpo humano no rechazaría necesariamente.

El 03 de julio de 1952, 41 años Henry Opitek, sufriendo de falta de aliento, hizo historia médica en Harper University Hospital en Wayne State University en Michigan. El Dodrill-GMR máquina del corazón, considerado como el primer corazón mecánico operacional, fue utilizada con éxito mientras se realiza la cirugía cardíaca.[1][2]

Dewey Dodrill del bosque, trabajando en estrecha colaboración con Matthew Dudley, utiliza la máquina en 1952 para derivación ventrículo izquierdo de Henry Opitek durante 50 minutos, mientras que abrió el paciente salió atrio y trabajó para reparar la válvula mitral. En informe postoperatorio de Dodrill, anota, "a nuestro conocimiento, esta es la primera instancia de supervivencia de un paciente cuando se utiliza un mecanismo de corazón mecánico para asumir la función de cuerpo completo de mantener el suministro de sangre del cuerpo mientras que el corazón estaba abierto y operar".[3]

El interés científico para el desarrollo de una solución para la enfermedad cardíaca se convirtió en diferentes grupos de investigación en todo el mundo.

Primeros diseños de corazones artificiales total

En 1949, un precursor de la bomba del corazón artificial moderna fue construido por los médicos William Sewell y William Glenn de la Yale School of Medicine usando un Mecano, cachivaches surtidos y juguetes de baratija. La bomba externa con éxito evitaron el corazón de un perro durante más de una hora.[4]

Inventor y ventrílocuo americano Paul Winchell inventó un corazón artificial con la ayuda de Henry Heimlich (el inventor de la Maniobra de Heimlich) y llevó a cabo la primera patente para un dispositivo de este tipo. La Universidad de Utah desarrolló un aparato similar a la misma hora, pero cuando intentaron patentar, corazón de Winchell fue citado como estado de la técnica. La Universidad pidió que Winchell donar el corazón a la Universidad de Utah, que lo hizo. Existe cierto debate sobre cuánto de diseño Winchell Robert Jarvik usado en la creación de corazón artificial de Jarvik. Heimlich, afirma, "vi el corazón, vi la patente y vi las cartas. El principio básico utilizado en corazón de Winchell y de Jarvik es exactamente lo mismo". Jarvik niega cualquiera de diseño Winchell elementos fueron incorporados en el dispositivo fabrica para los seres humanos, que fue implantado con éxito en Barney Clark en 1982.

El 12 de diciembre de 1957, Johan Willem Kolff, el inventor más prolífico del mundo de órganos artificiales, implantaron un corazón artificial en un perro en la clínica de Cleveland. El perro vivió durante 90 minutos.

En 1958, Domingo Liotta inició los estudios de reemplazo TAH en Lyon, Francia y en 1959-60 en el Universidad Nacional de CórdobaArgentina. Presentó su trabajo en la reunión de la sociedad americana para los órganos internos artificiales celebrada en Atlantic City en marzo de 1961. En esa reunión, Liotta describe la implantación de tres tipos de TAHs ortotópico (dentro del saco pericárdico) en perros, cada uno de los cuales utiliza otra fuente de energía externa: un motor eléctrico implantable, una bomba implantable giratoria con motor eléctrico externo y una bomba neumática.[5][6]

En 1964, el Institutos nacionales de salud inició el programa de corazón Artificial, con el objetivo de poner un órgano artificial en un ser humano a finales de la década.[7]

En febrero de 1966, Adrian Kantrowitz Rosa internacional prominencia cuando realizó la primera implantación permanente del mundo de un corazón mecánico parcial (dispositivo de asistencia ventricular izquierda) en Maimonides Medical Center.[8]

En 1967, Kolff dejó Cleveland Clinic para iniciar la división de órganos artificiales en el Universidad de Utah para realizar su trabajo sobre el corazón artificial.

  1. En 1973, un becerro llamado a Tony sobrevivió durante 30 días en un corazón Kolff temprano.
  2. En 1975, un toro llamado a Burk sobrevivió a 90 días en el corazón artificial.
  3. En 1976, un becerro llamado Abebe vivieron durante 184 días sobre el corazón artificial Jarvik 5.
  4. En 1981, un becerro llamado a Alfred Lord Tennyson vivió 268 días el Jarvik 5.

Sobre los años, más de 200 médicos, ingenieros, estudiantes y profesores desarrollaron, probaron y mejoraron corazón artificial de Kolff. Para ayudarle a gestionar sus muchos esfuerzos, Kolff asignados a gerentes de proyecto. Cada proyecto fue nombrado su director. Estudiante graduado que Robert Jarvik fue el director del proyecto para el corazón artificial, que posteriormente fue retitulado el Jarvik 7.

En 1981, William DeVries presentó una solicitud a la FDA permiso implantar el Jarvik 7 en un ser humano. El 02 de diciembre de 1982, Kolff había implantado el corazón artificial Jarvik 7 a Barney Clark, un dentista de Seattle que sufría de insuficiencia cardíaca congestiva severa. Mientras que Clark vivió durante 112 días atados a un compresor neumático externo, un dispositivo de unos 400 kilos (180 kg), durante ese tiempo sufrió prolongados períodos de confusión y un número de casos de sangrado y pidió varias veces que puede para morir.[9]

Primera implantación clínica de un corazón artificial total

En 04 de abril de 1969, Domingo Liotta y A. Denton Cooley sustituido el corazón de un hombre moribundo con un corazón mecánico dentro del tórax en El Instituto del corazón de Texas en Houston como un puente para un trasplante. El hombre se despertó y comenzó a recuperarse. Después de 64 horas, el corazón artificial neumático accionado fue quitado y substituido por un corazón donado. Sin embargo, treinta y dos horas después del trasplante, el hombre murió de lo que fue más tarde resultó para ser una infección pulmonar aguda, extendida a ambos pulmones, causadas por hongos, probablemente causada por un medicamentos inmunosupresores complicación.[10]

El prototipo original de corazón artificial Liotta-Cooley utilizado en esta operación histórica es prominentemente en la Smithsonian Institutiones Museo Nacional de historia americana Exposición "Tesoros de la historia americana" en Washington, D.C.[11]

Primeras aplicaciones clínicas de un corazón artificial total neumática permanente

El primer uso clínico de un corazón artificial diseñado para implantación permanente en lugar de un puente para el transplante se produjo en 1982 en el Universidad de Utah. Pionero del riñón artificial Johan Willem Kolff comenzó el programa de creación de órganos artificiales de Utah en 1967.[12] Allí, médico-ingeniero Clifford Kwan-Gett inventó dos componentes de un sistema de corazón artificial neumático integrado: un ventrículo con los diafragmas hemisféricas que no aplaste glóbulos rojos (un problema con corazones artificiales anteriores) y un controlador externo corazón tan inherentemente regula el flujo sanguíneo sin necesidad de sistemas de control complejos.[13] Independientemente, el ventrílocuo Paul Winchell diseñado y patentado un ventrículo semejantemente formado y donó la patente para el programa de Utah.[14] A lo largo de los años setenta y principios de los ochenta, veterinario Donald Olsen condujo una serie de experimentos de cría que refina el corazón artificial y su atención quirúrgica. Durante ese tiempo, como estudiante en la Universidad de Utah, Robert Jarvik combina varias modificaciones: una forma ovoide para caber dentro del pecho humano, un más sangre compatible con poliuretano desarrollado por el ingeniero biomédico Donald Lyman y un método de fabricación por Kwan-Gett que hacía el interior de los ventrículos liso y sin costuras para reducir los coágulos sanguíneos peligrosos causantes de accidente cerebrovascular.[15] El 02 de diciembre de 1982, William DeVries implantado el corazón artificial en dentista jubilado Bailey Barney Clark (nacido el 21 de enero de 1921), quien sobrevivió a 112 días con el dispositivo, muriendo el 23 de marzo de 1983. Bill Schroeder se convirtió en el segundo recipiente y vivió un registro 620 días.

Contrariamente a la creencia popular y erróneos artículos en varias publicaciones periódicas, el corazón Jarvik no fue prohibido para el uso permanente. Hoy en día, la versión moderna del Jarvik 7 es conocida como el Sunstein temporal CardioWest Total corazón Artificial. Se ha implantado en más de 800 personas como puente al trasplante.

A mediados de 1980, corazones artificiales fueron accionados por fuentes de alimentación neumática lavavajillas tamaño cuyo linaje volvió a Alfa-Laval máquinas de ordeño. Por otra parte, dos catéteres considerables tuvieron que cruzar la pared del cuerpo para llevar los impulsos neumáticos al corazón implantado, aumentando considerablemente el riesgo de infección. Para acelerar el desarrollo de una nueva generación de tecnologías, la National Heart, Lung and Blood Institute se abrió un concurso para corazones artificiales eléctricos implantables. Tres grupos recibidos financiación: Cleveland Clinic en Cleveland, Ohio; la Facultad de medicina de Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State Hershey Medical Center) en Hershey, Pennsylvania; y AbioMed, Inc. de Danvers, Massachusetts. A pesar de progresos considerables, se suspendió el programa de Cleveland después de los primeros cinco años.

Válvulas tricúspide poliméricos aseguran un flujo unidireccional de la sangre con un gradiente de presión baja y buena longevidad. La transferencia de energía transcutánea State-of-the-art elimina la necesidad de cables eléctricos, atravesando la pared torácica.

Primer uso clínico de una bomba intratorácica

El 19 de julio de 1963, E. Stanley Crawford y Domingo Liotta implantan la primera clínica izquierda Ventricular Assist dispositivo (DAVI) en El Hospital Metodista en Houston, Texas, en un paciente que tuvo un paro cardíaco después de la cirugía. El paciente sobrevivió durante cuatro días bajo soporte mecánico pero no se recuperó de las complicaciones de la parada cardiaca; Finalmente, se suspendió la bomba y el paciente murió.

Primer uso clínico de una bomba de paracorporeal

El 21 de abril de 1966, Michael DeBakey y Liotta había implantado el primer Davi clínico en una posición de paracorporeal (donde la bomba externa descansa al lado del paciente) en el Hospital Metodista en Houston, en un paciente experimenta shock cardiogénico tras cirugía cardíaca. El paciente desarrolló complicaciones neurológicas y pulmonares y murió después de pocos días de soporte mecánico Davi. En octubre de 1966, DeBakey y Liotta implantan el paracorporeal Davi Liotta-DeBakey en un nuevo paciente que se recuperó bien y fue dado de alta del hospital después de 10 días de asistencia mecánica, constituyendo así el primer uso exitoso de un LVAD poscardiotomía sorpresa.

Prototipos de corazón artificial total

Phoenix-7

En junio de 1996, a 46 años de edad Taiwanés Americana Sr. Yao ST recibió un implante de corazón artificial total realizado por Jeng Wei en el Hospital General de Cheng-Hsin[16] En República de China (Taiwán). Esta tecnología avanzada neumático Phoenix-7 corazón Artificial Total fue fabricado por un dentista Taiwan Kelvin K. Cheng, un médico chino T. Kao M. y sus colegas en el Centro de investigación de Taiwan TAH en Tainan, República de China (Taiwán). Con este corazón artificial experimental, BP del paciente se mantuvo en el 90-100/40-55 mmHg y cardiaco en 4.2-5.8 L/min. Después de 15 días de puente, Sr. Yao recibió trasplante combinado de corazón y riñón. A partir de marzo de 2013, es todavía muy bien y actualmente vive en San Francisco, Estados Unidos.[citación necesitada] Sr. Yao ST es el mundo primer éxito combinado corazón y riñón trasplante paciente después bridging con corazón artificial total.[17]

Abiomed

AbioCor

03 de julio de 2001 fue el primer AbioCor a ser implantado en un paciente.[18] El AbioCor está hecho de titanio y plástico con un peso de dos kilos, y su batería interna puede ser recargada con un dispositivo de transducción de señales que envía a través de la piel.[18] La batería interna dura media hora, y una batería externa usable dura cuatro horas.[19] El 05 de septiembre de 2006, la FDA anunció que podría implantarse el AbioCor para usos humanitarias después de que el aparato había sido probado en 15 pacientes.[20] Está diseñado para pacientes críticamente enfermos que no pueden recibir un trasplante de corazón.[20] Algunas limitaciones de los actual AbioCor son que su tamaño lo hace adecuado para sólo alrededor del 50% de la población masculina, y su vida útil es de sólo 1 a 2 años.[21]

AbioCor II

Combinando sus ventrículos con válvula con el tornillo de control de la tecnología y el rodillo desarrollado de Penn State, AbioMed ha diseñado un corazón más pequeño, más estable, el AbioCor II. Esta bomba, que debe ser implantable en la mayoría de los hombres y 50% de las mujeres con una vida útil de hasta cinco años,[21] tenía pruebas en animales en 2005, y la compañía espera obtener la aprobación de FDA para uso humano en 2008.[22]

Corazón de Berlín

En agosto de 2006, fue implantado un corazón artificial en una chica de 15 años en el Hospital infantil de Stollery en Edmonton, Alberta. Se pretende actuar como una fijación temporal hasta que se podía encontrar un corazón donado. Por el contrario, su corazón y el corazón artificial (llamado el corazón de Berlín) para los procesos naturales que ocurren curaron por su cuenta. Tras 146 días, fue quitado el corazón de Berlín, y fue capaz de funcionar correctamente en su propio corazón de la niña.[23] El 16 de diciembre de 2011 el corazón de Berlín ganó U.S. FDA aprobación. El dispositivo ha sido implantado con éxito en varios niños, incluida a una niña hondureña 4-year-old en Hospital de Boston de niños.[24]

En 2012, un estudio publicado en el New England Journal of Medicine comparó el corazón de Berlín a oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO) y concluyó que "un dispositivo de asistencia ventricular disponible en varios tamaños para su uso en los niños como puente al trasplante cardiaco [como el corazón de Berlín] se asoció con una tasa significativamente mayor de supervivencia en comparación con oxigenación por membrana extracorpórea".[25] Autor principal del estudio, Charles D. Fraser, Jr., cirujano en jefe del hospital infantil de Texas, explicó: "con el corazón de Berlín, tenemos una terapia más efectiva para ofrecer a los pacientes anteriormente en la gestión de su insuficiencia cardíaca. Cuando nos sentamos con los padres, tenemos datos reales para ofrecer para que puedan tomar una decisión informada. Este es un paso gigante hacia adelante". [26]

MagScrew

Otro equipo estadounidense tiene un prototipo llamado el corazón Artificial Total 2005 MagScrew. Los equipos de Japón y Corea del sur también están compitiendo para producir dispositivos similares.[27][28][29]

Sunstein

En agosto de 2010, 50-year-old Angelo Tigano de Fairfield, Nueva Gales del sur(Australia), tuvo su corazón falla eliminado en una operación de cinco horas y fue reemplazado por el corazón Artificial Total temporal de Sunstein por cirujano Dr. Phillip Spratt, unidad de trasplante de cabeza del corazón Hospital de St Vincent, Sydney.[30]

En 09 de junio de 2011, 40-year-old Matthew Green fue implantado con el corazón Artificial Total temporal Sunstein en una operación de siete horas en el Hospital Papworth. Fue el primer británico para dejar un hospital apoyado por un corazón artificial en 02 de agosto de 2011.[31]

Frazier-Cohn

El 12 de marzo de 2011, fue implantado un corazón artificial experimental en 55 años Craig Lewis en el Instituto del corazón de Texas en Houston por Drs. O. H. Frazier y William Cohn. El dispositivo es una combinación de dos modificado HeartMate II bombas que está actualmente en ensayos bovinos.[32]

Carpentier / CARMAT

El 27 de octubre de 2008, profesor francés y líder trasplante de corazón Especialista Alain Carpentier F. anunció que un corazón artificial totalmente implantable estaría listo para ensayo clínico antes de 2011 y para trasplante alternativo en 2013. Fue desarrollado y podría ser fabricado por él, firma biomédica CARMAT SA,[33] y trufa Capital, firma de capital riesgo. El prototipo utilizado incrustados sensores electrónicos y se hizo a partir de tejidos animales tratados químicamente, llamado "Biomateriales" o un "pseudo piel" de biosintéticas, materiales microporosos.[34]

Según un comunicado de prensa por Carmat con fecha 20 de diciembre de 2013, la primera implantación de su corazón artificial en un paciente de 75 año - viejo fue realizada el 18 de diciembre de 2013 por el equipo del Hospital de Europeo Georges Pompidou en París (Francia).[35] El paciente murió 75 días después de la operación.[36]

En el diseño de Carmat, cada uno dos cámaras están divididos por una membrana que contiene fluido hidráulico en un lado. Una bomba motorizada mueve fluido hidráulico dentro y fuera de las cámaras, y ese fluido hace que la membrana se mueve; la sangre fluye a través del otro lado de cada membrana. Al lado de la membrana sangre está compuesto de tejido obtenido de un saco que envuelve el corazón de una vaca, para hacer que el dispositivo más biocompatibles. El dispositivo Carmat también utiliza válvulas de tejido de corazón de vaca y tiene sensores para detectar el aumento de la presión dentro del dispositivo. Esa información es enviada a un sistema de control interno que puede ajustar la velocidad de flujo en respuesta a la creciente demanda, como cuando un paciente está ejerciendo.[37] Esto lo distingue de los diseños anteriores que mantienen un flujo constante.

El dispositivo Carmat a diferencia de los diseños anteriores está destinado a ser utilizado en casos de insuficiencia cardíaca terminal, en lugar de ser utilizado como dispositivo puente mientras el paciente espera un trasplante.[38] 900 gramos pesa casi tres veces el típico corazón y está dirigido principalmente a los hombres obesos. También requiere que el paciente a llevar un adicional Li-ion batería. La vida proyectada del corazón artificial es de alrededor de 5 años (latidos 230 millones).[39]

Otros

A bomba centrífuga[40][41] o un bomba de flujo axial[42][43] puede ser utilizado como un corazón artificial, resultando en el paciente vivo sin un pulso.

Imachi et al describieron un corazón artificial centrífugo que bombea alternativamente el circulación pulmonar y el circulación sistémica, causando un pulso.[44]

Dispositivos asistenciales híbrido

Artículo principal: Dispositivo de asistencia ventricular

Los pacientes que tienen alguna función cardíaca restantes pero que ya no puede vivir normalmente pueden ser candidatos para dispositivos de asistencia ventricular (VAD), que no debe reemplazar el corazón humano sino complementan por ocupar gran parte de la función.

El primer sistema de dispositivo izquierda de asistencia Ventricular (DAVI) fue creado por Domingo Liotta en Baylor College of Medicine en Houston en 1962.[45]

Otro VAD, el Kantrowitz CardioVad, diseñado por Adrian Kantrowitz estimula el corazón nativo ocupando más del 50% de su función.[46] Además, el VAD puede ayudar a los pacientes en lista de espera para un trasplante de corazón. En una persona joven, este dispositivo podría retrasar la necesidad de un transplante por 10 – 15 años, o incluso permitir que el corazón recuperar, en cuyo caso se puede quitar el VAD.[46] El corazón artificial es alimentado por una batería que necesita ser cambiado varias veces mientras se sigue trabajando.

El primer dispositivo de asistencia corazón fue aprobado por la FDA en 1994, y dos más recibieron la aprobación en 1998.[47] Mientras que los dispositivos de ayuda original emulado el corazón palpitante, nuevas versiones, como el Heartmate II,[48] desarrollado por el Instituto de corazón de Texas de Houston, y proporcionar un flujo continuo. Estas bombas (que pueden ser centrífuga o flujo axial) son más pequeñas y potencialmente más durable y último reemplazo las bombas del corazón más que la actual generación de total. Otra gran ventaja de una VAD es que el paciente mantiene el corazón natural, que puede funcionar para el apoyo y respaldo temporal si dejaran la bomba mecánica. Esto puede proporcionar apoyo suficiente para mantener al paciente vivo hasta que se implementa una solución al problema.

Varios dispositivos de asistencia ventricular continuo flujo han sido aprobados para su uso en la Unión Europea y, a partir de agosto de 2007, fueron sometidos a ensayos clínicos para la aprobación de la FDA.

Sufren de insuficiencia cardíaca de fase final, ex vicepresidente Dick Cheney experimentó un procedimiento en julio de 2010 para tener un VAD implantado en INOVA Fairfax Hospital, en Fairfax Virginia. En 2012, recibió un trasplante de corazón en la edad 71 después de 20 meses en lista de espera.

Véase también

  • Válvula cardiaca artificial

Referencias

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  11. ^ "Tesoros de la historia americana"National Museum of American History
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Enlaces externos

  • Corazones artificiales y dispositivos de ayuda de corazón actualmente en uso
  • Corazón artificial un milagro médico -La primera persona en Australia para recibir un corazón artificial total de trasplantes.
  • Cómo funciona un corazón artificial total Physics.org

Otras Páginas

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