Il corpo umano è costituito da 78 organi e 13 sistemi di organi che lavorano in modo collaborativo come una macchina ben oliata. Tra i più vitali c’è il cuore, che pompa 2.000 galloni di sangue al giorno per garantire che l’ossigeno e le sostanze nutritive circolino in tutto il corpo. Man mano che gli esseri umani invecchiano, il cuore può iniziare a pompare in modo meno efficiente.

Secondo la Food and Drug Administration (FDA), ogni anno oltre 3.000 pazienti affetti da insufficienza cardiaca hanno bisogno di un trapianto di cuore per garantire la loro sopravvivenza, ma devono aspettare pazientemente fino a quando un cuore donatore può essere trovato. Sfortunatamente, solo circa 2.000 trapianti di cuore vengono eseguiti ogni anno, lasciando poche migliaia di persone senza un cuore sano. Fortunatamente, un cuore artificiale può essere utilizzato nei casi più gravi per consentire ai pazienti di tornare alla loro vita quotidiana fino a quando un cuore donatore adatto è disponibile.

Per capire come funziona un cuore artificiale, è prima importante sapere come funzionano le quattro camere di un normale cuore umano. Il sangue circola in tutto il corpo fornendo ossigeno ad altri organi dall’atrio destro del cuore. La funzione primaria del cuore è quella di pompare questo sangue attraverso il ventricolo destro fino ai polmoni, dove viene rifornito di ossigeno. Il sangue quindi rientra nel cuore nell’atrio sinistro e viene pompato attraverso il ventricolo sinistro al resto del corpo.

Durante il primo stadio di un battito cardiaco, i due atri si contraggono, pompando il sangue ai ventricoli. Durante il secondo stadio, i ventricoli si contraggono, causando il sangue a lasciare il cuore attraverso l’arteria polmonare ai polmoni e attraverso l’aorta al resto del corpo.

Contrariamente alla credenza popolare, un cuore artificiale sostituisce solo i due ventricoli e si collega all’atrio naturale. A differenza del cuore normale, che pompa il sangue ai polmoni e al corpo allo stesso tempo, un cuore artificiale può forzare il sangue da un solo ventricolo alla volta.

Attualmente, ci sono due disegni principali del cuore artificiale che utilizzano metodi diversi per forzare il sangue dai ventricoli.

SynCardia Systems, Inc. ha sviluppato un cuore con due ventricoli separati da un diaframma, simile al muscolo che si espande e si contrae nel nostro corpo quando respiriamo. Il sangue riempie un ventricolo e viene espulso quando una pompa esterna espelle aria nell’altro lato del diaframma. Come funziona ogni giorno.com afferma che questo modello è stato approvato dalla FDA – ma l’unico lato negativo è che richiede una pompa esterna del peso di circa 13 chili e mezzo che può stare in uno zaino.

Avere parti esterne può aumentare il rischio di infezione. AbioCor, il cuore artificiale sviluppato da AbioMed affronta questo problema avendo tutti i componenti necessari all’interno del corpo. Invece di un diaframma e una pompa ad aria, questo cuore utilizza una pompa idraulica. Secondo howstuffworks.com, quando il fluido idraulico si sposta a destra, il sangue nel ventricolo destro viene pompato ai polmoni. Al contrario, quando il fluido idraulico si sposta a sinistra, il sangue nel ventricolo sinistro viene pompato al resto del corpo.

Entrambi i cuori artificiali hanno bisogno di una fonte di energia per garantire che il cuore batte continuamente in modo che un paziente non soccombere all’arresto cardiaco. Il SynCardia Total Artificial Heart ha due batterie ricaricabili esterne e può anche essere collegato a una presa a muro. Il cuore di AbiCor inoltre ha un pacchetto esterno della batteria ma utilizza un sistema senza fili di trasferimento di energia per trasmettere il potere attraverso la pelle senza penetrare la superficie.

Generalmente, i cuori sono fatti di titanio e plastica. Una delle sfide più grandi è inserire un oggetto artificiale nel corpo e farlo accettare dal corpo. Durante un intervento chirurgico di sette ore, centinaia di punti vengono utilizzati per collegare il dispositivo artificiale al tessuto naturale del paziente con tessuto sintetico chiamato innesti.

I cuori artificiali sono stati un successo crescente mentre la tecnologia continua a migliorare permettendo ai pazienti di vivere più a lungo con il cuore senza il rischio di infezione. Lo scorso anno è stato monumentale per SynCardia Systems, Inc. come la società ha completato con successo 125 impianti. Secondo il New England Journal of Medicine, il 79% dei pazienti che ricevono un trapianto sopravvive abbastanza a lungo da ricevere un cuore donatore. Tuttavia, sfuggire alla morte ha un prezzo: coprire il costo di un cuore artificiale richiede circa $125.000 e una tassa di manutenzione annuale di $18.000.

Dopo oltre 900 impianti di successo, il cuore artificiale continua a migliorare in modo che i pazienti possano vivere più a lungo e senza infezioni. Trovare un cuore donatore, tuttavia, è ancora l’opzione migliore per i pazienti.