Jantung buatan sepenuhnya

Jantung Buatan Sepenuhnya (Total Artificial Heart) atau dikenali juga sebagai jantung tiruan ialah satu peranti yang menggantikan kedua-dua ruang bawah jantung iaitu ventrikal kiri dan ventrikal kanan disebabkan kegagalan jantung. Kegagalan jantung adalah satu keadaan yang mana jantung gagal berfungsi secara normal iaitu jantung tidak dapat mengepam darah ke seluruh tubuh badan secukupnya. 
Jantung tiruan digunakan sebagai jantung gantian sementara pesakit menunggu penderma jantung untuk pemindahan jantung. Dengan menggunakan jantung tiruan ini membolehkan pesakit melakukan aktiviti harian dan tidak perlu berada di hospital.

Jantung tiruan ini digerakkan oleh bateri. Alat ini juga mempunyai pengecas bateri dan monitor. Jantung tiruan direka dengan berat kurang satu kilogram dan berkeupayaan untuk mengepam darah sehingga 10 liter seminit. Jangka hayat jantung tiruan boleh digunakan sehingga melebihi 5 tahun. Saiz peranti jantung tiruan yang terkini adalah lebih kecil dan ringan.

Sistem jantung tiruan ini merangkumi pam yang ditanam di dalam dada pesakit dan satu komponen terdiri daripada pam kawalan dan bateri berada di luar tubuh pesakit. Peranti jantung tiruan  akan ditanam bersama jantung pesakit bagi mengambil alih fungsi ventrikel kiri untuk mengepam darah terus ke dalam pam mekanikal yang kemudiannya akan mengepam darah ke seluruh badan pesakit.

Bagaimana jantung tiruan berfungsi

Penghantaran tenaga
Dalam penghasilan jantung tiruan terdapat satu pakej elektronik tang diimplankan pada bahagian abdomen pesakit untuk tujuan memantau dan mengawal jantung berfungsi.
Punca kuasa dibekalkan dari satu sumber luar untuk komponen dalam pakej elektronik tersebut di bawah kulit tanpa menembusi kulit menggunakan prinsip gandingan elekromagnet induktif iaitu prinsip yang sama digunakan oleh pengubah untuk memindahkan tenaga elektrik antara litar yang berbeza.
Secara ringkasnya, sistem penghantaran tenaga transcutaneous akan menggunakan bekalan kuasa luar yang akan disambungkan kepada gegelung luar wayar, menjana medan magnet di dalamnya. Seterusnya ia akan menghasilkan voltan teraruh dalam gegelung kedua yang berada di bawah kulit dan penerus digunakan untuk menukarkan arus ulang alik kepada arus terus yang digunakan sebagai punca kuasa kepada kompenen elektronik jantung tiruan.
Secara praktiknya, terdapat komplikasi yang timbul untuk memenuhi keperluan dalam mengekalkan kedua-dua gelung berada dalam keadaan yang baik apabila pesakit bergerak dan menyampaikan tahap kuasa yang bersesuaian supaya tiada lebihan kuasa yang akan dibebaskan sebagai haba dimana ia berupaya merosakkan tisu dalam badan pesakit.

Memantau pengaliran darah
Jantung tiruan yang berfungsi untuk menggantikan fungsi jantung sebenar perlu mampu untuk memantau aliran darah untuk mengawal pam dan harus memastikan jumlah darah yang betul dihantar ke seluruh badan.
Proses mengepam yang cepat diperlukan apabila pesakit adalah lebih aktif, dan sebaliknya sekiranya pesakit berada dalam keadaan rehat.
Pemantau pengaliran darah menggunakan ultra bunyi dimana satu frekuensi tinggi gelombang bunyi sel-sel darah keluar dari jantung, isipadu dan kalajuan boleh diukur menggunakan prinsip yang sama.
Ultra bunyi digunakan kerana ia boleh memantau pengaliran darah tanpa perlu bertindak balas dengannya.

Bahan
Jantung tiruan perlu dibuat daripada bahan ringan tetapi tahan lama . Contohnya jantung tiruan Syncardia adalah plastik manakala jantung tiruan Abiomed diperbuat daripada gabungan titanium dan poliuretana khas yang dipanggil Angioflex.
Walaupun jantung tiruan Abiomed direka mempunyai beberapa bahagian yang bergerak yang diperbuat daripada Angioflex dan diuji untuk memastikan bahawa peranti tersebut selamat untuk dihubungkan dengan darah dan berupaya berdegup selama 100000 kali sehari selama setahun.
Saintis bahan boleh membangunkan bahan-bahan yang bersifat khusus dengan memanipulasi elemen-elemen konstituen dan cara bagaimana diproses.Bahan-bahan dikategorikan dengan menggunakan teknik daripada kondensasi bahan fizik termasuklah mikroskop elektron, pembelauan x-ray dan pembelauan neutron. Hal ini kerana peranti tersebut masih besar. Peranti pertama yang dihasilkan adalah terhad kepada separuh daripada penduduk lelaki dimana mereka mempunyai rongga dada besar . Model yang baru mestilah lebih kecil supaya sesuai untuk seseorang yang lebih kecil. 
Jantung tiruan yang dihasilkan oleh syarikat perubatan Perancis dijangka boleh didapati pada tahun 2013 akan menggunakan tisu haiwan yang dirawat secara kimia untuk membantu menghalang daripada penolakan sistem pertahanan. Jurutera Aeroangkasa dari Airbus juga terlibat dalam pembangunan ini.
Jantung tiruan menggabungkan dan memperbaiki banyak idea-idea fizik yang sedia ada untuk menghasilkan sebuah teknologi yang menyelamatkan nyawa walaupun ia hanya diluluskan sebagai pengganti sementara sehingga jantung penderma boleh didapati.

Siapa yang memerlukan?
Jantung buatan sepenuhnya memberi banyak kebaikan kepada pesakit yang mempunyai masalah di kedua dua belah ventrikel yang tidak lagi berfungsi. Jika seseorang pesakit menunggu untuk pemindahan jantung, jantung tiruan dapat membantu beliau untuk hidup lebih lama. Jika kehidupan seseorang pesakit itu dianggarkan selama 30 hari sahaja dan tidak layak untuk  melakukan pemindahan jantung, jantung tiruan sepenuhnya boleh memanjangkan jangka hayat hidup pesakit melebihi 30 hari. Jantung tiruan adalah peranti pilihan terakhir. Ini bermaksud hanya pesakit yang mencuba semua jenis perubatan kecuali pemindahan jantung sahaja yang layak. Jantung tiruan ini tidak digunakan untuk pesakit yang mendapat manfaat daripada ubat-ubatan dan prosedur  lain. Ia juga mempunyai had saiz yang hanya boleh dimuatkan ke dalam kawasan bahagian dada yang besar. Oleh itu, jantung tiruan ini tidak boleh dimuatkan ke dalam dada kanak-kanak. Walau bagaimanapun penyelidik cuba untuk membuat model yang lebih kecil. Pentadbiran Makanan dan Dadah Amerika Syarikat (FDA) meluluskan jantung tiruan digunakan untuk sesetengah pesakit. Doktor akan berbincang dengan pesakit terlebih dahulu sama ada pesakit tersebut menepati syarat-syarat yang ditetapkan atau tidak, kemudian pesakit dan doktor akan mengambil keputusan sama ada ia adalah pilihan terbaik untuk pesakit. Pesakit akan membincangkan yang mana satu yang terbaik dan sesuai antara dua jantung tiruan tersebut.

Sebelum Pembedahan
Sebelum pesakit mendapat jantung tiruan, pesakit akan meluangkan sekurang-kurangnya seminggu di dalam hospital untuk membuat persediaan pembedahan. Semasa berada di hospital pesakit akan belajar mengenai jantung tiruan dan bagaimana untuk hidup dengannya. Pesakit dan penjaga akan meluangkan masa bersama pakar bedah, pakar jantung dan jururawat untuk memastikan pesakit mendapat semua informasi yang diperlukan sebelum pembedahan. Pesakit juga boleh meminta untuk melihat peranti tersebut dan bagaimana ia akan dipasang di dalam badan pesakit. Doktor akan memastikan badan pesakit cukup kuat untuk menjalani pembedahan. Jika mereka berfikir badan pesakit terlalu lemah, pesakit mungkin perlu mendapatkan makanan tambahan melalui tiub suapan sebelum pembedahan. Pesakit juga akan melakukan beberapa jenis ujian untuk memastikan bahawa pesakit bersedia menjalani pembedahan. Ujian–ujian ini termasuklah :
 Melakukan imbas CT di bahagian dada di mana ia bertujuan untuk memastikan terdapat ruang yang cukup di dalam dada untuk memasang peranti tersebut.
 Melakukan ujian darah yakni ujian ini bertujuan untuk memeriksa sama ada hati dan buah pinggang berfungsi dengan baik atau tidak dan ia juga digunakan untuk memriksa tahap sel-sel darah dan bahan kimia penting dalam darah.
 Melakukan sinar-X di bahagian dada untuk mengambil gambar di dalam dada sebagai persediaan awal kepada doktor sebelum menjalankan pembedahan.
 Melakukan elektrodiagram (EKG) untuk memeriksa sejauh mana jantung anda bekerja sebelum ventrikel digantikan dengan jantung tiruan.

Semasa Pembedahan 
Pembedahan jantung tiruan adalah kompleks dan boleh mengambil masa selama 5 dan 9 jam. Ia memerlukan banyak pakar dan pembantu. 15 orang mungkin terlibat dalam bilik bedah semasa pembedahan dijalankan. Antara mereka yang terlibat melakukan pembedahan ini termasuklah pakar bedah yang melakukan pembedahan, jururawat yang membantu pakar bedah, anesthesiologists yang bertanggungjawab terhadap ubat yang membuat pesakit tidur semasa pembedahan, perfusionists yang bertanggungjawab dengan mesin pintasan jantung – paru-paru yang membolehkan darah mengalir melaui badan pesakit semasa jantung tiruan dipasang dan jurutera yang dilatih untuk memasang jantung tiruan dan memastikan ia berfungsi dengan baik. Sebelum pembedahan, pesakit diberi ubat tidur  kemudian semasa pembedahan anesthesiologist akan memeriksa denyut jantung ,tekanan darah, tahap oksigen dan pernafasan. Tiub pernafasan diletakkan di dalam salur udara melalui tekak pesakit. Tiub ini disambungkan kepada ventilator (mesin yang menyokong pernafasan). Satu potongan akan dibuat ke tengah-tengah dada pesakit. Tulang di bahagian dada dipotong  dan tulang rusuk pesakit dibuka supaya pakar bedah dapat sampai ke jantung pesakit. Ubat-ubatan digunakan untuk menghentikan jantung pesakit agar pakar bedah dapat melakukan pembedahan ke atas jantung tersebut. Sebuah mesin pintasan jantung-paru-paru  yang menyimpan darah  kaya dengan oksigen bergerak melalui badan anda semasa pembedahan.

Selepas Pembedahan

Pemulihan di hospital
Tempoh pemulihan selepas pembedahan jantung tiruan banyak bergantung dengan keadaan pesakit sebelum pembedahan.
Jika pesakit mempunyai kegagalan jantung yang teruk sementara sebelum mendapat jantung tiruan. badan pesakit boleh menjadi lemah dan paru-paru pesakit mungkin tidak berfungsi dengan baik. Oleh itu, pesakit mungkin masih memerlukan ventilator (mesin yang menyokong pernafasan) selepas pembedahan. Pesakit juga mungkin perlu terus mendapatkan pemakanan melalui tiub suapan.
Selepas pembedahan, pesakit akan berada di unit rawatan rapi di hospital. (IV) intravena akan dimasukkan ke dalam vena di lengan anda untuk memberikan pesakit air dan nutrisi. Pesakit juga akan mempunyai tiub dalam pundi kencing untuk mengalirkan air kencing.

Selepas beberapa hari atau lebih, bergantung pada berapa cepat badan pesakit pulih, pesakit akan di pindahkan ke sebuah bilik biasa dalam hospital tersebut. Jururawat yang mempunyai pengalaman dengan jantung tiruan dan pembantu-pembantu yang serupa akan menjaga pesakit.

Jururawat akan membantu pesakit bangun dari katil, duduk, dan berjalan-jalan. Setelah pesakit menjadi lebih kuat, tiub makan dan air kencing akan dikeluarkan. Pesakit akan dapat untuk pergi ke bilik air sendiri dan mempunyai makanan yang biasa. Pesakit juga akan dapat mandi. Pesakit akan belajar bagaimana untuk melakukan ini sementara menjaga peranti jantung tiruan. Jururawat dan ahli terapi fizikal akan membantu pesakit mendapat kekuatan  melalui peningkatan yang perlahan dalam aktiviti. Pesakit juga akan belajar bagaimana untuk menjaga jantung tiruan di rumah.

Tahap aktiviti
Apabila pesakit pulang ke rumah selepas pembedahan jantung tiruan ,pesakit akan dapat melakukan lebih banyak aktiviti daripada apa yang pesakit dapat buat sebelum ini. Pesakit mungkin akan dapat keluar dari tempat tidur, berpakaian, dan bergerak di sekitar rumah. Pesakit juga mungkin boleh memandu. Pasukan penjagaan kesihatan pesakit akan menasihati pesakit tentang tahap aktiviti yang selamat untuk pesakit.

Penjagaan jantung tiruan 
Jika pesakit mempunyai jantung tiruan AbioCor. pesakit akan perlu memastikan ia dikenakan cas dengan pengecas magnet itu. Apabila ia dikenakan cas, pesakit boleh melakukan aktiviti-aktiviti yang selesa. Jika pesakit mempunyai jantung tiruan CardioWest, ia akan disertakan dengan sumber kuasa luaran, juga dikenali sebagai pemacu. Pemacu adalah mudah alih, jadi pesakit akan dapat untuk berjalan-jalan dan melakukan aktiviti-aktiviti.

Pemakanan dan latihan
Walaupun pesakit pulih dari pembedahan jantung tiruan. ia adalah sangat penting untuk mendapatkan pemakanan yang baik. Berbincang dengan pasukan penjagaan kesihatan tentang pelan pemakanan yang betul untuk pemulihan. Pasukan penjagaan kesihatan mungkin mencadangkan program latihan yang diselia. Senaman boleh memberi badan pesakit kekuatan yang diperlukan untuk pulih. Ketika jantung pesakit tidak berfungsi dengan baik (sebelum pembedahan), otot badan pesakit lemah. Membina otot tersebut sekali lagi akan membolehkan pesakit untuk melakukan lebih banyak aktiviti dan berasa kurang letih.

Penjagaan berterusan
Pesakit akan menjalani pemeriksaan berterusan dengan pasukan penjagaan kesihatan anda. Pasukan ini harus memeriksa kemajuan pesakit dan pastikan jantung tiruan berfungsi dengan baik. Jika pesakit mempunyai jantung tiruan AbioCor. pasukan penjagaan kesihatan  boleh memeriksa dari jauh. Ini bermakna bahawa jika pesakit berfikir sesuatu yang tidak kena, pesakit boleh menyambung peranti ke komputer dengan akses internet. Komputer akan memindahkan data kepada pasukan penjagaan kesihatan supaya mereka dapat melihat bagaimana jantung tiruan pesakit berfungsi. Masalah-masalah tertentu mungkin memerlukan pesakit untuk berjumpa dengan doktor secara peribadi. Jantung tiruan Cardiowest tidak boleh diperiksa dari jarak jauh. Pasukan penjagaan kesihatan pesakit akan menjelaskan tanda-tanda amaran yang perlu diperhatikan. Jika tanda-tanda ini berlaku, atau jika mula berasa sakit, pesakit perlu berjumpa dengan doktor dengan segera.

Ubat-ubatan
Pesakit perlu mengambil ubat untuk mengelakkan pembekuan darah yang berbahaya selagi anda mempunyai jantung tiruan. Ujian darah akan menunjukkan sama ada ubat tersebut berkesan atau tidak. Pesakit juga perlu mengambil ubat untuk cuba menghalang jangkitan. Doktor  mungkin akan meminta pesakit untuk mengambil suhu setiap hari untuk memastikan pesakit tidak demam. Demam boleh menjadi amaran tanda jangkitan.

Risiko 
Penggunaan  jantung tiruan ini  akan mendatangkan beberapa risiko kepada pemakaiannya. Antaranya adalah pembekuan darah, pendarahan jangkitan dan kerosakan kegagalan jantung tiruan berfungsi. Disebabkan risiko ini, hanya terdapat segelintir golongan sahaja yang menggunakan jantung tiruan.
Disamping itu juga terdapat risiko kematian ketika pembedahan jantung tiruan ini sedang dijalankan. Terdapat risiko dimana badan pesakit bertindak balas dengan kurang baik kepada ubat(anastesia) yang digunakan untuk pesakit tidak sedar diri ketika pembedahan. Bagaimanapun, kebanyakkan pesakit menjalankan pembedahan dengan jayanya dan pulih seperti biasa.
Sekiranya seseorang pesakit itu layak untuk melakukan pembedahan untuk jantung tiruan, pesakit akan didedahkan dengan kesesuian dan manfaat dengan menggunakan jantung tiruan ini daripada pakar.
Sehingga sekarang para pakar masih menjalankan kajian untuk memperbaiki penggunaan jantung tiruan dan mengurangkan risiko kepada pemakainya.

Pembekuan darah
Apabila darah bertindak balas dengan sesuatu yang bukan sebahagian daripada tubuh peskit, seperti jantung tiruan, pembekuan darah cenderung untuk berlaku dengan banyaknya. Darah beku boleh menggangu pengaliran darah dan boleh menyekat saluran darah ke organ-organ penting dalam badan sekaligus menyebabkan kegagalan organ tersebut berfuungsi dengan elok. Darah beku boleh membawa kepada komplikasi yang lebih teruk seperti menyebabkan kematian. Untuk mengatasinya, pesakit disarankan untuk mengambil ubat anti-pembekuan darah selagi  pesakit menggunakan jantung tiruan dalam badan.

Pendarahan 
Pembedahan untuk mengimplankan jantung tiruan sangat kompleks. Pendarahan boleh berlaku semasa atau selepas pembedahan dijalankan. Ubat anti-pendarahan juga boleh menyebabkan risiko pendarahan kerana ubat anti-pendarahan akan menyebabkan darah pesakit menjadi nipis. Adalah sangat penting untuk mengambil ubat seperti yang disarankan pakar dan mengikut peraturannya.

Jangkitan
Salah satu daripada dua jantung tiruan yang sedia ada, CardioWest, dihubungkan kepada sumber kuasa pada bahagian luar badan melalui lubang abdomen pesakit. Lubang-lubang pada abdomen meningkatkan risiko bakteria memasuki kedalam dan menyebabkan jangkitan.

Dengan adanya tiub kekal yang melalui bahagian kulit, risiko jangkitan adalah lebih serius. Untuk mengatasi masalah jangkitan, pengambilan ubat adalah perlu.
Selain itu, pemeriksa kesihatan akan memberikan perhatian kepada pesakit sekiranya terdapat tanda-tanda jangkitan. Pesakit mungkin perlu memeriksa suhu badan beberapa kali dalam sehari secare berterusan.

Kegagalan jantung tiruan berfungsi
Jantung tiruan adalah satu alat yang sangat kompleks, oleh itu risiko kegagalan jantung tiruan berfungsi dengan baik akan terjadi dalam pelbagai cara. Antaranya adalah :
 Proses mengepam mungkin tidak betul
 Punca kuasa mungkin gagal
 Bahagian dalam jantung tiruan mungkin berhenti berfungsi dengan  baik
Bagaimanapun, ini tidak menunjukkan bahawa jantung tiruan adalah satu alat yang gagal. Sebaliknya, jantung tiruan ini diimplankan kepada pesakit sejak dari dulu lagi dan terbukti mampu berfungsi dengan baik.

Lihat juga
Mata bionik
Hemodialisis
Dialisis
Jantung
Otot rangka
Abdomen
Bioteknologi
Arteri
Daya tahan kardiovaskular

Rujukan
http://www.discoveriesinmedicine.com/Apg-Ban/Artificial-Heart.html
http://www.physics.org/article-questions.asp?id=74
http://www.nhlbi.nih.gov/health/health-topics/topics/tah/
http://inventors.about.com/library/inventors/blartificialheart.htm
http://www.sciencedaily.com/articles/a/artificial_heart.htm

Teknologi perubatan
WPPER