補助人工心臓
VADの使用形態は、その使用目的に応じて以下のように分類される。
逆に体外設置型の利点として、植込みのための部品が不要であり、耐久性の保障もより短期でよいため、低コストで機器の作製が可能な点がある。またもう一つの利点として、植込型VADと異なりポンプポケットを作成する必要がないため、小柄な体格の患者にも使用可能である。また血液ポンプに故障や血栓形成が生じた場合に体外部品の交換だけで対処が可能であることも、トラブル発生時の利点として挙げられる。
そして1990年代に在宅治療可能な第1世代拍動流植込型VADが臨床導入され、重症心不全に対して標準的に用いられるようになった。
心移植代替治療としての永久使用(DT: destination therapy)の適応に関しては、2002年に第1世代植込型VADのHeartMate VEが、2010年に第2世代植込型VADのHeartMate IIがアメリカ食品医薬品局(FDA)により永久使用の適応として承認された(ただし長期耐久性に限界がある点を考慮し、高齢や悪性腫瘍の合併など心移植適応とされない症例が適応とされている)。その後植込型VADの欠点を改善すべく開発が進められ、第2世代植込型VADは接触軸受で定常流ポンプの回転羽根車を支えるのに対し、新たに開発された第3世代植込型VADは磁気浮上や動圧浮上といった非接触軸受の機構を持つようになった。第3世代植込型VADの非接触軸受は接触軸受と比べて、軸受部の熱の発生による血栓形成や摩耗を軽減することによって、耐久性に優れる特徴を持つ。
今後の開発の課題として、短期使用VAD・小児用VAD・遠心ポンプ植込型VADの小型化が挙げられる。米国では救命目的の1週間から1ヶ月程度の短期補助(後述のBTD: bridge to decision)に使用可能なデバイスとして、体外設置型第3世代遠心ポンプCentriMagや経皮的VADであるImpella、TandemHeartが普及してきており、特にImpellaとTandemHeartは血管内治療の手技を用いた経皮的VADとして循環器内科や救急領域に広がっており、日本では2017年よりImpellaの臨床使用が開始された。日本でも、国産の遠心ポンプ型植込型VAD(DuraHeart、EVAHEART)の小型モデル化に向けた開発が進んでいる。
人工心臓開発の歴史は、1935年にチャールズ・リンドバーグとアレクシス・カレルにより試作され後の人工心臓の原型となった、世界初の完全置換型人工心臓(TAH)である「カレル・リンドバーグポンプ」に始まる。その後1957〜1958年にかけてクリーブランド・クリニック(英語版)にて阿久津哲造とウィレム・コルフ(英語版)により完全置換型人工心臓の初の動物実験が行われ、イヌに対して植込み実験を行い約1.5時間の生存に成功した。1960年代から人工心臓開発が米国の国家プロジェクトとして、マイケル・ドベイキー(英語版)およびプロジェクトの作成に携わった能勢之彦らにより開始され、同じく1960年代より始まった心移植の代替治療となることを目指して研究が進められた。しかし長期耐久性や血栓形成などの問題で当時の完全置換型人工心臓には限界があり、人工心臓開発の目標は完全置換型から、並行して開発が進められていた補助人工心臓へ移っていくこととなった。