दिल की विफलता हर साल अमेरिका और यूरोप में 10 मिलियन से अधिक लोगों को प्रभावित करती है और रोगियों के लिए दृष्टिकोण अक्सर धूमिल होता है। दवा केवल इतने लंबे समय तक स्थिति को नियंत्रित कर सकती है और अधिकांश रोगियों को पूर्ण हृदय प्रत्यारोपण की आवश्यकता होती है। यदि आपका दिल धीरे-धीरे विफल हो रहा है, तो यह डरावना नहीं है, हर साल उपलब्ध होने वाले दाता दिलों की संख्या एक की प्रतीक्षा करने वाले लोगों की संख्या की तुलना में कम है। कुछ रोगियों के लिए, उनके आकार या रक्त के प्रकार का मतलब है कि दाता के दिल को खोजने की संभावना लगभग शून्य है।
1950 के दशक से कृत्रिम दिलों को डिजाइन करने का प्रयास किया गया है, जिसमें बहुत कम सफलता मिली है। वर्षों से कृत्रिम दिलों के कई परीक्षणों में यह देखना शामिल है कि कितने दिन – और अक्सर दिन होते हैं – कुछ गरीब जानवर अपने प्राकृतिक दिल के बजाय स्थापित एक के साथ जीवित रह सकते हैं।
कृत्रिम पंपों और वाल्वों की जटिल प्रणाली – जिसे दिन में 100,000 से अधिक बार और साल में लाखों बार धड़कने की आवश्यकता होती है – खराब हो जाती है, जिसका अर्थ है कि यांत्रिक हृदय रोगग्रस्त दिलों की तुलना में अधिक तेज़ी से विफल होना शुरू कर सकते हैं।
कुछ कृत्रिम दिल जिन्हें मानव उपयोग के लिए अनुमोदित किया गया है, वर्तमान में केवल एक अंतिम उपाय के रूप में उपयोग किया जाता है, एक वास्तविक प्रत्यारोपण से पहले रोगी के समय को खरीदने के लिए। मरीजों को हर समय बोझिल पावर बॉक्स पहनना पड़ता है, और उनकी छाती के अंदर और बाहर वायरिंग चलती है, जिससे संक्रमण होता है।
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लेकिन एक पूरी तरह से नया डिज़ाइन, जिसे BiVACOR के नाम से जाना जाता है, कृत्रिम दिलों के उपयोग में क्रांति ला सकता है और जिस तरह से दिल की विफलता का इलाज किया जाता है। एक वास्तविक हृदय पंप करने के तरीके को दोहराने की कोशिश करने के बजाय, डिवाइस फेफड़ों और शरीर में रक्त को चलाने के लिए एकल कताई डिस्क का उपयोग करता है। मैग्नेट के बीच उच्च तकनीक वाले रोटरी पंप के साथ, वस्तुतः शून्य यांत्रिक पहनावा है। अन्य चलती भागों की कमी का मतलब है कि दिल के बाकी हिस्सों को अल्ट्रा-मजबूत टाइटेनियम से बनाया जा सकता है।
साथ ही इसकी अत्याधुनिक लेविटेटिंग डिस्क तकनीक, BiVACOR हृदय रोगी की शारीरिक मांगों के लिए अपने उत्पादन को अनुकूलित कर सकता है (इसलिए यह व्यायाम के दौरान तेजी से पंप करेगा) और इसे एक बच्चे में फिट करने के लिए पर्याप्त छोटा बनाया जा सकता है . यह भी आशा की जाती है कि डिवाइस को एक दिन वायरलेस चार्जिंग तकनीक के साथ जोड़ा जा सकता है, जिसका अर्थ है कि बैटरी को बाहरी रूप से ले जाने के बजाय रोगी में भी लगाया जा सकता है।
BiVACOR डॉ डेनियल टिम्स के दिमाग की उपज है, जिन्होंने 2001 में अपने पिता गैरी, एक प्लंबर को दिल का दौरा पड़ने पर कृत्रिम दिल विकसित करना शुरू कर दिया था। जब हृदय प्रत्यारोपण की कमी की समस्या उनके लिए स्पष्ट हो गई, तो टिम्स – उस समय भी एक छात्र – 3डी प्रिंटिंग और प्लंबिंग उपकरण का उपयोग करके एक प्रोटोटाइप पर काम करना शुरू किया।
“हमारे पास जानवरों के अध्ययन जैसे कुछ भी करने के लिए पैसे नहीं थे, यह बहुत महंगा था। इसलिए मैंने और मेरे पिताजी ने एक सर्कुलेशन सिस्टम बनाया, जिसने मानव शरीर की नकल की, ”टिम्स कहते हैं, जो अब BiVACOR इंक के मुख्य कार्यकारी और कार्डियक ट्रांसप्लांट तकनीक के विशेषज्ञ हैं।
“हम बस ऑस्ट्रेलिया में हमारे बड़े हार्डवेयर स्टोर बनिंग्स में जाएंगे, और यह देखने के लिए एक परिसंचरण लूप का निर्माण करेंगे कि यह हमारे द्वारा बनाए गए कृत्रिम शरीर के विभिन्न क्षेत्रों में अच्छा प्रवाह और दबाव प्रदान कर रहा है या नहीं। फिर हमने वहां से उपकरणों को परिष्कृत किया। ”
2001 में वापस, कताई डिस्क तकनीक अपनी प्रारंभिक अवस्था में थी, लेकिन इसका उपयोग प्रत्यारोपण में किया जा रहा था जो हृदय के क्षतिग्रस्त क्षेत्रों में रक्त के प्रवाह में मदद करता है। टिम्स का विचार उस तकनीक को लेना था और इसका उपयोग पूरे दिल को खरोंच से डिजाइन करने के लिए करना था।
“प्रभावी रूप से सभी ने पूर्ण कृत्रिम हृदय बनाना छोड़ दिया था,” वे कहते हैं। “इसके बजाय वे इन छोटे उपकरणों को बना रहे थे जिन्हें केवल बाईं ओर रखा जा सकता था, और कताई डिस्क तकनीक का उपयोग करना शुरू कर रहे थे। मेरा दृष्टिकोण था: ठीक है, आप इसे कुल प्रतिस्थापन हृदय पर क्यों नहीं लागू करते हैं?”
पहला कृत्रिम हृदय प्रत्यारोपण 1969 में ह्यूस्टन में टेक्सास हार्ट इंस्टीट्यूट में किया गया था। जब रोगी बिना दिल के 64 घंटे तक जीवित रहा, तो इसे एक सफलता के रूप में देखा गया; उम्मीदें अधिक थीं कि आने वाले दशकों में कृत्रिम हृदय प्रत्यारोपण आम हो जाएगा। लेकिन यह यूं ही नहीं हुआ है। आधी सदी के बाद, हृदय चिकित्सक हर साल हृदय गति रुकने के अधिक रोगियों को देख रहे हैं, लेकिन अभी भी एक ऐसे उपकरण की प्रतीक्षा कर रहे हैं जो हमारे सीने में लगातार धड़कने वाले अंग का काम मज़बूती से कर सके।
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BiVACOR ने एक बार फिर उम्मीद जगाई है कि कृत्रिम दिल दाता दिलों की भयावह और अक्सर व्यर्थ खोज को समाप्त कर सकते हैं। नए डिजाइन ने न केवल वित्त पोषण में लाखों डॉलर जुटाए हैं, बल्कि टेक्सास हार्ट इंस्टीट्यूट से भी समर्थन प्राप्त किया है, जो अत्याधुनिक कार्डियक हेल्थकेयर में दुनिया का नेतृत्व करता है।
टिम्स कहते हैं, डिजाइन का महान वादा यकीनन यह है कि यह वास्तविक मानव हृदय की तरह नहीं है। “यह हवा से भारी उड़ान जैसा है। प्रकृति माँ ने पक्षियों को हड्डियों और कण्डरा और मांसपेशियों के साथ पंख फड़फड़ाए। जब हमने उड़ान के शुरुआती दिनों में ऐसा करने की कोशिश की तो यह वास्तव में बहुत अच्छा काम नहीं कर पाया। यह तब तक नहीं था जब तक हमने पक्षियों और विकसित प्रोपेलर और इंजनों का अनुकरण करने की कोशिश करना बंद नहीं कर दिया था कि हम जमीन से उतर गए। ”
2019 के बाद से, BiVACOR NASA के साथ काम कर रहा है, उन स्थितियों के लिए अल्ट्रा-विश्वसनीय हार्डवेयर के निर्माण में अपनी विशेषज्ञता का उपयोग कर रहा है जहां विफलता का मतलब निश्चित मृत्यु है। डिवाइस का परीक्षण एक गाय में किया गया है, जो कथित तौर पर न केवल जीवित रही, बल्कि ट्रेडमिल पर और साथ ही अन्य जानवरों पर भी चलने में सक्षम थी। और पिछले साल, दशकों के विकास के बाद, डॉक्टरों ने मानव परीक्षणों की दिशा में पहले कदम के रूप में, हृदय प्रत्यारोपण ऑपरेशन के दौर से गुजर रहे मानव रोगियों में अस्थायी रूप से BiVACOR उपकरणों को फिट किया। मरीजों के शारीरिक आयामों के अनुरूप कस्टम-निर्मित उपकरण, यह देखने के लिए फिट किए गए थे कि क्या वे काम करेंगे, इससे पहले कि वास्तविक दाता दिल प्रत्यारोपित किए गए।
कंपनी अब अपने पहले उचित मानव परीक्षणों की दिशा में काम कर रही है। योजना उन रोगियों में उपकरणों को प्रत्यारोपित करने की है जो तीन महीने के लिए उपयुक्त हृदय दाता नहीं ढूंढ सकते हैं, और निगरानी करते हैं कि वे कैसा प्रदर्शन करते हैं। लंबे समय तक, यह आशा की जाती है कि BiVACOR दिल रोगियों के दिल के कुल कार्य को बदल सकता है और उन लाखों लोगों को आशा प्रदान कर सकता है जो हृदय प्रत्यारोपण के लिए प्रतीक्षा कर रहे हैं या अनुपयुक्त हैं। सफल होने पर, यह बायोमेडिकल इंजीनियरिंग की बड़ी चुनौतियों में से एक को समाप्त कर देगा।
टिम्स कहते हैं, “मेरा कोई झुकाव नहीं था कि यह अब जो हो गया है, उसमें बदल जाएगा, बिल्कुल भी नहीं।” “यह सिर्फ एक पागल विचार था कि मुझे लगा कि किसी और के पास पहले से ही होना चाहिए, या वह क्षेत्र को आगे बढ़ा सकता है और फिर कोई इसे वहां से ले जाएगा।”