심장병은 특히 미국과 서유럽에서 전 세계의 주요 사망 원인 중 하나이다. 의학은 심박조율기(비정상적인 심장 박동을 교정), 스텐트(혈액이 흐를 수 있도록 막힌 동맥을 유지), 우회 수술(다른 혈관으로부터 건강한 혈관을 이식하는)과 같은 일반적인 심장 문제에 대한 몇 가지 독창적인 해결책을 제시했다. 심장의 막힌 동맥 주위로 혈액을 리디렉션하는 신체의 일부). 이러한 절차는 수백만 명의 생명을 구하고 연장했다.

이제 심장 환자를 위한 또 다른 해결책이 있다. 이 해결책은 단지 부정맥이나 단일 동맥을 고치는 것 이상이며, 전체 인공 심장이다.

"어떻게 작동할까?"와 같은 질문으로 가득 차 있는 경우 몸이 그렇게 큰 이물질을 거부하지 않을까? 계속 실행되는 이유는 무엇일까? — 당신 만이 아니다.

인공 심장은 프랑스 회사인 Carmat에서 제조하며 말기 양심실 심부전 환자를 위해 설계되었다. 이때는 심장의 두심실(심장 바닥 근처에 있는 방)이 폐와 신체의 나머지 부분 사이에서 혈액을 끌어당기고 밀어내는 기능을 수행하기에는 너무 약하다.

실제 심장과 마찬가지로 인공 심장에는 두 개의 심실이 있다. 하나는 유압 유체용이고 다른 하나는 혈액 용이며 멤브레인은 둘을 분리한다. 막의 피를 향하는 면은 소의 심장 조직으로 만들어져 있다. 전동 펌프는 유압 유체를 심실 안팎으로 움직이고, 그 유체는 막을 움직여 혈액이 흐르도록 한다. 4개의 "생물학적"판막이 있으며, 소 심장 조직으로도 만들어지기 때문에 호출된다.

내장된 전자장치, 마이크로 프로세서 및 센서는 환자의 활동에 대한 반응을 자동으로 조절한다. 예를 들어 운동을 하면 실제 심장처럼 혈류가 증가한다. 이것이 바로 Carmat의 제품과 미국 회사 SynCardia가 만든 인공 심장의 차이점이다. 이 장치는 고정 속도 장치이다. 즉, 심장에 대한 박동률이 설정되면 환자 활동에 관계없이 분당 박동이 동일하게 유지된다.

Carmat의 기기 무게는 900그램 또는 2파운드 미만이다. 이것은 평균 인간 심장 무게의 약 3배이다. 외부에서 환자는 액추에이터 용액, 컨트롤러 및 리튬 이온 배터리가 담긴 작은 가방을 휴대한다.

"거의 30년 전에 탄생한 이 심장의 배후 아이디어는 심장 이식을 대체할 장치를 만드는 것이었다. 인간의 심장처럼 생리적으로 작동하는 장치, 맥박이 뛰고 자가 조절되며 혈액과 호환되는 장치"라고 Carmat CEO인 스테판 피아트는 말했다.

그러나 현재 Carmat의 제품은 영구적인 해결책이 아니다. 환자가 기증자의 심장을 기다리는 동안 임시 대체품으로 승인되었으며 약 5년 동안 지속될 것으로 예상된다. 2020년 11월, Carmat은 한 명의 환자가 이식된 심장으로 2년 동안 살아왔다고 보고했다.

과학자들은 오랫동안 합성 물질을 사용하여 인간 장기의 작동 버전을 재현하기 위해 노력해 왔다. 가장 절실히 필요한 기관 중 하나는 신장이며 재생하기 가장 어려운 기관 중 하나이기도 하다. 그에 비해 아마도 놀랍게도 심장은 덜 복잡한 기관 중 하나이다. 수십만 개의 복잡한 구조의 신장 네프론도 없고 췌장의 복잡한 인슐린 모니터링 기능도 없다. 우리 몸을 통해 피를 밀어내는 것은 정말 작은 펌프일 뿐이다.

2020년 말 CE 마킹(유럽에서 판매되는 제품의 건강 및 안전 기준 준수를 나타내는 일종의 스탬프)을 받은 후 Carmat의 인공 심장은 올해 2분기 독일과 프랑스에서 상용화 될 예정이다. 이 회사는 또한 올해 미국에서 조기 타당성 조사를 시작하기 위해 미국 식품의 약국의 승인을 받았다.

이미지 출처: Carmat