48 godzin bez płuc. I tak przeżył

Lekarze stanęli przed wyborem bez wyjścia: pacjent wymagał natychmiastowego przeszczepu, ale sepsa i niewydolność wielonarządowa wykluczały operację. Jednocześnie to właśnie płuca były źródłem zakażenia i wstrząsu septycznego. Zespół kierowany przez chirurga Ankita Bharata usunął oba płuca, a następnie podłączył chorego do autorskiego układu, który tymczasowo zastąpił cały układ oddechowy.

Pacjent trafił do szpitala z grypą typu B powikłaną ciężkim zakażeniem pałeczką ropy błękitnej, opornym nawet na karbapenemy, czyli antybiotykowe leki ostatniej szansy. Rozwinął się ostry zespół niewydolności oddechowej (ARDS) i martwicze uszkodzenie płuc – tkanka dosłownie się rozpadała. Serce zatrzymało się tuż po przyjęciu, nerki przestawały pracować. Według opisu naukowców to etap, na którym chorzy zwykle umierają bez transplantacji. Tym razem było jednak inaczej.

Klasyczne pozaustrojowe natlenianie membranowe (ECMO) nie rozwiązuje problemu po całkowitym usunięciu płuc. O ile tego typu systemy mogą podtrzymywać pacjenta przy życiu nawet przez rok, tak system nie jest wydolny, gdy płuca. Pusta jama klatki piersiowej sprzyja krwotokom, a do tego serce traci podparcie i może się zapadać. Do tego prawa komora nie ma gdzie pompować krwi.

Dlatego inżynierowie i chirurdzy stworzyli system całkowicie sztucznego płuca (flow-adaptive extracorporeal total artificial lung, TAL), który odtwarza fizykę brakujących narządów. Rdzeniem TAL były pompa i oksygenator jak z systemów natleniania membranowego, ale zostały uzupełnione o cztery elementy.

Kluczowa była kaniula dwuświatłowa umieszczona w żyle szyjnej, odciążająca prawą komorę. Wprowadzono też przetokę adaptacyjną między prawą tętnicą płucną a prawym przedsionkiem, która samoczynnie regulowała przepływ w zakresie 1,1–6,3 l/min i chroniła serce przed skokami ciśnienia.

Aby utrzymać sprawność lewej strony serca, zastosowano urządzenie nazwane dual left atrial return. "Podwójny powrót do lewego przedsionka", jak można to przetłumaczyć, był możliwy dzięki dwóm przeszczepom 10 mm, którymi natlenowana krew wracała prosto do jam serca, podtrzymując tzw. mechanizm Franka-Starlinga i w ten sposób zapobiegając zakrzepom. Chirurdzy odbudowali też osierdzie z użyciem osierdzia bydlęcego i wypełnili pustą przestrzeń ekspanderami oraz gąbkami, by ustabilizować serce.

Efekt był natychmiastowy. W ciągu godzin ustępował wstrząs septyczny, poziom mleczanów spadł z 8,2 mmol/l do wartości poniżej 1,0 mmol/l w dobę, a leki podnoszące ciśnienie odstawiono po 12 godzinach. Po 48 godzinach pojawiły się płuca do przeszczepu – pacjent był już ustabilizowany i przeszedł operację z powodzeniem.

Badanie usuniętych płuc ujawniło krajobraz całkowitej destrukcji: brak komórek macierzystych zdolnych do regeneracji, dominację atypowych komórek bazaloidnych sugerujących nowotwór i jednolite bliznowacenie. Autorzy wskazują, że w takich przypadkach trudno odzyskać funkcje życiowe. Według publikacji, dwa lata po zabiegu pacjent żyje samodzielnie i ma bardzo dobrą wydolność oddechową.