Maskiner för hjärta och lungor

Hur människan egentligen fungerar var länge en gåta. Hjärtat ansågs vara platsen för själen. Redan för 2500 år sedan användes symboliska bilder av hjärtat. Den vetenskapliga revolutionen i Europa på 1600-talet öppnade för att närmare undersöka hur kroppen fungerade. Här är en snabbexposé över framsteg inom medicin när det gäller hjärtat.

Ett partytrick i finare sammanhang på 1700-talet var att låta en grupp personer hålla i en ledning. Alla hoppade sedan till samtidigt när de fick en elektrisk stöt genom ledningen. Elektriciteten var ännu något som mest användes för att underhålla folk eller för vetenskapliga experiment. Vetenskapsmän provade elektricitet på alla möjliga vis. Ett känt experiment är de grodlår som sprattlade till när vetenskapsmannen Luigi Galvani gav dem en elektrisk stöt i sitt laboratorium. Året var 1780 och han hade kommit något viktigt på spåren.

Våra celler får sitt syre från blodet och använder det i sina ”kraftverk” för att generera energi. Utan syre kan vi inte leva. Att andningen och tillgången till luft var livsviktig har människan känt till länge. Men på vilket sätt den var det tog det tid att upptäcka. Syrefattigt blod som kommer till hjärtat är mörkt till färgen. I undervisning på 1830-talet kunde en demonstration gå ut på att visa en flaska med mörkt blod. När flaskan skakades om så att syre kom in i vätskan, blev innehållet rött. Hjärta och lungor samspelar för att fylla på blodet med nytt syre och sända ut till alla celler i kroppen.

Så eftersom hjärtat är en muskel, går den alltså att stimulera med elektricitet! De naturliga elektriska signalerna som styr hjärtat att dra ihop sig omkring 60 gånger per minut kommer dels från nervknutor i hjärtat, dels från hjärnan. Det händer dock att kroppens eget system inte fungerar som det ska. De första apparaterna för att styra hjärtat utifrån utvecklades omkring 1930 och gick på ström från vägguttag. En lång nål som var isolerad fram till spetsen stacks in i hjärtat och en elektrod fästes utanpå bröstkorgen. Naturligtvis var själva strömmen till hjärtat svagare än vägguttagets, men patienten var alltså bunden till en plats. Att pacemakern var en klumpig sak berodde på den teknikens teknik; den var utanför kroppen och förbrukade mycket ström. Det kunde vara bra med en lösning där patienten kunde leva som vanligt.

Den historiska kopplingen mellan hjärt-lungmaskinen och pacemakern.

Vi gör ett mellanspel i en teknik som hänger ihop med pacemakerns utveckling: Om hjärtat stannar, upphör transporten av syre till kroppens celler. Operationer kring hjärtat var mycket riskfyllda, det hände att patienter dog på operationsbordet. En sådan händelse i USA 1930 fick kirurgen John H Gibbon att fundera på en lösning för att hålla igång blodcirkulationen vid operationer i lungor och hjärta. Det gäller alltså att pumpa runt blodet i kroppen och tillsätta syre. Den första versionen av en maskin för detta var klar i slutet av 1930-talet. Clarence Crafoord, svensk pionjär inom hjärtkirurgi träffade Gibbon i USA 1939 och inspirerades av dennes lösning. Hans medarbetare i Sverige Viking Olof Björk och Åke Senning konstruerade Sveriges första hjärt-lungmaskin. Crafoord och Senning genomförde sedan världens andra lyckade operation med hjärt-lungmaskin 1954. Hjärt-lungmaskiner tar över flera funktioner, som att rena blodet från koldioxid och tillsätta syre. De har också övervakningsfunktion över blodvärden. Livsviktigt vid hjärtoperationer!

Åter till elektrisk stimulans av hjärtat: Den första pacemakern som gick att opera in i kroppen utvecklades av den svenske läkaren Rune Elmqvist. Den hjärtsjuke Arne Larsson fick en sådan inopererad av kirurgen Åke Senning 1958. Att den blivit så liten, berodde på att nu i slutet av 1950-talet började transistortekniken användas inom många områden. Det var radioapparater, datorer och allehanda elektronik som fick helt nya förutsättningar med de ärtstora, strömsnåla transistorerna. Kopplingen med batteri och transistorer som Elmqvist hade gjutit in i en plastkloss fungerade några timmar, sedan var de tvungna att byta den. Med tiden blev apparaterna säkrare och strömsnålare. Arne Larsson hade haft fler än 20 pacemakers när han avled vid 86 års ålder 2001. Pacemakers har sedan dess utvecklats så att de har inbyggda datorer, de mäter nervsignaler och ger stöd för hjärtat när det behövs. De loggar också vad som händer och patienten kan läsa av data för att läkaren ska kunna följa upp på distans!

Magdalena som är intendent vid museet berättar mer om pacemakern på museets Youtubekanal.

Vi avslutar detta inlägg med lite kuriosa: Egentligen visste Luigi Galvani först inte alls vad det var han åstadkommit. Det han antog var att det var musklerna som orsakade elektriciteten, att det fanns en ”animalisk elektricitet” som inte var samma sorts elektricitet som vid naturens åskväder. En annan vetenskapsman, Alessandro Volta, visade 1792 att det var metallerna själva som skapade elektriciteten i kontakt med det fuktiga materialet. Han lade ihop en bunt metallplattor med tygbitar som var dränkta i saltvatten och vips hade han uppfunnit det elektriska batteriet… Det är så vetenskapen gör framsteg. En teori ifrågasätts och prövas. Ofta uppstår en ny teori som i sin tur kan bli ifrågasatt.