Adrian Kantrowitz, un pioniere a tutto tondo della cardiochirurgia

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Adrian Kantrowitz, un pioniere a tutto tondo della cardiochirurgia

Adrian Kantrowitz (4ottobre 1918 – 14novembre 2008)

Adrian Kantrowitz nacque a New York City il 4 ottobre 1918. Egli si diplomò alla “New York University” in matematica nel 1940. Successivamente frequentò il “Long Island College of Medicine” (ora SUNY Downstate Medical Center) e conseguì la laurea in Medicina nel 1943 come parte di uno sforzo per accelerare la disponibilità di medici durante la Seconda Guerra Mondiale.  Durante uno stage all’Ospedale Ebraico di Brooklyn, egli sviluppò  un interesse per la neurochirurgia, e nel 1944 pubblicò un articolo, “A Method of Holding Galea Hemostats in Craniotomies“, in cui ha propose un nuovo tipo di clamp da utilizzare nell’esecuzione della craniotomia durante la chirurgia cerebrale. Kantrowitz prestò servizio per due anni come chirurgo di battaglione negli “United States Army Medical Corps”.

dopo la carriera militare

Adrian Kantrowitz, sulla destra della foto, nel 1967 con altri due pionieri della cardiochirurgia, i Dr. Christiaan Barnard, a sinistra, e Dr. Michael E. DeBakey, al centro.

Kantrowitz fu congedato dall’esercito nel 1946 con il grado di maggiore. Dopo il servizio militare, fece domanda per la specializzazione in cardiochirurgia non essendo riuscito ad accedere alla borsa di studio in neurochirurgia. Nel 1947, entrò come specializzando in Chirurgia presso il Mount Sinai Hospital di Manhattan. Egli fece parte, prima come specializzando e poi come assistente chirurgo, dello staff del Montefiore Hospital nel Bronx dal 1948 al 1955. Alla New York Academy of Medicine, il 16 ottobre 1951, Kantrowitz proiettò i primi film al mondo presi all’interno di un cuore vivente, mostrando l’apertura sequenziale e la chiusura della valvola mitrale all’interno di un cuore pulsante.

la sperimentazione

Kantrowitz con il cane Ruff. Ruff fu nominato “cane da ricerca dell’anno” nel 1959 dalla “National Society for Medical Research.” L’animale sopravvisse per oltre 18 mesi con un cuore ‘ausiliario’ formato dal suo muscolo diaframmatico.

Usando cani e altri animali come soggetti sperimentali, Kantrowitz sviluppò un “cuore sinistro artificiale“, una prima versione di un generatore di ossigeno da utilizzare come componente in una macchina cuore-polmone e un trattamento per la malattia coronarica in cui i vasi sanguigni potevano essere rimodellati durante l’intervento chirurgico. Egli ha anche sviluppato un dispositivo che permetteva alle persone paralizzate di svuotare le vesciche attraverso un segnale inviato da un dispositivo radiocomandato. Dal 1955 al 1970, egli ricoprì diversi incarichi chirurgici presso il Maimonides Medical Center di Brooklyn. Nel febbraio del 1958, una macchina cuore-polmone sviluppata da Kantrowitz, fu utilizzata in un intervento a cuore aperto su un bambino di sei anni, mentre i chirurghi riparavano un dotto pervio congenito di 2,5 cm tra le camere cardiache del piccolo paziente. In una conferenza dell’ottobre 1959 all’American College of Surgeons, Kantrowitz e il collega Dr. William MP McKinnon riferirono di una procedura in cui una porzione di muscolo dal diaframma veniva usata per creare un cuore di “richiamo” allo scopo di aiutare a pompare sangue in un cane, prendendo in carico fino al 25% del carico di pompaggio del cuore naturale. Il cuore ausiliare (booster) funzionava ricevendo un segnale inviato da un trasmettitore radio attivato dall’impulso del cuore naturale. 

il pacemaker ed il dispositivo di assistenza ventricolare

Nei primi anni ’60 del novecento, Kantrowitz sviluppò un pacemaker artificiale impiantabile insieme a General Electric. Il primo di questi pacemaker è stato impiantato nel maggio 1961. Il dispositivo includeva un’unità di controllo esterna che poteva regolare la frequenza di stimolazione da 64 a 120 battiti al minuto per consentire al paziente di affrontare lo stress fisico o emotivo.

Durante gli anni ’60, collaborò con una squadra che includeva suo fratello, l’ingegnere Arthur Kantrowitz, sullo sviluppo di un dispositivo di assistenza ventricolare sinistro (LVAD). Basandosi sui suoi esperimenti con i cani, il 4 febbraio 1966 egli eseguì il secondo impianto cardiaco meccanico permanente al mondo in un essere umano, che ebbe successo, sebbene il paziente morì 24 ore dopo l’intervento a causa di una malattia epatica preesistente. Il suo secondo impianto di un cuore meccanico parziale su una donna di 63 anni, il 18 maggio 1966, durò 13 giorni, fino alla morte del paziente per un ictus.

il trapianto cardiaco

Il team di Kantrowitz aveva trapiantato in questa occasione il cuore di un bambino affetto da anencefalia deceduto due giorni dopo la nascita in un bambino di due settimane affetto da atresia della tricuspide. Il trapiantato morì 7 ore dopo l’intervento.

In quella che si rivelò essere una gara a quattro per il primo trapianto cardiaco sull’umano, tra il chirurgo cardiaco sudafricano Dr. Christiaan Barnard (1922-2001) e gli americani Norman Shumway (1923-2006) e Richard Lower (15agosto 1929 – 17maggio 2008), Kantrowitz si preparò per un potenziale trapianto di cuore umano trapiantando cuori in 411 cani per un periodo di cinque anni insieme a membri della sua squadra chirurgica. Il 29 giugno 1966, quando Kantrowitz aveva completato le necessarie ricerche tecniche, uno dei suoi pazienti era un bambino di 18 giorni che aveva davvero bisogno di un nuovo cuore. Lui e la sua squadra avevano localizzato un bambino anencefalico i cui genitori avevano accettato di farlo diventare donatore. A causa di disaccordi con i capo staff Howard Joos e Harry Weiss, Kantrowitz fu costretto ad aspettare fino alla morte cardiaca (invece del più moderno uso della morte cerebrale) per recuperare il cuore del donatore, con risultati disastrosi.

una vera e propria corsa la primo trapianto cardiaco

Secondo il libro “Every Second Counts: The Race to Transplant the First Human Heart (2006)”, Kantrowitz non sapeva che i genitori del piccolo donatore si aspettavano entrambi che il cuore del loro figlio fosse prelevato prima che smettesse di battere (i bambini anencefalici tipicamente vivere da 24 a 48 ore).

Barnard eseguì il primo trapianto di cuore da uomo a uomo con un donatore adulto e ricevente il 3dicembre 1967 all’ospedale Groote Schuur di Città del Capo, in Sudafrica. In tutto il mondo,  dopo il trapianto di Barnard del 1967, nel 1968 ci furono più di 100 trapianti eseguiti da vari chirurghi; Tuttavia, solo un terzo di questi pazienti sopravvisse per più di tre mesi.

il primo trapianto cardiaco pediatrico

Il 6 dicembre 1967, al Maimonides Medical Center, la squadra di Kantrowitz, tra cui Bjørnstad PG, Lindberg HL, Smevik B, Rian R, Sørland SJ e Tjønneland S, eseguì il primo tentativo di trapianto di cuore pediatrico al mondo, nonché il primo intervento umano trapianto di cuore umano negli Stati Uniti. Il donatore era David McIntire Bashaw che era un bambino anencefalico con un cervello che era “grossolanamente malformato”. Tuttavia, questo bambino poteva muovere le sue estremità e aveva un debole grido. Secondo il libro “Every Second Counts“, le temperature corporee del neonato e del bambino ricevente furono raffreddate da 98,6 a 59 ° F, prima che il cuore del bambino smettesse di battere.

il piccolo scudero

Il bambino ricevente, Jamie Scudero di 19 giorni,  aveva le condizioni cardiache di atresia della tricuspide e l’anomalia di Ebstein.  Alle 15:45, iniziò la procedura di raffreddamento. Alle 4:25 del mattino il dottor Jordan Haller espiantò il cuore del piccolo Bashaw. In 40 minuti, lui e Kantrowitz lo impiantarono nel petto di Scudero. Kantrowitz si affidava esclusivamente all’ipotermia per Scudero, il che significava che l’intera operazione doveva essere completata in meno di un’ora. Il team scaldò Scudero a 79 ° F, e a quel punto  somministrò una scossa elettrica al cuore che iniziò a battere. Scudero sopravvisse per poco più di sei ore, e poi il suo nuovo cuore smise di battere.  In una conferenza stampa, Kantrowitz affermò di non considerare l’operazione un successo. Alex Faltine era il capo tecnico ed era responsabile per il riscaldamento di Scudero. Durante la procedura, un connettore tra due tubi dell’acqua calda si era allentato. Faltine lo mantenne fermo con le mani inguantate e non disse nulla per rallentare l’operazione. In seguito, Haller fu sorpreso ed ammirato di vedere le sue mani piene di vesciche.

il contropulsatore aortico

il principio del contropulsatore aortico.

La pompa a palloncino intra-aortica (IAPB, chiamata in italiano il contropulsatore aortico) è stata inventata da Adrian Kantrowitz, che lavora in collaborazione con suo fratello Arthur Kantrowitz. Inserito attraverso la coscia del paziente, veniva nell’aorta, e successivamente espanso e contratto allo scopo di ridurre lo sforzo sul cuore. Basato sulla teoria di Kantrowitz della “contropulsazione”, il dispositivo insufflava il pallone con elio quando il cuore si rilasciava e lo sgonfiava quando il cuore pompava il sangue. La pompa veniva inserita in anestesia locale al capezzale del paziente. Il dispositivo fu usato per la prima volta nell’agosto del 1967 per salvare la vita di una donna di 45 anni che stava avendo un infarto. Il dispositivo era utilizzato nel 15% dei pazienti colpiti da infarto che andavano incontro a shock grave, l’80% dei quali poteva essere aiutato dai protocolli esistenti prima della tecnica della contropulsazione.

riferimenti:

 

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