Een hart van plastic voor mens van morgen In Engeland: GOEDKOPE KERNENERGIE Hersenen leven 24 uur in reageerbuis perspectief ONHOORBAAR INFORMATIE TRANSPORT Pneumatisch Engeland, dat meer Grenzen DE ontdekkingen van nieu we soorten plastics en nieuwe mogelijkheden in de geneeskunde hebben een verbijsterende ontwikke ling op het gebied van kunst matige ledematen en organen ingeluid. De mens van morgen zal niet alleen kunnen beschik ken over kunstmatige armen en benen, maar ook over plas tic ooglenzen, kunstmatige nie ren en zelfs een kunstmatig hart. Over enkele jaren zullen de grote en kostbare hart-long- machines, die thans dagelijks in ziekenhuizen over de hele wereld dienst doen bij hart operaties, een kleine vervan ger van het hart naast zich krijgen: een plastic pompje dat in het menselijk lichaam kan worden ingeplant en dat de pa tiënt in staat zal stellen vrij en zonder voortdurende controle door het leven te gaan. In verschillende laboratoria in Europa, de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie werken hartspecialisten thans aan de ontwikkeling van zo'n kunstmatige „hartmotor". Een van hen is professor Kolff, uitvinder van de „kunstmatige nier" en di recteur van de afdeling kunstmati ge organen van het Cleveland Me tropolitan General Hospital in Ohio. Een andere vooraanstaande specia list op dit gebied is professor E. S. Bücherl, geneesheer-directeur van het stadsziekenhuis in Berlijn-Neu- kölln. O Een kunstmatig hart van plastic (Foto uit „World Health", tijdschrift v.d. Wereld Gezondheids Organisatie) atoomcentrales heeft ge bouwd dan welk ander land, heeft een ontwerp uitgekozen voor een „tweede generatie" van kerncentrales, waarvan de geproduceerde energie goedko per zal zijn dan die van fossiele brandstoffen. Tegen het eind van dit jaar zal Engeland be schikken over 19 kernreactors, die samen meer dan 60 procent van de wereldproduktie van nucleaire energie zullen leve ren. Het ontwerp voor de tweede kern- centrale-generatie, dat een waarde van meer dan een miljard dollar vertegenwoordigt, was het onder werp van een felle wedijver tussen Engelse en Amerikaanse fabrikan ten van kernreactors. In totaal wer den zeven ontwerpen beoordeeld. Vier er van waren Engelse versies van de Amerikaanse watergekoelde reactor en drie ontwerpen waren verbeterde uitvoeringen van 'n gra- fiet-gas-reactor, die door de Engel se regering al eerder was uitgeko zen voor het eerste kernenergie programma. Het winnende ontwerp was een centrale met twee gasgekoelde reac tors van de Engelse Atomic Power Constructions Limited. Verwacht wordt dat dit ontwerp electriciteit zal produceren voor een prijs van 1,8 cent per kilowatt/uur, iets min der dan de prijs waarbij kernener gie concurreren kan met conventio nele energie. De nieuwe reactors zullen in tal van opzichten verschillen van de oorspronkelijke gasgekoelde reac tors. Inplaats van natuurlijk ura nium zal de splijtstof bestaan uit uranium, verrijkt met het uranium- isotoop U-235. Van dit verrijkte ura nium worden korrels gemaakt die in houders van roestvrij staal wor den ondergebracht. De stoom, die door deze reactors wordt geproduceerd, zal veel heter zijn en een hogere druk hebben dan die in moderne stoomketels. De kerncentrale zal een nuttig effect hebben van 40 procent, hetgeen door geen enkel thans bestaand kracht station wordt geëvenaard. Verwacht wordt dat de kerncentrale, die in het zuidoosten van Engeland nabij Dungeness wordt gebouwd, om streeks 1970 zal gaan werken. De twee gasgekoelde reactors zullen dan samen een vermogen van 1200 Megawatt produceren. (Scientific American) Q Bij een hartoperatie kan de patiënt in leven worden gehouden met be hulp van de kostbare en gecompliceerde hart-longmachine. Over enkele jaren zal het mogelijk zijn een beschadigd hart te vervangen door een kunstmatig hart van plastic. (Foto uit „World Health", tijdschrift v. d. Wereld Gezondheids Organisatie) Het werk van Kolff en Bücherl is opwindender dan een sciencefic tion verhaal. Aanvankelijk zochten zij het in de richting van een kunst- hart, dat was uitgerust met een klei ne elektromotor voor het verrichten van de nodige pomparbeid. Maar beiden zijn hiervan teruggekomen. Er bestaat heden ten dage nog geen kleine elektromotor met voldoende vermogen, die voor 100 procent be trouwbaar werkt. De betrouwbaar heid is een eerste voorwaarde, want iedere storing in het kunsthart zou een onmiddellijke dood tengevolge hebben. Daarom zijn de twee onderzoe kers, onafhankelijk van elkaar, nu overgegaan tot het maken van een plastic hart dat pneumatisch wordt aangedreven. Het is hen reeds ge lukt enkele experimentele exempla ren te ontwikkelen, die voldoende capaciteit hebben en klein genoeg zijn om in de borstholte op de plaats van'het normale hart te worden aan gebracht. Succesvolle inplanting van dergelijke plastic harten is volgens prof. Kolff nog slechts een kwestie van ervaring en tijd. Het plastic hart is, evenals het levende hart, ongeveer zo groot als een vuist. Proeven met honden heb ben aangetoond, dat het zijn werk onder normale omstandigheden goed doet. Alleen bij grote lichaamsin spanning, als er zeer hoge eisen aan het hart worden gesteld, treden er soms moeilijkheden op. Het kan dan voorkomen dat de verbindingen met de grote aderen en slagaderen be zwijken. Ook bij de inplantingsope ratie kunnen complicaties optreden. Waarschijnlijk zijn maar weinig mensen zich er van bewust welk een ongelofelijke arbeidsprestaties hun hart moet verrichten. Wanneer het lichaam in rusttoestand is, moet het per minuut vier tot vijf liter bloed verplaatsen. Hiervoor is een vermogen van 10 Watt nodig. Per dag moet het hart ongeveer 7000 liter bloed door het lichaam pom pen, wat neerkomt op 2,5 miljoen liter per jaar. Bij grote lichaams inspanning stijgt het arbeidsvermo gen van het hart tot een veelvoud van het vermogen in rusttoestand. Het is duidelijk, dat er bij een kunstmatig hart, dat zulke enorme 9 Een opengewerkte tekening van de gasgekoelde kernreactor in het Engelse Windscale. Een kernenergie centrale met twee reactors van dit type zal omstreeks 1970 elektriciteit gaan opwekken voor een prijs die concurrerend is met die van ener- gieproduktie uit fossiele brandstof fen Verklaring bij de cijfers: 1 prestaties moet leveren, zeer hoge eisen worden gesteld aan de betrouw baarheid van het pompmechanisme en de regeling daarvan. Het plas tic materiaal moet voor de duur van een mensenleven onverslijtbaar zijn en van een zodanige chemi sche samenstelling dat het door het lichaam wordt verdragen. Het kunstmatige hart bestaat, zo als het thans ontwikkeld is, uit twee kamers. Déze kamers zijn aan één kant door middel van ventielen aan gesloten op de bloedsomloop en aan de andere kant afgesloten door een elastisch membraan, waarachter zich 'n luchtreservoir bevindt. Wan neer het luchtreservoir van de ene kamer van buiten af met lucht wordt gevuld, stroomt het bloed on- dev druk van deze lucht uit de ka mer in de bloedsomloop. Daar bei de kamers „tegen elkaar in" ge koppeld zijn, loopt tegelijkertijd het luchtreservoir van de andere ka mer leeg. Daardoor oefent het elas tische membraan een sterke zuig kracht uit, waardoor deze kamer met bloed wordt gevuld. Vervolgens herhaalt het proces zich in omge keerde richting. Een synchrone be sturing van de ventielen zorgt er voor dat het bloed steeds in één richting stroomt. grafiet-moderator splijtstof-elementen neutronenschild warmte-element ringvormige gasleiding warmte-uitwisselaar gaspomp luik voor verwisselen van splijt stofelementen inrichting voor verwisselen van splijtstofelementen transportstation voor gebruikte splijtstofelementen opslag van gebruikte splijtstof elementen beschermende koepel luchtsluis voor personeel luchtsluis voor materiaal testkanalen magazijn voor splijtstofelementen ruimte voor gereed maken van nieuwe splijtstof, afvoerruimte voor radio-actief materiaal reactor-controlekamer turbinehal koeltorens gasomzettingsinstallatie kooldioxyde en koolmonoxyde- installatie. u a ff Er zal zeker nog heel wat onder zoekingswerk moeten worden ge daan. voordat het plastic hart be trouwbaar genoeg en de chirurgi sche techniek zo ver gevorderd is, dat tot inplanting bij de mens kan worden overgegaan. Vanaf dat mo ment zullen vele duizenden hartpa tiënten een nieuw leven kunnen be ginnen. Intussen kan men zich afvragen waar de grenzen liggen bij het ge bruik van kunstmatige ledematen en organen. Voorlopig is het einde van de mogelijkheden nog niet in zicht. De mens van de toekomst zal wel licht kunnen beschikken over kunst matige longen, kunstmatige spijs verteringsorganen, kunstmatige ogen en kunstmatige gehoorzintui- gen. Waar zal de menselijke indi vidualiteit verloren gaan en het le ven '(zonder sterven) van de robot beginnen? mmm m-mam reactor at mmmn EEN groep medische onder zoekers in Cleveland in de Amerikaanse staat Ohio is er onlangs in geslaagd de hersenen van apen en honden 24 uur lang buiten het lichaam in leven te houden. Twee jaar geleden werd bij soortgelijke experimenten een record' van 7 uur behaald: Volgens dr. Ro bert J. White, hoofd van de af deling neurochirurgie van het Cleveland Metropolitan Gene ral Hospital, geeft het jongste succes nog geen volledig beeld van wat op dit moment werke lijk bereikbaar is. Het is waar schijnlijk mogelijk de hersenen in het laboratorium twee of drie dagen te laten leven. Al leen om praktische redenen is men nog niet verder dan een etmaal gegaan, want bij de proeven is van minuut tot mi nuut een intensieve controle nodig. De onderzoekers in Cleveland hou den zich nu al zeven jaar lang met „hersenen in reageerbuizen" bezig. In deze tijd hebben zij een opmerke lijke chirurgische techniek ontwik keld. Wanneer de hersenen uit het lichaam van een aapje of hond zijn verwijderd, worden zij in leven ge houden door bloed dat met behulp van een kleine hart-longmachine blijf circuleren o mde hersenen van zuurstof te voorzien. Dat de herse nen inderdaad blijven leven, kan worden gecontroleerd door middel van een elektro-encephalogram, dat de elektrische activiteit in de her sencellen registreert. Bij langdurige experimenten is de hulp van een hart-longmachine al leen niet voldoende. Deze machine regelt namelijk wel het zuurstof en kooldioxyde gehalte in het bloed, maar is niet in staat de hoeveel heid opbouw- en afbraakstoffen van de hersencellen op het juiste niveau te houden. Na verloop van tijd ont staat in de bloedstroom van de hart-longmachine dan ook een te kort aan opbouwstoffen, terwijl er zich steeds meer afbraakstoffen in ophopen. De onderzoekers in Cleve land hebben deze moeilijkheid over wonnen door het kunstmatige hart- long-hersencircuit iedere drie of vier uur van nieuw bloed te voor zien. De experimenten in Cleveland zijn nu al min of meer routine gewor den, Verwacht mag worden dat de levensduur van uit het lichaam ver wijderde hersenen de komende ja ren zal worden verveelvoudigd. Voor de wetenschap opent deze ont wikkeling mogelijkheden, waarvan de consequenties nog niet zijn te overzien. Wat nu gebeurt met her senen van apen en honden, zal ook met menselijke hersenen kunnen worden gedaan. De chirurgen van de toekomst zullen wellicht kunnen beschikken over hersenbanken voor het verrichten hersentransplanta- ties. Er zouden echter ethische grenzen kunnen zijn, die geen medicus zal durven overschrijden. Want wie weet- wat er in een geïsoleerde massa levende hersencellen omgaat? Kennen zij emoties, dromen en her inneringen? Hebben zij nog een in dividualiteit? Voorlopig kan geen encephalogram hierover iets vertel len. Het verzenden van geco deerde informatie over grote afstanden zal de komende jaren een be langrijke rol gaan spe len bij het effectief gebruik van grote computersystemen. De computer van de toekomst zal oppermachtig als een spin in zijn web, langs telefoon en te- lexlijnen, straalzenderverbin- dingen en muziek- en TV-kana- len zijn te verwerken informa tie krijgen toegevoerd en de re sultaten van zijn arbeid verstu ren. Een bezwaar van deze data transmissie bij elektronische in formatieverwerkende systemen is echter dat de kosten vrij hoog zijn. Eiektronica-ingeni- eurs van de Engelse Standard Telecommunication Laborato ries hebben hiervoor nu een lis tige oplossing bedacht. Zij wil len de rustpauzen die bij tele foongesprekken optreden benut ten om gecodeerde informatie over te zenden, zonder dat de gebruikers van de telefoonlij nen er iets van merken. De uitvinding berust op het feit, dat een telefoonlijn door gaans slechts in één richting bezet is. namelijk de richting waarin wordt gesproken. Dit betekent dat de verbinding dan maar voor 50 procent wordt ge bruikt. Bovendien hebben on derzoekingen aangetoond, dat in normale spraak veel meer pauzen voorkomen dan men ge neigd is te denken. De Engelse ingenieurs hebben vastgesteld, dat iedere telefoonverbinding gemiddeld 68 procent .dode tijd' heeft. Deze tijd kan met behulp van een speciaal systeem wor den benut voor data-transmis sie. Het systeem heet ID AST (In terpolated Data And Speech Transmission). Woorden, die in de telefoonlijn worden gespro ken, worden eerst op een mag netische trommel geschreven en 200 milliseconden (0.2 sec.) later verzonden. Tijdens deze onmerkbare vertraging onder zoekt het systeem of er ruimte is voor het meezenden van ge codeerde informatie. Is deze ruimte aanwezig dan zorgt een snelle schakeling er voor dat de data in de iiir, worden ge- voerd. üp deze wijze worden ei steeds grotere of kleinere brokken informatie tussen de gesproken woorden meege stuurd. Bij proefnemingen is gebleken, dat een telefoonver binding met dit systeem voor 96 procent kan worden benut.

Krantenbank Zeeland

de Stem | 1965 | | pagina 14