CENNI STORICI  
Riparare o sostituire il cuore è un sogno che è stato realizzato negli ultimi 30 anni con risultati eccellenti. Già nel 1812 Le Gallois (2) postulò che il cuore umano potesse essere sostituito da una protesi che sostenesse una portata sufficiente alla circolazione periferica.  
La storia della circolazione artificiale inizia con le prime perfusioni d'organo eseguite da Claude Bernard (3) nel suo famoso esperimento foie lavé e da Loebell (4) che iniziò lo studio del rene isolato. Tra il 1848 ed il 1858, Brown-Séquard (5) dimostrò la necessità di ossigenare il sangue che veniva impiegato come soluzione di perfusione.  
Nella seconda metà del diciannovesimo secolo, i più significativi contributi furono dati dagli studi di Ludwig e Schmidt (6) che per primi, nel 1868, ottennero l'ossigenazione extracorporea facendo gorgogliare del sangue venoso in una fiasca. Dopo numerosi tentativi, nel tardo '800, di sviluppare pompe ossigenanti, nel 1882 Von Schroeder (7) sperimentò l'uso di un ossigenatore a bolle a flusso continuo.  
Nel 1928 Dale e Schuster (8) prepararono quella che probabilmente deve essere considerata la prima pompa a diaframma.  
Nel 1934 Michael De Bakey disegnò una pompa a rulli, antesignana di quelle attualmente impiegate.  
Charles Lindbergh, dopo il primo volo transatlantico in solitario nel 1927, spinto dalla grave valvulopatia della cognata, incominciò a studiare la possibilità di realizzare un'assistenza ventricolare.  
Nel 1935, insieme ad Alexis Carrel, che aveva ricevuto il premio Nobel nel 1911, sviluppò una pompa ossigenante e dimostrò la possibilità di perfusione extracorporea totale.  
Nel 1957 Akutsu e Kolff, presso la Cleveland Clinic, studiarono il progetto di un cuore artificiale totale, impiantando due pompe compatte nel torace di un cane dopo cardiectomia (9). 
L'idea di un supporto circolatorio meccanico da applicarsi nei casi di insufficienza cardiaca intrattabile è pertanto un' idea affascinante di vecchia data ma che trova le prime applicazioni  cliniche solo a partire dalla metà degli anni Sessanta quando viene sperimentata con successo nei pazienti con shock cardiogeno dopo intervento cardiochirurgico (10,11).  
Nel 1969 Cooley e Liotta applicano per la prima volta un supporto circolatorio meccanico temporaneo nella fase di attesa del trapianto (12), aprendo la strada a successivi tentativi in differenti centri cardiochirurgici.  
Negli anni Ottanta si sono sviluppati in maniera molto rapida vari progetti di ricerca con l'obiettivo di mettere a punto un sistema valido ed efficiente di aiuto circolatorio meccanico impiantabile (13). Sono di questo periodo i tentativi di impianto di un cuore artificiale permanente totale ortotopico dopo cardiectomia (total artificial heart = TAH) da parte di De Vries (14) e di Copeland (15).  
Per le problematiche emerse dalle prime esperienze e tuttora parzialmente irrisolte è stato abbandonato l'impiego clinico del TAH, mentre le procedure di bridge al trapianto con vari tipi di assistenza ventricolare (ventricular assist device = VAD)  sono applicate con diverso successo in un numero crescente di Centri Trapianto. 

INDICAZIONI  
E CONTROINDICAZIONI 
L'assistenza meccanica al circolo come bridge al trapianto cardiaco trova indicazione, nella sua accezione più generale, nei casi in cui siano esaurite le possibilità dei trattamenti farmacologici e vi siano le condizioni e le premesse per trasformare una malattia cardiaca in fase terminale in una cardiopatia trattabile (16,17). Ripristinando una corretta emodinamica, l'assistenza ventricolare consente la sopravvivenza di pazienti in condizioni talmente gravi da provocare rapidamente la morte nel 100% dei casi e da pregiudicarne la trapiantabilità per il danno d'organo conseguente alla grave alterazione emodinamica. Lo scopo di un adeguato periodo di supporto artificiale del circolo, oltre a consentire la sopravvivenza, è quello di ripristinare una condizione di trapiantabilità con le massime probabilità di successo, rimuovendo le controindicazioni al trapianto principalmente rappresentate dal danno d'organo. I quadri di shock conclamato o di bassa portata ingravescente [Indice Cardiaco (IC) < 2 l/min, Pressione arteriosa (PA) media < 60 mmHg, Pressione Venosa Centrale (PVC) > 20 mmHg, Pressione Capillare polmonare (WP) > 20 mmHg, diuresi < 30 ml/h] hanno costituito fino ad oggi le principali indicazioni alla assistenza ventricolare.  
Nella recente esperienza clinica la sorveglianza di un paziente miocardiopatico é volta ad individuare l'insorgenza di alcune manifestazioni premonitrici di una sindrome da bassa portata, potenzialmente intrattabile. Eventi come le aritmie ventricolari, l'ipossiemia, la disfunzione renale con crescenti valori di azotemia e valori di creatininemia compresi tra 2 e 2,5 mg/dl costituiscono spesso i prodromi di una bassa portata e potrebbero rappresentare criteri di indicazione all'assistenza ventricolare,  anche con parametri emodinamici che non rientrano nelle definizioni classiche dello shock. Di fatto tuttavia la maggior parte delle casistiche, come la nostra, è costituita da pazienti con shock conclamato.  
L'entità della disfunzione d'organo e la sua reversibilità, costituiscono oggi il problema principale all'interno del capitolo dell'assistenza ventricolare. Fino ad ora tutti coloro che si sono occupati di assistenza ventricolare hanno dovuto ammettere l'impossibilità di determinare con certezza la reversibilità del danno d'organo attraverso l'individuazione di valori soglia critici prima della applicazione dell'apparecchiatura, avendo constatato in alcuni casi la irreversibilità della compromissione d'organo solo durante il periodo d'assistenza anche dopo il ripristino di una corretta emodinamica. 
Controindicazioni assolute all'utilizzo di questi devices come bridge al trapianto cardiaco vengono attualmente considerate: insufficienza renale grave (creatininemia > 5 mg/dl),  insufficienza epatica grave, stato di shock settico perdurante da 12-18 ore e presumibilmente irreversibile, danni neurologici e cerebrali focali, emorragie gastrointestinali.  

TIPO DI ASSISTENZA 
Fa parte dell'indicazione chirurgica anche la scelta del tipo di apparecchio da impiantare ed è, a questo proposito, importante la possibilità di disporre di più sistemi di assistenza ventricolare.  
L'esperienza del Centro Angelo De Gasperis è costituita dall'uso di VAD di vario tipo scelti soprattutto in funzione della portata cardiaca che sono in grado di sostenere. Nel bridge al trapianto cardiaco i device di più largo impiego sono quelli a flusso pulsatile, per le loro caratteristiche che consentono di lavorare in parallelo con il ventricolo e permettono assistenze di lunga durata. 
L'opzione per una assistenza mono o biventricolare dipende dalle caratteristiche emodinamiche del paziente. La sola assistenza sinistra (LVAD) è controindicata in presenza di elevate resistenze vascolari polmonari: in questo caso è necessario l'impiego di assistenza biventricolare (BVAD). 
Studi compiuti (18) con sistemi di assistenza solo sinistra, come pure la nostra esperienza (16,17), hanno dimostrato che con una efficace decompressione del ventricolo sinistro mediante la sola applicazione di LVAD è possibile attendere un miglioramento della funzione del ventricolo destro e del circolo polmonare. Se a breve distanza dall'impianto di un device sinistro si registra una diminuzione dell'indice cardiaco, una diuresi scadente, un PVC superiore a 25 mmHg si impone la necessità di associare una assistenza ventricolare destra. 

SISTEMI DI ASSISTENZA 
I sistemi attualmente impiegati nel bridge al trapianto cardiaco sono pompe generatrici di flusso pulsatile o dinamiche (Abiomed, Thermedic, Thoratec, Novacor, Berlin Heart, Heart Mate, Medos) in cui il sangue viene spinto dalla pressione positiva determinata dalla pompa comprimendo il ventricolo artificiale che è contenuto in un guscio rigido. Lo schema di funzionamento è simile per i vari apparecchi: il sangue viene prelevato in genere a livello atriale/ventricolare sinistro/destro, immesso nel ventricolo artificiale e reimmesso a livello dell'aorta e/o della polmonare (Fig.1,2). Tutti i sistemi sono in grado di determinare una circolazione parafisiologica per lunghi periodi di tempo .  
Le fonti di energia utilizzate con maggior successo sono state la pneumatica per apparecchi quali il Thoratec, Abiomed, Medos, Berlin Heart e Thermedic e la elettromeccanica per il Novacor e l'Heart Mate.  
I sistemi Thoratec e Thermedic, che sono paracorporei e possono assicurare un supporto univentricolare o ad entrambi i ventricoli, sono stati impiegati con successo per periodi anche di 6 mesi (19). 
Un ulteriore miglioramento per quanto riguarda l'efficacia del device e la qualità di vita del paziente si è ottenuto con l'impiego di sistemi totalmente impiantabili, quali il Novacor (20). Tale dispositivo attraverso condotti valvolati deriva il riempimento dall'apice del ventricolo sinistro e invia l'efflusso in aorta consentendo un supporto esclusivamente ventricolare sinistro.  Il ventricolo artificiale (Fig.3) viene posizionato in una tasca addominale pre-peritoneale sottofasciale ed è collegato tramite un cavo elettrico percutaneo al sistema di controllo: in tal modo, un solo cavo fuoriesce dall'addome riducendo il pericolo di contaminazione dall'esterno (Fig.4). 
Le complicanze maggiori più frequenti, da considerare intrinseche all'utilizzo dei sistemi stessi,  sono il sanguinamento, le infezioni e le tromboembolie. 
  
CASISTICA 
Dal marzo 1988 all'ottobre 1998, presso la Divisione di Cardiochirurgia Angelo De Gasperis dell'Ospedale Niguarda di Milano, sono state applicate 39 assistenze ventricolari meccaniche come bridge al trapianto cardiaco (Tab.1): 36 pazienti erano maschi e 3 femmine con un'età variabile da 16 a 63 anni (media 42). In un paziente (Tab.I, 30), l'assistenza monoventricolare sinistra con Novacor è stata applicata come sistema permanente per la concomitante presenza di patologie che controindicano il trapianto cardiaco. 
Al momento dell'applicazione dell'assistenza circolatoria tutti i pazienti erano in bassa portata o in shock cardiogeno, in trattamento farmacologico massimale con inotropi e/o vasodilatatori. In 3 pazienti era stata applicata contropulsazione aortica. In tutti i casi era presente disfunzione renale e/o epatica in vario grado; 6 pazienti erano in ventilazione assistita meccanica e 7 presentavano gravi aritmie ventricolari.  
In 15 casi, l'assistenza ventricolare è stata applicata in condizioni di emergenza. 
I sistemi di assistenza ventricolare utilizzati sono stati: Pierce-Donachy Thoratec (10 casi), Abiomed BVS 5000 (7 casi), Novacor (21 casi), Medos (1 caso). In 11 pazienti è stata applicata un'assistenza biventricolare (5 Thoratec, 6 Abiomed), in 28 la sola assistenza ventricolare sinistra (5 Thoratec, 1 Abiomed, 21 Novacor, 1 Medos).  
La durata dell'assistenza come bridge al trapianto è variata da 2 a 343 giorni (media 29,1 giorni). 

Modificazioni funzionali 
Dopo l'applicazione dell'apparecchio di assistenza tutti i pazienti hanno avuto un miglioramento emodinamico. L'indice cardiaco è aumentato significativamente (p < 0.005) fino a 2.7 ± 0.1 L/min/m2 (media durante le assistenze). Una funzionalità epatica e renale normale o significativamente migliorata è stata ottenuta con l'aumento della portata cardiaca durante l'assistenza circolatoria nei pazienti che sono stati in seguito sottoposti a trapianto cardiaco 

Risultati 
Dieci pazienti (25.6%) sono deceduti in corso di assistenza.  
Ventisette pazienti (69%) sono stati sottoposti a trapianto cardiaco.  
Ventun pazienti trapiantati (78%) sono stati dimessi e 20 (74%) sono vivi da 5 a 124 mesi (media 51,7) dopo il trapianto; 2 pazienti sono tuttora on VAD (1 permanente).  
La sopravvivenza globale nel gruppo sottoposto ad assistenza ventricolare in condizioni di emergenza è stata pari al 40% (6/15) versus il 66.6% (16/24) di quella registrata nel gruppo sottoposto ad assistenza con LVAD in condizioni di non-emergenza e il 56.4% (22/39) dell'intera esperienza di VAD. 

DISCUSSIONE 
I risultati della nostra casistica sono sovrapponibili a quelli delle maggiori casistiche mondiali (21) riferite al bridge al trapianto con vari tipi di device a flusso pulsatile.  
La mortalità dipende dalla severità della compromissione d'organo prima dell'impianto e dagli effetti negativi delle complicanze che possono modificare acutamente anche un andamento che appare favorevole. 
Il miglioramento delle possibilità della terapia medica sembra destinato ad aumentare costantemente  il numero di miocardiopatici, ospedalizzati per la gravità della situazione clinica, da avviare al trapianto. Lo sforzo organizzativo necessario per sostenere ed affermare questa nuova impostazione nel trattamento dei miocardiopatici che tende a riservare il trapianto cardiaco a soggetti maggiormente compromessi è giustificato dai soddisfacenti risultati che attualmente si ottengono in questa categoria di pazienti e che sono in costante miglioramento. 
In uno studio (22) relativo a pazienti riferiti per trapianto al nostro Centro e ricoverati per condizioni di grave instabilità emodinamica con necessità di supporto inotropo per via endovenosa, è stata registrata una percentuale assai ridotta di dimissioni in terapia medica pari al 54% (49 dimessi su 90 ricoveri in 76 pazienti).  La mortalità globale della popolazione studiata è stata del 35% (27 su 76). 
In questo gruppo di pazienti la terapia medica intensiva non sempre riesce ad ottenere la risoluzione del quadro clinico di bassa portata ed il conseguente effetto negativo sugli organi periferici.  
E'  dimostrato che i provvedimenti che in questi casi incidono favorevolmente sulla prognosi sono quelli chirurgici: impiego della assistenza ventricolare come bridge al trapianto o, in assenza di un importante danno d'organo, il trapianto urgente. Di fatto però il concetto di necessità urgente di trapianto  raramente si traduce in un intervento per l'ovvia impossibilità di programmare la disponibilità di un organo idoneo e compatibile.  
Sembra quindi che l'indicazione al supporto meccanico del circolo costituisca il cardine della soluzione chirurgica dello scompenso refrattario. 
La soluzione della problematica della assistenza ventricolare è un cammino difficoltoso e in continuo divenire. Il confronto delle esperienze e la raccolta dei dati in registri multicentrici favoriscono, tra l'altro, la codificazione delle indicazioni. Allo stato attuale della nostra conoscenza, l'unico criterio riconosciuto nella  indicazione all'assistenza meccanica come fattore prognostico favorevole è la precocità di applicazione e l'impiego del solo sistema LVAD. E' verosimile ritenere che un ulteriore miglioramento si potrà ottenere applicando il VAD addirittura prima della insorgenza di quadri conclamati di shock e/o di bassa portata. Il problema potrebbe essere allora di non eccedere nelle indicazioni. 
L'estrema complessità della assistenza ventricolare, i suoi costi e la necessità di alta e specifica qualificazione del personale medico ed infemieristico coinvolto suggeriscono che tale metodica rimanga concentrata in centri con adeguato potenziale scientifico, tecnologico e organizzativo nei quali vi sia la volontà di percorrere questo cammino impegnativo. 
L'aspetto etico  della applicazione di un procedimento con uno straordinario costo economico e sociale, deve tenere conto anche della realtà economica esistente.  
A fronte della situazione socioeconomica stanno i risultati eccellenti del  procedimento che permette di recuperare ad una vita attiva persone che stavano morendo. Il dilemma è drammatico.  
Il nostro Paese non si deve sottrarre ad un filone di ricerca così importante per i risultati sui pazienti operati, per le notevoli ricadute scientifiche  sul trattamento dei cardiopazienti più gravi e perché è la strada che conduce verosimilmente al cuore artificiale definitivo. 

CONCLUSIONI 
L'applicazione di strumenti di assistenza ventricolare è una procedura in via di consolidamento nella prassi clinica di cui non è ancora quantizzabile il costo finale, inevitabilmente dipendente anche dai numeri di produzione.  
I costi maggiori risiedono nella lunga ospedalizzazione, dopo l'impianto, in unità di terapia intensiva, in attesa di un trapianto cardiaco, anche se attualmente vi è la tendenza a dimettere i pazienti on VAD a domicilio in attesa di trapianto, consentendogli di svolgere una normale vita di relazione (Fig.5) ed abbassando i costi terapeutici.  

IL FUTURO 
La crescita esponenziale dell'epidemiologia dello scompenso, che non potra' trovare nel trapianto di cuore una risposta sufficiente, potrebbe trovare  una soluzione chirurgica alternativa nel maggiore impiego dei sistemi di assistenza ventricolare sia a carattere temporaneo (weaning) che definitivo. 
In una minoranza di pazienti, tuttora soggetta a studio, è stato osservato come il decarico prolungato del ventricolo sinistro durante LVAD consente un recupero della funzione ventricolare sinistra tale da consentire uno svezzamento (weaning) dall'assistenza circolatoria che in questi casi selezionati costituirebbe non un ponte al trapianto cardiaco ma al recovery, passaggio ritenuto fino a poco tempo fa assai limitato e imprevedibile.  
Individuare preoperatoriamente i pazienti che possono beneficiare di questa forma di assistenza circolatoria è uno degli obiettivi degli studi multicentrici al fine di ottimizzare le risorse del programma trapianto cardiaco. 
Parallelamente aumentano, anche se in numero limitato (circa una ventina), i casi di applicazione di sistemi di assistenza circolatotoria a carattere permanente in pazienti selezionati con una controindicazione al trapianto.  
La possibilità, in un prossimo futuro, di disporre di sistemi di nuova generazione, concepiti in modo da ridurre ad un minimo trascurabile l'incidenza di complicanze, di ingombro limitato e con caratteristiche di semplicità gestionale, potrà radicalmente modificare il rapporto rischio/beneficio e le problematiche di ordine economico, rendendo routinaria la procedura di impianto dei sistemi di supporto cardiocircolatorio a lungo termine e definitivi fino all'impiego del cuore artificiale totale con programma disgiunto dal trapianto cardiaco.