МОСКВА, 29 сен — РИА Новости, Анна Урманцева. Всемирная федерация сердца в 1999 году учредила Всемирный день сердца, который отмечается ежегодно 29 сентября. Сердечно-сосудистые заболевания — самая распространенная причина смертности в мире, хотя она в последнее десятилетие и значительно снизилась.

Ученые, инженеры, биофизики, материаловеды всей планеты работают над созданием искусственного сердца. Так почему же до сих пор не удается произвести вроде бы простой биологический насос, который просто гонит кровь?

В мире зарегистрированы сотни патентов, защищающих авторские права как создателей отдельных желудочков сердца, так и полноценных аппаратов — искусственных сердец. Однако небольшое количество операций по установке полностью искусственных сердец (всего несколько десятков) пока несравнимо по количеству с тысячами проведенных операций по имплантации отдельных искусственных желудочков. Причем желудочки устанавливают чаще всего на время, пока пациент ждет донорское сердце. Получается, что ни одна инженерная разработка пока не может заменить сердце биологическое.

Поясняет главный трансплантолог Сибирского федерального округа, разработчик искусственного сердца Александр Чернявский: "Сейчас в мире существует несколько используемых разработок искусственного сердца. Самое продвинутое пневматическое сердце — это SinCardia от американской компании CardioWest. Это сердце создано много лет назад, и его постоянно совершенствуют. Последняя модель довольно удачная — там маленький пневмопривод. В ходу и еще одна американская модель — Jarvik 7. У всех на слуху самое инновационное французское сердце — Carmat, но с ним пока много проблем. У нас в России пока разработан только искусственный левый желудочек АВК-Н "Спутник". Но в мире в этой области сделано очень много, поэтому если мне кто-то скажет, что предложил что-то новое, я не поверю, потому что сделать это сейчас исключительно сложно."

После установки искусственных сердец и желудочков обычно возникает три проблемы. Первая — это инфекционные осложнения, потому что пока не удается имплантировать искусственное сердце так, чтобы оно не подзаряжалось от внешних носителей. А выход на поверхность тела для провода является одновременно входом для инфекции. Пока не найдены подходы по преодолению этой проблемы, хотя изучалась возможность подзарядки через кожу, но разница потенциалов обычно вызывает сильный дерматит. Также были фантазии по поводу установки внутри тела человека небольшого термоядерного реактора, который мог бы вырабатывать энергию, но и на эту тему ученые думать уже перестали. Пока любое искусственное сердце или желудочек питается от батарейки снаружи. В среднем менять батарейку нужно через 8-10 часов.

Вторая проблема — тромбогеморрагические осложнения. Все люди, имеющие искусственные сердца, принимают препараты, разжижающие кровь. В искусственном сердце имеется четыре искусственных клапана, которые довольно быстро приходят в негодность. Поэтому анализы таких пациентов всегда показывают повышенную тромбоопасность. Для того чтобы снизить ее, в некоторых конструкциях отсутствует пульс, то есть аппараты гонят кровь непрерывным потоком. Некоторые специалисты считают, что таким образом снижается опасность тромбообразования, поэтому идеальное искусственное сердце не должно пульсировать.

© AP Photo / Andrew Caballero-Reynolds

© AP Photo / Andrew Caballero-Reynolds

Третья проблема — гемолиз, то есть разрушение эритроцитов крови с выделением в окружающую среду гемоглобина. Люди постепенно желтеют, их кровь портится. Однако с этой проблемой справиться легче всего.

Кроме этих трех проблем, есть еще задачи, которые пока не ясно, как решать.

Объясняет директор Национального медицинского исследовательского центра трансплантологии и искусственных органов имени академика В. И. Шумакова, академик РАН Сергей Готье: "Любой искусственный насос проигрывает, так как не имеет возможности самообновляться, как это делает биологическая ткань. Почему у нас сердце работает всю жизнь? Потому что происходит смена клеточного состава и есть постоянный приток кислорода. Сердце работает настолько гемодинамически идеально, что не возникает ни турбуленции, ни тромбоза, если конечно, речь идет о здоровом сердце. Оно ускоряется, если мы побежим, и замедляет пульсацию, когда мы останавливаемся. Для того чтобы искусственный насос работал в таком режиме, он должен управляться микрокомпьютером. Получается, что нужно создать очень высокотехнологичное устройство. А это очень дорого! Пока оптимальным решением и по цене, и по эффективности работы является пересадка донорского сердца."

Тем не менее, как считает академик Сергей Готье, разработки искусственных сердец нужно непременно продолжать, поскольку, получив идеальное искусственное сердце, человек избавится от тяжести иммуносупрессии — отторжения чужеродной ткани, которая происходит при трансплантации. На данный момент биологические сердца пока незаменимы, но искусственные образцы постепенно совершенствуются и завоевывают признание врачей.

Если сердце или его какая-нибудь часть не могут выполнять свою функцию, то пациенту грозит смерть. Его может спасти только замена больного сердца. Такая замена может производиться двумя способами. Первый - пересадка донорского сердца (трансплантация), второй - имплантация протеза (искусственного сердца). Уже несколько десятилетий ученые из самых разных стран пытаются создать искусственное сердце, способное нормально функционировать. Однако до сих пор этого не удалось сделать. Все созданные модели крайне сложны и слишком велики по размеру. Поэтому основная часть протеза (насос) чаще всего располагается вне тела человека. Не решена и проблема питания протеза. Пациенту требуется постоянно носить с собой заряженные аккумуляторы. В силу этих причин искусственный протез сердца используют только временно, например, при подготовке к трансплантации в ожидании донорского образца. Однако испытания и разработки протеза основного органа человеческого организма постоянно продолжаются.

Типы сердечных имплантов

Типы сердечных имплантов различаются по функции: замена протезом только двух желудочков сердца и замена протезом сердца. Если протез замещает только функцию двух желудочков сердца, то остаются предсердия, легочный ствол и аортальные клапаны пациента. Сердечные желудочки удаляются одновременно с клапанами, препятствующими возврату крови в предсердия. На их место имплантируются искусственные, созданные по форме сердечных желудочков.

В последние годы совершенствуются протезы по замещению всех функций сердца. Ученые стремятся создать протез, который бы наилучшим образом выполнял не только функцию сердца, но и соответствовал его анатомической структуре. Это особенно важно, так как в грудной клетке для импланта столько места, сколько занимает естественное сердце. Наличие протеза, превышающего габаритные размеры естественного сердца, вызовет нарушение функции легких и затруднит присоединение к нему крупных сосудов.

До сих пор не сконструировано искусственное сердце, которое можно было имплантировать на всю жизнь. Поэтому импланты используются только временно - пока подбирается донорский орган. В 1982 году пациенту в Америке было имплантировано искусственное сердце, системой зондов присоединенное к маленькому компрессору, стоящему рядом с кроватью. Протез качал сжатый воздух, его насосная функция была аналогична функции естественного сердца. С этим протезом пациент прожил 4 месяца.

При кардиологических операциях пациента подключают к сложной системе искусственного жизнеобеспечения, все составные части которой, находятся вне тела человека.

Опасно ли имплантирование искусственного сердца?

После операции возникает много осложнений, связанных со свертыванием крови . Особенно в месте соединения импланта и естественных кровеносных сосудов, при этом быстро формируются опасные сгустки крови, при отрыве которых может произойти эмболия легких, сосудов головного мозга и других органов или систем. Кроме того, в месте соединения возможно образование трещин или разрывов стенок кровеносных сосудов, которые являются причинами тяжелых внутренних кровотечений. Поэтому операция по имплантации искусственного сердца достаточно опасна. Она выполняется лишь в том случае, если нет других способов поддержать жизнь пациента до пересадки донорского сердца.

Надеемся, что ученым когда-нибудь удастся изобрести совершенное искусственное сердце. Тем более, что в последние годы в информационных технологиях, космической и авиационной промышленности постоянно создаются эффективные, скоростные, мощные и в то же время компактные мини-машины и приборы. Сложность заключается в том, что необходим электрический ток и мощный насос. Как правило, такие системы потребляют очень много энергии, а существующие на сегодняшний день аккумуляторы не отвечают необходимым требованиям.

Современные ученые всерьез задумываются над тем, как лечить пациентов с тяжелыми заболеваниями сердечно-сосудистой системы , которые являются одной из основных причин смертности в мире. Недавно ученые из США сумели создать искусственное сердце, которое на данный момент является самым мощным в мире. Этот орган создан из мягкого материала, он позволяет качать очень большой объем жидкости, если сравнивать с другими приборами.

Материал, из которого создан орган — гибкий силикон , позволяет воздуху проникать внутрь, что отличает новое «сердце » от тех кардиопротезов, которые были изобретены ранее. Поэтому протез способен работать практически так, как и настоящее сердце.

Специалисты сделали внешний насос из специальных материалов, не вступающих с тканями тела человека в реакции. С помощью этого насоса жидкость и воздух проходит сквозь искусственный орган. Сердце покрыто пластиком, который является своеобразной «кожей», предотвращая утечку материалов.

Правда, от обычного человеческого сердца этот орган отличается: если в сердце человека четыре камеры, то в искусственном протезе – только две. Но ученым удалось достигнуть стабильности процесса перекачки жидкости между камерами.

Правда, пока что изобретенный учеными протез, к сожалению, в медицинских целях не используют. Дело в том, что пока что недостаточно изучены свойства материалов, из которых изготовлен орган, в условиях человеческого тела. К тому же пока что скорость перекачивания жидкости не полностью идентична этому процессу в естественных условиях. Поэтому работа над совершенствованием этого изобретения будет продолжаться.

Ну а пока что есть смысл позаботиться о здоровье сердечно-сосудистой системы и укреплении сердца. В частности – избавиться от вредных привычек и укреплять сердце с помощью физических тренировок. Однако тренироваться тоже нужно правильно. Так, ученые из Техасского Юго-Западного Университета считают, что проблемы с сердцем нельзя решить с помощью непродолжительных, получасовых тренировок. Дело в том, что ранее Американская кардиологическая ассоциация рекомендовала заниматься хотя бы 30 минут в день, чтобы снизить вероятность развития сердечной недостаточности . Была проанализирована информация, полученная вследствие нескольких исследований, посвященных физической активности. Выяснилось, что риск развития болезней сердца был практически идентичным у людей, вообще не занимающихся спортом, и у тех, кто занимался физкультурой каждый день по полчаса. А те, кто тренируется в день по 2 или 3 часа, снижают риск развития заболеваний сердца соответственно на 20% и 35%.

Искусственным сердцем называют механическое устройство, частично или полностью имплантируемое. Когда сердце пациента не способно обеспечивать организм достаточным количеством крови, вживляют прибор, временно или постоянно заменяющий насосную функцию.

Элементы искусственного сердца

В имплантации прибора нуждаются пациенты с тяжелыми сердечными патологиями. Это может быть

• ишемическая болезнь сердца после тяжелого инфаркта миокарда;
• некоторые формы дилатационной кардиомиопатии и другие заболевания.

Часто искусственное сердце вживляют больным, ожидающим пересадки органа. Сразу найти донора практически невозможно, а прибор будет временно выполнять функции сердечного насоса. Не редки случаи, когда после открытой операции на сердце, не представляется возможным отключить пациента от аппарата. Тогда подключают искусственное сердце.

Наиболее совершенным с точки зрения технического исполнения можно назвать искусственное сердце на пневмоприводе. Его конструкционные элементы:

1. Имплантируемое насосное устройство.

Рабочая часть механизма, изготовленная из медицинских биополимеров. Состоит из двух искусственных желудочков. Каждый из них имеет кровяную и воздушную камеру.

2. Манжеты с искусственными клапанами.

Они необходимы для присоединения искусственных камер к предсердиям, аорте и легочному стволу.

Длинная трубка (полтора-два метра), связывающая воздушные камеры желудочков с компрессорами, находящимися за пределами тела пациента.

Строение искусственного сердца представлено на рисунке:

1 – аорта; 2 – артерия; 3 – кровяной микрофильтр; 4 – артериальный насос; 5 – оксигенатор (насыщает кровь кислородом); 6 – вена; 7 и 8 – нижняя и верхняя полые вены.

Как работает искусственное сердце?

1. В воздушные камеры желудочков подается воздух.

2. Через гибкую мембрану он поступает в кровяную камеру и толкает кровь в магистральный сосуд.

3. В воздушной камере образуется вакуум, в результате чего мембрана втягивается внутрь.

4. В кровяную камеру из предсердия поступает кровь.

Весь процесс регулируется приводом искусственного сердца. Прибор в состоянии поддерживать жизнь пациента в течение нескольких недель. Правда, имеются данные о более длительном использовании, когда продолжительность жизни человека после трансплантации искусственного сердца превышала шестьсот дней.

Постоянно разрабатываются новые устройства. Задача разработчиков – сделать искусственное сердце полностью имплантируемым, а также способным перекачивать кровь более длительное время. Ведь есть пациенты, имеющие противопоказания к пересадке сердца.

Возможности современной медицинской науки

Термином «искусственное сердце» называют протезы желудочков, предсердий или сердечных клапанов. Искусственный заменитель всего сердца в настоящее время не используется массово. Чаще всего пациенту вживляют протезы желудочков. Делают это в терминальной стадии сердечной недостаточности.

Но наука не стоит на месте. Прототипы всего сердца уже существуют. Первая известная операция по имплантации органа была проведена в 2010 году. Исполнитель – кардиохирург Лео Бокерия. Искусственное сердце работало на тяжелом аккумуляторе, два раза в сутки нуждающемся в подзарядке. Не очень удобно для человека. Поэтому такой протез считается временной мерой.

Полностью заменить сердце удалось израильским врачам. Операция по пересадке происходила в медицинском центре имени Рабина в 2012 году. Средства массовой информации сообщали, что прибор сделан компанией Syncardia, устойчив к засорам кровяными сгустками и перекачивает почти девять литров крови в минуту.

Искусственное сердце

Искусственное сердце – это бионический имплантат, который либо заменяет человеческое сердце полностью, либо одну из его частей, либо просто дополняющий сердце. С таким искусственным сердцем в теле человека поддерживается нормальное кровообращение, позволяющее поддерживать нормальный образ жизни вне больницы. Искусственная вентиляция сердца используется в медицине уже давно, но лишь недавно обнаружили достаточно надёжную замену стационарным аппаратам, и с каждым годом продолжают развивать и улучшать идею искусственного кровообращения человека.

Пересадка искусственного сердца

Пересадка искусственного сердца – это один из самых часто используемых альтернативных вариантов трансплантации донорского сердца. Учитывая, что по статистике, лишь один из десяти нуждающихся в пересадке дожидается донорского сердца, искусственное сердце человека является одним из самых актуальных и развивающихся направлений современной кардиохирургии.

При этом чаще всего устанавливается не полный протез, а искусственный желудочек сердца, что уже позволяет помочь пациентам с сердечной недостаточностью. Огромный плюс решения выбрать именно искусственное сердце – цена. В отличие от пересадки донорского, искусственное сердце стоит в разы меньше.

Искусственное сердце - альтернатива пересадке донорского сердца!

По мнению ведущих кардиохирургов, меньше чем через 10 лет, искусственные сердца будут распечатываться на 3D-принтерах из биоматериалов, что поможет избежать таких больших проблем с нехваткой донорских сердец.

Но также решением проблемы может являться и установка аппарата вспомогательного кровообращения АВК-Н «Спутник». разработанного специально для того, чтобы люди забыли про симптомы сердечной недостаточности и смогли вести полноценную жизнь, связанную с активной деятельностью.

Использование искусственного сердца увеличивает шансы пациента на более качественный подбор донорского органа. Каждый год на планете от сердечно-сосудистых заболеваний умирает около 17 миллионов человек. Трансплантация сердца является наиболее высокоэффективным способом лечения больных с хронической сердечной недостаточностью, не отвечающей на медикаментозную терапию в конечной стадии заболевания. Это направление успешно развивается во всем мире. Однако проблема пересадки сердца состоит в дефиците донорских органов. В связи с этим в настоящее время в клиническую практику внедрены устройства механической поддержки сердца.

Искусственное сердце – механический прибор, который временно берет на себя функцию кровообращения, в случае если сердце пациента не может полноценно обеспечивать организм достаточным количеством крови.Потребность в этом устройстве возникает при различных тяжелых заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Длительное время пациент может находиться с этим аппаратом в ожидании трансплантации сердца.

Использование искусственного сердца увеличивает шансы пациента на более качественный подбор донорского органа. В таких условиях операции по пересадке станут более надежными и результаты их улучшатся.

На сегодняшний день ведется большое количество научно-технических разработок по усовершенствованию искусственного сердца. В идеале для постоянного использования оно должно соответствовать следующим параметрам: иметь небольшие размеры, обеспечивать адекватный выброс крови, в зависимости от нужд человека, изготовляться из долговечных, гипоаллергенных материалов, не разрушать клетки крови, не образовывать тромбы.

Искусственное сердце работает от внутреннего аккумулятора, заряжать который можно от электросети без нарушения целостности кожи. Наличие такого источника питания делает пациента на некоторое время свободным в перемещениях. Контроль над функцией сердца осуществляется внутренним анализатором. Система приспосабливается к изменению объема перекачиваемой крови в зависимости от потребностей организма, Имеется активная мониторинг-система, обеспечивающая эффективную обратную связь и сигнал в случае возникших сбоев в работе прибора. Искусственное сердце покрыто специальной тканью, позволяющей избежать его отторжения иммунной системой организма.

Пройдут годы, и новые технологии позволят искусственному сердцу работать не хуже донорского и миллионы людей поверят в мечту о спасении.

Искусственное сердце

Искусственное сердце - частично или полностью имплантируемое механическое устройство, позволяющее временно заменить насосную функцию собственного сердца больного, когда оно становится неспособным выполнять требуемую работу по обеспечению организма достаточным количеством крови. Необходимость в применении И. с. возникает при ишемической болезни сердца, при некоторых формах дилатационной кардиомиопатии, у больных, ожидающих пересадки сердца, а также после операции на открытом сердце, когда не удается отключить больного от аппарата искусственного кровообращения.

Наиболее разработано искусственное сердце на пневмоприводе. Рабочая его часть представляет собой два искусственных желудочка, изготовленных из биополимеров медицинского назначения. Каждый искусственный желудочек состоит из кровяной и воздушной камер. Кровяные камеры с помощью специальных манжет, содержащих искусственные клапаны, соединяют с предсердиями, аортой и легочным стволом. Воздушные камеры через воздуховод длиной 1,5-2 м связаны с компрессорами, которые находятся вне организма больного. При подаче воздуха гибкая мембрана, разделяющая камеры, перемещается в полость кровяной камеры, и происходит выброс крови в магистральный сосуд. При создании вакуума мембрана втягивается в полость воздушной камеры, благодаря чему кровь из предсердий поступает в кровяную камеру. Регуляция этого процесса осуществляется с помощью специальной системы управления - так называемого привода искусственного сердца. Как правило, работа И. с. на пневмоприводе бывает необходима на протяжении нескольких недель. Однако имеются наблюдения, при которых максимальная продолжительность жизни больного после подключения И. с. на пневмоприводе превышала 600 дней.

Разработаны и проходят экспериментальную апробацию электромеханические и электрогидравлические насосные устройства. Их механическая часть, электронный блок управления и источник питания являются полностью имплантируемыми. Эти И. с. рассчитаны на длительное постоянное использование у тех пациентов, которые нуждаются в пересадке сердца, но имеют противопоказания к ней.

Частично или полностью имплантируемое механическое устройство, позволяющее временно заменить насосную функцию собственного сердца больного, когда оно становится неспособным выполнять требуемую работу по обеспечению организма достаточным количеством крови. Необходимость в применении И. с. возникает при ишемической болезни сердца, при некоторых формах дилатационной кардиомиопатии, у больных, ожидающих пересадки сердца, а также после операции на открытом сердце, когда не удается отключить больного от аппарата искусственного кровообращения.

Наиболее разработано искусственное сердце на пневмоприводе. Рабочая его часть представляет собой два искусственных желудочка, изготовленных.

ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ - устройство, используемое в хирургии, которое принимает на себя функции сердца и легких. Применяется при открытых операциях на сердце, когда собственное кровообращение пациента временно прервано. Состоит из насоса, перекачивающего кровь по телу, и специального устройства для введения в кровь кислорода и удаления углекислого газа.

РАБОТАЕТ ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ

Во Всесоюзном научном центре хирургии АМН СССР проведены эксперименты на животных по имплантации новой советской модели искусственного сердца «Кедр». Комментирует это сообщение директор центра, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственной премий академик Б. Петровский.

В данной серии экспериментов мы имплантируем телятам так называемое «полное» искусственное сердце вместо удаляемого живого. Специально подобраны трехмесячные телята весом 80-90 килограммов. Почему? Дело в том, что особенности кровообращения теленка этого возраста и человека примерно одинаковы.

«Кедр» - одна из новых моделей искусственного сердца. Весит она около 400 граммов, выполнена из полиуретана, кстати сказать, признанного сейчас одним из лучших материалов для изготовления искусственного сердца. Решен ряд сложных и важных конструктивно-биологических задач. Так, например, внутренняя поверхность полостей искусственного сердца максимально тромборезистентна, то есть вероятность тромбообразования при многократных контактах крови с этими поверхностями весьма незначительна. Улучшены гидродинамические характеристики: поступление крови в сердце происходит при наиболее оптимальных значениях давления благодаря точно рассчитанным диаметрам входного и выходного отверстий. Не вдаваясь больше в технические подробности, скажу, что это крайне важные особенности новой модели, обеспечивающие большую физиологичность деятельности всей системы кровообращения с искусственным сердцем.

Модель «Кедр» выполнена с таким расчетом, что она может быть в будущем имплантирована человеку.

Хотел бы отметить важную особенность советской хирургии: любая новая операция, диагностический метод, прежде чем будут внедрены в широкую практику, проходят очень тщательную проверку и экспериментальное изучение.

Естественно, это органически вытекает из самого существа медицины. Ведь еще древние медики говорили: «Прежде всего не повреди!» Ибо нельзя подвергать человека неоправданному риску, чем бы это ни мотивировалось. Такая позиция, точнее говоря, принцип целиком приложим к проблеме трансплантации и создания искусственных органов, в том числе сердца.

В Советском Союзе задача создания искусственного сердца решается последовательно и многопланово. В процессе работы преследуется не только конечная цель - само устройство, заменяющее живое сердце человека, но и изучение важнейших вопросов физиологии и патологии сердечно-сосудистой системы, создание различных аппаратов, в той или иной мере берущих на себя функцию больного сердца на определенный период времени. Сюда относятся создаваемые при непосредственном участии нашего центра аппараты искусственного кровообращения, искусственный левый желудочек сердца и др.

Источники: lvad.ru, transplantation.eurodoctor.ru, znaiu.ru, enc-dic.com, www.bibliotekar.ru

Итоги Первой Мировой

Первая мировая война одна из самых длительных, кровопролитных и значительных по последствиям в истории человечества. Она продолжалась более.

Монтаж пластиковых оконных конструкций

Система металлопластиковых окон, которая стала такой популярной в последние годы может быть задействованной для создания уюта в любых.

Легенда о Бруно из Ла-Монтани

Старая, сохранившаяся лишь частично, легенда о Бруно из Ла-Монтани рассказывает о фейри Броселианда. Бутор, барон из области Ла-Монтань, .

Похудение для здоровья

Лишний вес, особенно если он превышает все стандарты и нормы, не только портит эстетическую картину, но и.

Пирамида Хеопса - описание

После неудачного покушения на царя Александра 2 в 1880 году (бомба была заложена под столовой в Зимнем дворце, но в этот день.

На что посмотреть в Лондоне

До середины XIII века Москва входила в состав Владимирского княжества, но в 1263 году Александр Невский. будучи великим князем Владимирским.

Искусственное сердце

2016. Не нравятся батарейки для искусственного сердца? Используйте экзопротез

2016. 25-летний парень больше года прожил с искусственным сердцем в рюкзаке

2016. В России сделали искусственное сердце в 5 раз дешевле аналогов

2015. Видео: ученые создали пневматическое сердце

2015. Ученые придумали, как склеивать искусственное сердце из клеток

2015. Третья операция по установке искусственного сердца CARMAT прошла во Франции

2013. В Новосибирске человеку установили искусственное сердце отечественного производства

2013. Искусственное сердце CARMAT начинают имплантировать пациентам

2013. Искусственное сердце SynCardia теперь доступно и для детей

2013. SYNERGY - микронасос помагает сердцу качать кровь

2012. Видео: Как живется с искусственным сердцем

2010. Купите искусственное сердце сейчас и получите батарейки бесплатно

2009. Первое искусственное сердце, с которым можно выйти из больницы

2006. AbioCor - первое полностью имплантируемое искусственное сердце

Автономное искусственное сердце

Человеческое сердце - один из самых уязвимых органов, особенно у сильной половины населения - мужчин. Каждый третий мужчина в мире погибает от поломок сердечно-сосудистой системы.

Современная медицина не стоит на месте, проводятся сложнейшие оперативные вмешательства, даже трансплантация, чтобы спасти человеческую жизнь. Но трансплантацию сердца многие пациенты ожидают годами, а у многих из них просто нет времени ждать… Таким пациентам облегчить жизнь, или дождаться очереди на трансплантацию может помочь искусственное сердце. Мы живём в век современных технологий, когда механические приборы проникают в наш быт, в наше тело, а также в наши сердца. Человек с искусственным сердцем - реальность или герой книги жанра фэнтези? Может ли механический прибор стать заменой родному «мотору» человеческого организма?

1 Искусственные детали

Протезы клапанов, каркасные стенты и кардиостимулятор

В развитом современном обществе уже никого не удивишь новостью о протезировании клапана, или установке искусственного кардиостимулятора, стента в коронарный сосуд. А ведь все эти имплантируемые устройства, направленные на поддержание работы родного, человеческого «мотора» являются запчастями, деталями сердца искусственного.

Кардиостимулятор заменяет клетки, ответственные за выработку импульсации, механический протез клапана берёт на себя роль повреждённого и успешно с ней справляются, каркасные стенты, представляющие собой металлическую сетку спасли уже не одну жизнь от инфарктов, поскольку восстанавливают нарушенный коронарный кровоток. Искусственные сердечные запчасти успешно имплантируются в сердечно-сосудистую систему, приживаются и спасают жизни.

А как насчёт того, чтобы собрать все эти запчасти воедино и создать полностью искусственное сердце? Немного истории.

2 Первые шаги от естественного к искусственному

4 апреля 1969 года в кардиологический центр г. Хьюстона поступает умирающий пациент сорока семи лет с диагнозом «сердечная недостаточность». Оперирующий хирург идёт на рискованную операцию: он устанавливает пациенту механический насос, который временно исполняет функцию отказавшего органа. Трое суток установленный насос качает кровь за него. Благодаря именно этому насосу пациент выживает до пересадки ему донорского органа. Так дата 4 апреля 1969г. стала началом подобия имплантации искусственного сердца.

3 Сердечные механические запчасти

В помощь повреждённым болезнью, неспособным справляться с перекачиванием крови по организму желудочкам сердца, учёные создали искусственный желудочек. Это механическое устройство, насос, облегчающее перекачивание крови. Эти механизмы могут быть расположены как снаружи, так и внутри органа. Первые модели искусственных желудочков сердца были изготовлены в Америке. На первых механических моделях желудочки заменяли два пластиковых мешочка, а работы сердечных клапанов выполняли пластиковые мембраны, изготавливались детали в основном из полихлорвинила.

Механизм работал от огромной пневматической машины, она была чрезвычайно шумной, а также выглядела очень громоздко, пациент с таким имплантированным устройством мог жить лишь в условиях стационара. У данной модели было много недостатков. В конце 90-х годов появились усовершенствованные миниатюрные электрические турбины. Данные турбины имеют большое сходство с двигателями от самолётов, они способны перекачивать кровь десятилетиями. Насос с турбиной весит примернограмм, его габаритысм.

Схема работы искусственного желудочка

Выглядит он куда меньше человеческого кулака. Данный прибор подсоединён к управляющему блоку, процессору с аккумулятором выглядит она как сумка, которая прикрепляется на пояс человеку. Аккумулятор необходимо перезаряжать спустя несколько часов. Человек при помощи этого блока способен регулировать работу искусственного желудочка, замедлять или ускорять вращение турбин. От процессора отходит кабель, идёт через кожные покровы непосредственно к искусственному желудочку.

Показаниями для использования данных турбин чаще возникают при отказе в работе родного левого желудочка сердца. Именно он быстрее всех «изнашивается» при сердечной недостаточности. Турбина содержит электродвигатель или осевой насос, который и осуществляет перекачивание крови. Осевые насосы для искусственного аппарата лёгкие, имеют малые размеры, потребляют минимум энергии. Насос создаёт не пульсирующий, а постоянный ток крови.

Поэтому у людей с вживлённым механическим желудочком нет пульса. Но отсутствие пульсовой волны никак не сказывается на качестве жизни. Электрический левый желудочек может работать параллельно с родным сердцем, облегчая работу последнего. На сегодняшний день искусственные желудочки успешно внедрены и работают в телах нескольких тысяч пациентов по земному шару, они позволяют людям ходить, водить автомобиль, вести полноценный образ жизни, пусть и с некоторыми ограничениями.

4 Способна ли машина к чувствам?

Помните историю о железном дровосеке, который отправился к волшебному Гудвину за сердцем? С детства нам известно, что металл не способен отвечать на чувства и эмоции. Как же искусственное сердце будет реагировать на эмоциональные всплески, чувства, переживания? Ведь родной человеческий «мотор» чутко улавливает эмоции, смену настроения, и даёт отклик организму в виде гемодинамических изменений - урежения или усиления ЧСС, снижения или повышения давления. Эти изменения необходимы, чтобы обеспечить кислородом и нутриентами все органы в условиях общего стресса.

Способно ли искусственное сердце человека также подстраиваться под изменения настроения? Учёные разработали быстродействующий цифровой процессор - «мозг», управляющий искусственным органом. В доли микросекунды система распознаёт изменения в работе механического прибора и перезапускает его работу заново. Но полностью доверить работу таким процессорам пока не разрешено. Человек сам может задавать ритм и частоту биения (вращения двигателя) искусственного сердца путем переключения кнопок на внешнем носителе, к которому оно подключено.

Полностью программируемое механическое сердце, как обещают, ученые еще в перспективе, на сегодняшний день есть наработки, которые еще требуют изучения. Все модели искусственных сердец и новые технологии должны проходить крупномасштабные испытания. Первыми испытателями искусственных сердец обычно становятся годовалые телята или свиньи. Их сердца наиболее близки к человеческим по размеру, и перекачивают примерно одинаковые объёмы крови.

5 Минусы искусственного прибора

Несмотря на большие преимущества, которые дарит искусственное сердце, у пациентов могут возникать следующие осложнения:

• Тромбозы. Риск инсультов у таких пациентов высок, поскольку вращающиеся турбины двигателя повреждают форменные элементы крови, а повреждённые тромбоциты имеют большую способность к склеиванию и оседанию. Также сам насос, являясь инородным телом, провоцирует тромбообразование. В последнее время на внутреннюю поверхность насоса и турбин наносят алмазную наноплёнку, она нужна для профилактики тромбообразования, поскольку именно тромбозы являлись главным осложнением после вживления искусственных деталей механического сердца.
• Восходящая инфекция. Часто именно инфекция служит причиной летального исхода пациентов с искусственным сердцем. Ворота инфекции - кабель, одним концом подсоединённый к внешнему процессору, а вторым к искусственному вживлённому в сердце механическому устройству.

Учёные пытаются сделать искусственное сердце человека полностью автономным, без внешних аккумуляторов, тогда бы многие риски и осложнения снизилась бы во много раз.

6 Полная замена

В 2010 году в Америке 55-летний пациент с крайней степенью сердечной недостаточности дал согласие на пересадку искусственного сердца - двух миниатюрных электрических турбин, выполняющих роль правых и левых сердечных камер с постоянным кровотоком. Работой обеих турбин управляет внешний процессор. На протяжении первых двух недель пациент чувствовал себя очень хорошо, но прожил он чуть больше месяца. Пересадка искусственного сердца - двух турбин, полностью заменяющих родной «мотор», производиться во многих странах, эта операция позволяет многим пациентам дожить до трансплантации.

7 Не «вместо», а «в помощь»

В России специалисты клиники Мешалкина и Института прикладной физики разработали механическое сердце - прибор, способный поддерживать больной «мотор» человека, а именно ослабленный левый желудочек. Его значительным преимуществом является дисковый насос, который существенно снижает риск образования тромбов. Показаниями к его вживлению могут стать пациенты, ожидающие пересадки сердца, пациенты с тяжёлой сердечной недостаточностью, с отказавшим в работе левым желудочком.

Установка кардиостимулятора сердца: показания и противопоказания

Замена клапана на сердце - виды операций

Публикация материалов сайта на вашей странице возможна только при указании полной активной ссылки на источник

Ученые создали искусственное сердце

Современные ученые всерьез задумываются над тем, как лечить пациентов с тяжелыми заболеваниями сердечно-сосудистой системы, которые являются одной из основных причин смертности в мире. Недавно ученые из США сумели создать искусственное сердце, которое на данный момент является самым мощным в мире. Этот орган создан из мягкого материала, он позволяет качать очень большой объем жидкости, если сравнивать с другими приборами.

Материал, из которого создан орган - гибкий силикон, позволяет воздуху проникать внутрь, что отличает новое «сердце» от тех кардиопротезов, которые были изобретены ранее. Поэтому протез способен работать практически так, как и настоящее сердце.

Специалисты сделали внешний насос из специальных материалов, не вступающих с тканями тела человека в реакции. С помощью этого насоса жидкость и воздух проходит сквозь искусственный орган. Сердце покрыто пластиком, который является своеобразной «кожей», предотвращая утечку материалов.

Правда, от обычного человеческого сердца этот орган отличается: если в сердце человека четыре камеры, то в искусственном протезе – только две. Но ученым удалось достигнуть стабильности процесса перекачки жидкости между камерами.

Правда, пока что изобретенный учеными протез, к сожалению, в медицинских целях не используют. Дело в том, что пока что недостаточно изучены свойства материалов, из которых изготовлен орган, в условиях человеческого тела. К тому же пока что скорость перекачивания жидкости не полностью идентична этому процессу в естественных условиях. Поэтому работа над совершенствованием этого изобретения будет продолжаться.

Ну а пока что есть смысл позаботиться о здоровье сердечно-сосудистой системы и укреплении сердца. В частности – избавиться от вредных привычек и укреплять сердце с помощью физических тренировок. Однако тренироваться тоже нужно правильно. Так, ученые из Техасского Юго-Западного Университета считают, что проблемы с сердцем нельзя решить с помощью непродолжительных, получасовых тренировок. Дело в том, что ранее Американская кардиологическая ассоциация рекомендовала заниматься хотя бы 30 минут в день, чтобы снизить вероятность развития сердечной недостаточности. Была проанализирована информация, полученная вследствие нескольких исследований, посвященных физической активности. Выяснилось, что риск развития болезней сердца был практически идентичным у людей, вообще не занимающихся спортом, и у тех, кто занимался физкультурой каждый день по полчаса. А те, кто тренируется в день по 2 или 3 часа, снижают риск развития заболеваний сердца соответственно на 20% и 35%.

Образование: Окончила Ровенский государственный базовый медицинский колледж по специальности «Фармация». Окончила Винницкий государственный медицинский университет им. М.И.Пирогова и интернатуру на его базе.

Опыт работы: С 2003 по 2013 г. – работала на должностях провизора и заведующего аптечным киоском. Награждена грамотами и знаками отличия за многолетний и добросовестный труд. Статьи на медицинскую тематику публиковались в местных изданиях (газеты) и на различных Интернет-порталах.

Татьяна: В один не очень прекрасный день у меня отекло колено и стало болеть. Мне было 38 лет.

Мари: Мне врач советовал иммуномодуляторы пропить и одновременно с этим пшикать нос.

Ольга: Мне 49 лет, спираль поставили из-за миомы и эндометриоза. Спираль ставила в марте 2013 .

Все материалы, представленные на сайте, носят исключительно справочный и ознакомительный характер и не могут считаться назначенным врачом методом лечения или достаточной консультацией.

Шанс на спасение - искусственное сердце

При крайней степени нарушения сократительной способности сердца или при проведении кардиологических вмешательств используется механическое устройство, временно поддерживающее достаточный уровень жизненно-важных параметров.

Все аппараты для искусственного кровообращения подразделяют на оксигенаторы (насыщают кровь кислородом) и кардиопротезы (имплантируют в организм). Такие устройства помогают провести длительные операции на открытом миокарде или быть надеждой на спасение жизни в период ожидания донорского органа для трансплантации.

История открытия механического сердца

Первооткрывателем возможности поддержания кровотока по сосудам вне организма был советский врач Демихов. Он провел операцию собаке еще в 1937 году, установив на место сердца насос, который был соединен с электрическим двигателем. В 60-е годы американские ученые Кольф и Акутсу создали сердце из пластика с 4-мя трехстворчатыми клапанами. Его работа обеспечивалась пневматическим приводом.

Но настоящая успешная имплантация искусственного сердца осуществлена только в 1969 году хирургом из Америки Кули. Пациент страдал от аневризмы левого желудочка. Ему провели обширную резекцию (удаление) части миокарда, после чего было невозможно отключить от аппарата экстракорпорального кровообращения.

Так как единственным шансом на спасение жизни могла бы быть пересадка сердца, то до ее проведения установили механический трансплантат. Он проработал 64 часа, затем было найдено и пересажено донорское сердце. К сожалению, больной погиб от пневмонии, прожив менее 2 суток. Но подобная двухэтапная трансплантация лежит в основе современных операций.

Все дальнейшие попытки создания искусственного аналога сердца не привели к ожидаемому результату. Модели российских аппаратов могут работать до 100 дней, их внешний двигатель громоздкий, подзарядка должна быть каждые 12 часов.

Так как спрос на искусственное сердце повышается с каждым годом, то проводится постоянное совершенствование приборов и научные открытия в этой области. К новейшим, но экспериментальным разработкам, относится сердце, напечатанное на 3D принтере, а также выращенное из стволовых клеток.

А здесь подробнее о гипертрофии миокарда.

Удачные примеры установки искусственного органа в разных странах

Долгое время самым известным механическим сердцем была модель Джарвик 7, рекордная продолжительность жизни больного составила 620 дней. Именно столько прожил со времени установки (в 1985 году) У. Шредер, доказав, что можно заменить биологический орган на рукотворный.

Модель искусственного сердца Джарвик 7

Следующей версией такого прибора был Симбион, а в настоящее время Синкардия является практически единственной успешной моделью искусственных сердец. Основная проблема подобных устройств – это вес зарядного устройства, которое нужно было возить с собой или носить в рюкзаке за спиной.

Пациенты с таким аппаратом не избавлены от необходимости пересадки донорского органа, но они могут ожидать трансплантацию не только в больнице, как было раньше, а зарядить аккумулятор от обычной розетки, находясь дома. Синкардии установлены 1600 больным, максимальный срок работы превысил 3,5 года. Поэтому у пациентов появился шанс дожить до того момента, когда будет найден подходящий донор.

Искусственное сердце справа

Что такое синдром пересаженного сердца

Несмотря на то, что после пересадки механического аналога сердца или замены его клапанов появляется шанс на жизнь, многие пациенты не ощущают облегчения. Это связано с такими причинами:

• возникает страх поломки устройства,
• шум от работы по ночам не дает возможности уснуть,
• больной постоянно фиксирован на ритме сердцебиений,
• нарастает депрессия и суицидальные наклонности.

Появляются жалобы на головную боль, онемение конечностей, обмороки и головокружения, сильную утомляемость. Это заставляет больных резко ограничивать физическую активность.

Риски установки аппарата

Операция довольно сложная, она имеет прогнозируемые и внезапные осложнения. Так, например, ни один врач не может дать гарантию, что во время установки механического сердца не возникнет смерть.

К достаточно ожидаемым рискам относятся:

• аллергические реакции на медикаменты,
• формирование кровяных сгустков,
• интенсивное кровотечение,
• инфекция,
• поломки или помехи в работе механизма.

Все же большинство операций проходят успешно и без осложнений, а пациенты с искусственным сердцем способны даже пробежать марафонскую дистанцию. Все зависит как от заболевания, так и от стремления пациента к выздоровлению и соблюдения рекомендаций врача.

Смотрите на видео об установке искусственного сердца:

Системы искусственного кровообращения

Экстракорпоральное кровообращение, то есть подключение сосудистой сети пациента к аппаратам для очистки, насыщения кислородом или введения медикаментов, бывает таких видов:

Если нужно изолировать орган или систему от общего кровотока для того, чтобы в вести большую концентрацию лекарственного вещества, то такой способ назван регионарным или изолированным. Он применяется онкологами и хирургами для перфузии цитостатиков или антибиотиков.

Вспомогательное кровообращение снижает нагрузку на сердце путем снижения притока крови или сопротивления периферических сосудов. Проводится в виде внутриартериальной баллонной контрпульсации, разгрузки при подключении к роликовым или центрифужным насосам, а также установки искусственных желудочков сердца.

Что представляет собой аппарат искусственного кровообращения

В составе устройства, которое может взять на себя основные функции организма – дыхание и циркуляцию крови для передачи кислорода тканям, входят такие части:

• оксигенатор (аналог легких),
• теплообменник (поддерживает температуру),
• насос с регуляцией производительности (искусственное сердце),
• магистрали для передвижения крови,
• фильтры для поглощения газовых пузырьков, кровяных сгустков, разрушенных клеток крови.

Дополнительно в составе могут быть системы для поглощения крови из раневой зоны, дренажа левого желудочка, измерения скорости кровотока, температуры венозной и артериальной крови, давления, содержания кислорода. Для заправки прибора могут быть использованы:

• физиологический раствор глюкозы или хлорида натрия,
• реополиглюкин,
• калия хлорид,
• бикарбонат натрия,
• эритроцитарная масса из донорской крови.

Принципы работы

Подключение аппарата для искусственного кровообращения зависит от выбранной методики оперативного вмешательства. Наиболее распространенная схема предусматривает такие этапы:

1. Забор крови из обеих полых вен или из правого предсердия, желудочка.
2. Поступление в оксигенатор.
3. Накачивание насосом в бедренную артерию.
4. Продвижение по брюшной и грудной части аорты (против обычного направления).
5. Через дугу аорты кровь течет в коронарные и мозговые артерии.

Длительность подключения зависит от вида операции – от нескольких минут дочасов. При этом врач старается как можно меньше держать пациента на искусственной перфузии. Если для операции требуется более часа, то кровь дополнительно охлаждается. Это позволяет понизить потребность в кислороде, а значит, и скорость кровотока. При особо сложных вмешательствах гипотермия может достигать 15 градусов.

Действие искусственного кровообращения на организм

Условия гемодинамики, которые воспринимаются организмом как стрессовые, включают:

• обратный поток крови в аорте,
• минимальный уровень давления в полостях сердца,
• разрушение клеток крови в период продвижения по жестким магистралям,
• отключение легочного кровотока,
• скопление в крови медиаторов боли,
• гипотония и низкое сопротивление сосудов.

Операция с подключением к аппарату искусственного кровообращения подобна тяжелой травме, кровопотере и шоковому состоянию. Для компенсации организм перераспределяет питание таким образом, чтобы защитить головной мозг и сердце в ущерб для остальных органов. Это мешает достигнуть нормального кровотока даже на высокой скорости перфузии. Поэтому ткани страдают от недостатка кислорода и обменного закисления крови.

Осложнения после

Самыми сложными для последующего лечения являются такие нарушения после отключения пациента от прибора:

• закупорка сосудов жизненно-важных органов эмболом, тромбом, кальцием или каплями жира, воздухом;
• ишемия органов;
• реакция на консервированную кровь;
• чрезмерная кровоточивость из-за введения Гепарина или активации фибринолиза.

Для предотвращения этих осложнений в период экстракорпорального кровотока проводится постоянное исследование состояния пациента и лабораторных показателей. Современные аппараты снабжены системами многоступенчатых фильтров.

А здесь подробнее о лечении гипертрофии левого желудочка сердца.

Искусственное сердце представляет собой прибор, через который проходит кровь в период кардиохирургических вмешательств или его имплантируют в организм пациента. Несмотря на то, что есть примеры длительной жизни с подобным устройством, такая установка является временной мерой для больных, ожидающих донорское сердце.

Протезированные клапаны или желудочки сердца могут взывать сложные психологические проблемы. В период операции замена собственных функций легких и сердца на аппаратные позволяет провести необходимые манипуляции на открытом сердце.

Модели искусственного сердца. Пересадка сердца показана пациентам с высоким риском смерти в течение года.

После этого аппарат искусственного кровообращения отсоединяют, а сердце восстанавливает свою работу.

Другими словами, это искусственный водитель ритма, который синхронизирует работу. Второй вариант - появление блока в проводящей системе сердца.

Например, важна эндомиокардиальная биопсия после пересадки сердца. . для обследования пересаженного сердца (изогнут за 7 см)

Пересадка сердца как единственный выход на поздней стадии. Искусственное сердце.

В ближайшее время мы опубликуем информацию.

Медицинская техника современности дает возможность производить частичную или полную замену больных органов человека. для слабослышащих людей, электронный водитель сердечного ритма, изготовленный из специальной пластмассы хрусталик - это лишь некоторые примеры применения техники в области медицины. Более распространенными становятся биологические протезы, которые приводятся в движение при помощи миниатюрных блоков питания, реагирующих на биотоки человеческого организма.

В процессе сложнейших хирургических вмешательств неоценимую помощь врачам оказывают «Искусственное легкое», «Аппарат для искусственного кровообращения» и прочие искусственные органы. Они принимают на себя функции систем, подвергающихся операции, позволяя на время приостановить их деятельность.

Как показывает практика, сегодня достаточно много людей, страдающих нарушениями в работе (недостаточностью или сужением). Существует возможность реконструкции или замены пораженного клапана на искусственный Для этих целей применяют современные биологические или механические протезы.

Аппарат «Искусственное сердце» вошел в медицинскую практику. Однако полностью заменить настоящее он пока не может.

Искусственное сердце - это четырехкамерный протез с мешотчатого типа желудочками. Модель имеет правую и левую половину. Каждая из них состоит из искусственного предсердия и желудочка. Составными элементами последнего являются рабочая камера, корпус, выходной и входной клапаны. Для изготовления корпуса применяется силиконовая резина и метод наслоения. Согласно технологии в жидкий полимер погружается матрица, вынимается, затем высушивается. Так до тех пор, пока на ее поверхности не создастся многослойная плоть. Аналогичную форму имеет рабочая камера. Для ее изготовления применяется латексная резина и силикон. Рабочая камера имеет конструктивную особенность - толщина стенок ее разная и в них различают пассивные и активные участки. Расчет конструкции произведен таким образом, что исключено соприкосновение противоположных стенок ее рабочей поверхности даже в случае полного напряжения активных участков. Это предотвращает травму форменных кровяных элементов. Российские ученые продолжают работу над созданием и совершенствованием доступной конструкции протеза.

Довольно дорогостоящая зарубежная система «Искусственное сердце» позволяет пациенту в течение года ожидать операции. Аппарат оснащен кейсом, где находятся два желудочка. Наружный сервис, состоящий из монитора контроля, компьютера находится у врачей в клинике. Дома у пациента блок питания. Зарядка производится от сети. При этом главная задача пациента - следить за зеленым индикатором, указывающим на состояние аккумуляторов.

Чтобы «Искусственное сердце» стало применяться как постоянно функционирующий аппарат, необходимо, чтобы оно:

Имело небольшие размеры;

Регулировало выброс в соответствии с запросами организма;

Обеспечивало необходимый выброс крови;

Без труда подвергалось стерилизации;

Обеспечивало прокачку крови без каких-либо резких толчков, во избежание гемолиза (разрушения эритроцитов).

Сегодня разработаны лишь устройства, полностью заменяющие желудочки. При пересадке две нижние сердечные камеры соединяются с верхними (предсердиями). Предварительно производится ампутация заменяемых желудочков.

Продолжительность жизни пациента, которому была впервые произведена долгосрочная составила 112 дней. Тогда искусственное сердце совершило тринадцать миллионов ударов.