Interfax-Russia.ru – Сибирские ученые создают имплантант, способный заменить донорское сердце.
Аппарат, перегоняющий кровь из одной области сердца в другую, разрабатывают сотрудники Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича (ИТПМ) СО РАН совместно со специалистами Новосибирского научно-исследовательского института патологии кровообращения (ННИИПК) им. Е.Н.Мешалкина. В настоящее время, по данным ученых, ими уже создан первый прототип (стендовая модель) такого устройства.
"Прибор создается для людей, страдающих сердечной недостаточностью. Во-первых, он нужен пациентам, ожидающим пересадку сердца. Во-вторых, используется как "мост к выздоровлению" на то время, пока главный орган человека не справляется с нагрузкой. Третий случай - когда пациенту по целому ряду причин противопоказана пересадка сердца", - уточнил руководитель Центра хирургии аорты, коронарных и периферических артерий ННИИПК им. Е.Н Мешалкина Александр Чернявский.
Технология использования такого устройства, по словам ученого, выглядит следующим образом: сначала маленький моторчик, перекачивающий кровь, вшивается под сердце человека, после чего через брюшину от него выводится провод, к которому уже подключаются различные приборы, необходимые для работы "насоса". Примерно по такому же принципу работает прибор, недавно придуманный американскими механиками из NASA и запущенный в производство в Германии.
"Сегодня такой насос стоит около 250 тыс. евро. НИИ патологии кровообращения им. Е. Н. Мешалкина регулярно покупает его для своих пациентов. Мы изучили его устройство и теперь знаем, как сделать лучше", - отметил в свою очередь академик ИТПМ СО РАН Василий Фомин.
Так, по его данным, предполагается, что создаваемый в Новосибирске прибор будет значительно легче своих зарубежных аналогов (150 грамм вместо 300) и при этом сможет перекачивать кровь со скоростью до 7 литров в минуту. Кроме того, как утверждают разработчики, их аппарат позволит существенно минимизировать риск возникновения тромбоэмболии, которая, к сожалению, достаточно часто развивается у пациентов при использовании подобных аппаратов.
"При разработке нашего прибора мы используем принципиально новый механизм каменного насоса. В нашем устройстве в отличие от других подобных аппаратов не будет инжектора, который бы толкал кровь, а она будет сама как бы цепляться за специальные самовращающиеся пластины и соскальзывать с них, что сделает работу устройства более "мягкой", - добавил Чернявский Interfax-Russia.ru.
В то же время, как отметил эксперт, прежде чем говорить о каких-то преимуществах будущего прибора, нужно сначала собрать экспериментальную модель устройства, а затем подтвердить ее работоспособность с помощью ряда экспериментов. На эти цели Российский фонд фундаментальных исследований уже выделил новосибирцам грант в размере 1,5 млн рублей.
"Соответственно наша задача состоит в том, чтобы за этот год изготовить из пластика рабочую, управляемую модель такого устройства, создать программы, чтобы она могла работать в разных режимах, изучить, какие направления, потоки и давления крови будут создаваться в рабочих камерах этого насоса", - уточнил ученый.
В следующем году, если проект получит необходимое финансирование, специалисты планируют провести исследования по тромбообразованию, а затем, в случае успеха, перейти к испытаниям на животных.
Как известно, первым идею создания искусственного сердца выдвинул советский ученый Владимир Демихов, который еще в 1937 году показал принципиальную возможность поддержания кровообращения в организме собаки с помощью пластикового насоса, приводимого в движение электродвигателем. Два с половиной часа, которые прожило животное с этим механическим устройством, имплантированным на место удаленного сердца, стали отсчетом новой эры в медицине.
Затем эстафету подхватили американские ученые. Два десятилетия спустя они разработали искусственное сердце из полихлорвинила, состоящее из двух мешочков, включенных в единый корпус. Оно имело 4 трехстворчатых клапана из того же материала и работало от пневмопривода, расположенного снаружи. Дальнейшие усилия ученых были направлены на увеличение времени жизни лабораторных животных: к 1970 году они дотягивали до 100 дней, к 1974-му жили около 4 месяцев.
Первую же попытку имплантировать искусственное сердце человеку американцы предприняли в 1969 году. Аппарат в организме тяжело больного пациента проработал 64 часа, после чего был заменен донорским сердцем. Больной, правда, вскоре умер от пневмонии, тем не менее, специалисты сочли результат такого эксперимента весьма обнадеживающим, решив продолжить свою работу в данном направлении. В итоге в 1982 году они представили более совершенное устройство, получившее название "Джарвик-7". Тяжело больной пациент, которому его вживили, прожил 112 дней. За это время искусственное сердце совершило 13 млн ударов.
В те же годы эксперименты с искусственным сердцем возобновились и в СССР. Тогда был создан аппарат "Поиск-10М, неплохо зарекомендовавший себя во время испытаний, но полностью дискредитировавший технологию на практике (ни один из 17 пациентов, которым установили устройство, не прожил с ним дольше 15 суток).
Неудачи, связанные с применением громоздких аппаратов с внешним приводом, подвигли ученых искать более удобные пути решения проблемы искусственного кровообращения. Тогда специалисты пришли к тому, что нужно заменять не все сердце больного, а только левый желудочек, на который как раз и падает основная нагрузка при перекачивании крови. Для этих целей были созданы отечественный прибор под названием "Ясень-22", работа над которым, к слову, велась в Авиаконструкторском бюро имени П.О. Сухого, и американский аппарат "Биопамп", который поддерживал жизнь больных до 55 суток, а также более поздние модели "Новакор" и "Хартсэйвер".
В дальнейшем, как уже упоминалось выше, к работе над искусственным сердцем подключились также и специалисты из NASA. Ученые смоделировали работу сердца на суперкомпьютере, который обычно применяется для расчетов происходящих в ракетном двигателе процессов. Проблема со многими ранее используемыми моделями сердца заключалась в том, что в одних его частях возникали турбулентные потоки крови, вызывающие повреждение эритроцитов, а в других кровь застаивалась, вызывая опасность образования сгустков и тромбов. Просчитав движение крови по искусственному сердцу, ученые смогли усовершенствовать его конструкцию так, чтобы избежать нежелательных осложнений. Искусственный орган был вживлен 25 пациентам, из которых 8 уже дождались своей очереди на пересадку донорского органа.
Одной из последних разработок в этой области считается искусственное сердце, несколько лет назад созданное французским профессором Аленом Карпантье. Данная модель, по заверениям разработчиков, является полностью автономной и не требует регулировки извне при изменении нагрузки у пациента.
"Огромное преимущество дает использование биологических материалов, которое позволяет минимизировать риск их отторжения организмом. Это - первый аспект. Второй - это компьютеризированная поддержка работы сердца, которая происходит в режиме реального времени. Это означает, что после каждого удара сердца, устройство анализирует ситуацию с помощью сенсоров в двух желудочках. И работа сердца адаптируется", - пояснял кардиохирург.
Первым и пока единственным носителем искусственного сердца нового поколения стал 75-летний житель Франции, страдавший острой формой сердечной недостаточности. Операция была проведена в декабре 2013 года в парижском госпитале имени Жоржа Помпиду. Пожилой мужчина прожил с новым сердцем 65 дней.
Обозреватель Наталья Пономарева
Присоединяйтесь к Interfax-Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook