Искусственное сердце история создания – принципы работы аппарата кровообращения, достижения в кардиохирургии, осложнения искусственного кровообращения

Содержание

Как в СССР научились делать искусственное сердце

Сердце-жизненно важный орган человеческого организма. Его главная функция-перекачка крови. Как только наше сердце перестает работать в правильном режиме- мы получаем осложнения, а как только оно останавливается-мы умираем.

Первые попытки спасти жизнь

80-т лет назад началась история разработки искусственного сердца. Тогда первым подопытным стала собака, которой вместо собственного сердца, поставили пластиковый насос.

Отец мировой трансплантологии Владимир Петрович Демихов

Это приспособление работало от электричества, и дало возможность прожить животному еще пару часов. Это исследование Владимира Демихова открыли новую нишу в медицине.

Флаг первенства

Мнение эксперта

Исаак Якович Зельдер

Советский астрофизик, физохимик, доктор физико-математических наук, Академик АН СССР, конструктор, инженер. Герой Социалистического труда СССР.

После начала советских разработок, спустя 20 лет, активно начались исследования американских ученых. В. Кольф и Т. Акутсу сумели создать синтетическое сердце из инновационного материала — полихлорвинила.

Изобретение состояло из 2 мешков соединенных в единый корпус. Так же в конструкции было 4 трехстворчатых клапана. Само приспособление работало благодаря пневмоприводу, который располагался снаружи.

Синтетическое сердце

Только в конце 60-х годов 20 века врачей и ученых посетила мысль о том, что синтетическое сердце можно и вполне реально использовать для поддержания человеческой жизни на период поиска доноров. В 1969 году американский хирург Д. Кули провел первую операцию по имплантации сердца после сложной болезни.

Кто продвинулся дальше в трансплантологии?

СССРСША

Пациент прожил 2,5 (суток) с синтетическим органом, но вскоре умер от пневмонии. Это была первая двухфазная операция, которая очень популярна и востребована в наше время.

Возвращение на арену

Отечественные ученые вернулись на арену медицинских сражений и разработок только в конце 1960-х годов. Именно тогда была создана первая на территории СССР группа, которая занималась разработкой пневмогидравлического насоса. Преимущество изобретения в том, что этот вид искусственного сердца мог позволить поддерживать человеческую жизнь, пока врачи занимались поиском подходящего донора.

Объединение соперников

США и СССР решили действовать сообща и в 1974 году подписали бумаги о совместных разработках и исследованиях синтетического сердца. Договор подписали в Москве. Этот тандем просуществовал около 20 лет. Возглавил этот проект Валерий Шумаков в 1975 году. Спустя год в Советском Союзе была открыта первая Лаборатория искусственного сердца.

В.Шумаков

Вершиной её работы стала разработка “Герц-02”. Испытания этого нового прибора было проведено спустя 10 лет после создания, в 1985 году. Первым подопытным стало животное, а точнее теленок.

Мнение эксперта

Александр Николаевич Румянцев

Изобретатель, владелец многих патентов, кандидат технических наук, профессор Санкт-Петербургского технического университета.

Он прожил с синтетическим органом более чем две недели. Но по неизвестным причинам, тестирование было остановлено на неопределенный срок. Скорее всего причиной остановки работ стало финансовое положение в стране.

Чего успели достичь?

Советские ученые смогли наладить работу искусственного сердца с внешним приводом так, что оно было способно работать 100 дней. Именно это достижение дало возможность полагаться на клинические испытания.

В конце 1986 года было проведено 17 операций по замене сердца. Наши врачи даже выезжали за границу по очень экстренным вызовам. Но, старания врачей были почти напрасными, ведь они спасали жизнь пациентов всего на 15 суток.

Искусственное сердце «Герц-02»

Спустя много лет разработка 1975 года осталась наиболее актуальной. По состоянию на 2010 год ученые не создали более продуктивного синтетического сердца.

В наши дни успешно оперируют пациентов даже с самыми сложными диагнозами. Пересадка донорского сердца стала одной из самых востребованных и высокооплачиваемых процедур.

osssr.ru

Искусственное сердце – Наука – Коммерсантъ

2 декабря 1982 года американский хирург Дейтон Кули в критической ситуации имплантировал искусственное сердце Jarvik 7 пациенту Барни Кларку. Пациент прожил с искусственным сердцем 112 дней, которые, как сказал один из участников операции, «дали больше знаний, чем предыдущие девять лет» жизни Барни Кларка. Примечательно, что Кларк, будучи верующим человеком, согласился на операцию не для продления жизни, а для помощи науке.

В день пересадки Дейтон Кули работал под руководством другого знаменитого хирурга Майкла Эллиса Дебейки и даже не предупредил его о предстоящей операции, что привело к драматическим последствиям в их отношениях. Поведение Кули было признано неэтичным, и он был вынужден перейти на работу в другой госпиталь. Даже разработка искусственного сердца велась разными путями. Когда был создан Jarvik 2000 J весом 90 грамм, в клинике Дебейки использовали DeBakey Mikromed весом всего 53 грамма. Врачи помирились через сорок лет, когда Кули было 87 лет, а Дебейки – 99.

Искусственное сердце Jarvik 7, разработанное доктором Робертом Джарвиком в лаборатории знаменитого врача Виллема Йохана Колффа, было не первым (что понятно по цифре 7) и не единственным искусственным сердцем к тому времени. Но именно это устройство стало наиболее востребованным и применимым при операциях на сердце. В новых модификациях оно выпускается до настоящего времени фирмой SynCardia Systems.

Первое пересаженное сердце было искусственным: пластмассовый насос с моторчиком. Операцию по его пересадке провел в 1937 году выдающийся отечественный хирург и основоположник научной трансплантологии Владимир Петрович Демихов. Собака, которой была проведена операция, прожила с искусственным сердцем два часа. Человеку впервые было пересажено сердце в 1964 году американским хирургом Джеймсом Харди. Пациенту пересадили сердце шимпанзе. Больной прожил всего полтора часа: маленькое сердце шимпанзе не смогло обеспечить крупного мужчину. Первую пересадку сердца от человека человеку произвел в 1967 году в ЮАР Кристиан Бернард. Донором был женщина 25 лет, а реципиентом 55-летний мужчина. Пациент прожил 18 суток и умер от двусторонней пневмонии, поскольку пересадка чужих тканей требовала полного подавления собственного иммунитета. Кстати, до конца жизни Бернард считал своим учителем В. П. Демихова. В нашей стране первая пересадка сердца была проведена в 1987 году хирургом Валерием Ивановичем Шумаковым.

В настоящее время пересадка сердца стала рутинной операцией. В мире производится около 6000 пересадок сердца в год. Однако количество научных проблем по мере развития этого направления современной хирургии возрастает. Кроме того, остаются актуальными все возникшие при первых пересадках проблемы. Первый вопрос: искусственное или «натуральное»? Пересадка сердца от донора требует специального подбора, типирования, что может надолго задержать спасительную операцию, когда обратный отсчет идет даже не днями, а часами – больной может так и не дождаться подходящего донора. К несчастью, количество людей, ожидающих трансплантацию сердца во всем мире, значительно превышает возможности получения донорских сердец. Именно это поддерживает напряженную активность в разработке искусственного сердца.

Функция, которую выполняет человеческое сердце как насос, оказалась настолько значительной, что масса искусственного сердца превышает 6 килограмм. Источник питания и двигатель надо носить с собой в рюкзаке или катить за собой на тележке. Отчасти поэтому борьба идет за уменьшение размеров и создание таких внутренних поверхностей искусственного сердца, которые минимально способствуют образованию тромбов. В Новосибирском институте патологии кровообращения им. Мешалкина имплантируют искусственное сердце отечественной разработки. К настоящему времени имплантировано более 20 таких искусственных сердец.

Устройство с дисковым насосом уменьшает контакт крови с механическими поверхностями, тем самым минимизируя образование тромбов. Сам прибор по размерам меньше зарубежных аналогов, проще имплантируется и стоит в почти впятеро дешевле. Это устройство может в дальнейшем значительно потеснить иностранные аналоги, поскольку стоимость операции по пересадки сердца в США превышает 800 тысяч долларов. Однако все имплантируемые искусственные сердца имеют выход наружу, что является потенциальным источником инфекции и ограничивает сроки их применения.

Американская фирма AbioCor создала искусственное сердце, имплантируемое целиком: когда источник питания находится под кожей и может подзаряжаться снаружи. Пока это устройство находится в стадии испытаний. В любом случае, искусственное сердце – это этап на пути пересадки донорского сердца. 25-летний Сэм Ларкин живет с искусственным сердцем фирмы SynCardia уже семнадцать месяцев. Он может находиться вне дома и даже играет в баскетбол. Но это несравнимо с донорским сердцем, максимальная продолжительность жизни с которым в настоящее время составляет 33 года. Именно столько прожил Джон Маккаферти, которому пересадка была проведена в 1983 году. Пересаженное сердце тоже может стареть, болеть и приходить в негодность. Миллиардер Дэвид Рокфеллер сделал себе первую пересадку сердца в 1976 году. В этом году, ко дню его 101-летия, ему пересадили шестое по счету сердце.

В Массачусетском госпитале ученые разработали совершенно новый способ получения донорских сердец. Сердце, которое не подошло для трансплантации, помещают в специальную среду, где удаляют практически все живые клетки, оставляя «каркас». Этот каркас заселяют клетками, взятыми у больного, и за две недели выращивают новое сердце. Такие пересадки уже сделаны на мышах.

Еще одним путем получения нового сердца стали попытки напечатать его на 3D-принтере. Поскольку ткани сердца достаточно однородны, то напечатать его даже легче, чем другие органы. Предположительный срок реализации этого направления оценивается в десять лет. Достижения современной науки позволяют искать новые пути в области пересадки сердца.

Александр Свиридов, врач-кардиолог

www.kommersant.ru

принципы работы аппарата кровообращения, достижения в кардиохирургии, осложнения искусственного кровообращения

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.

📌 Читайте в этой статье

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.

Первое такое устройство было подключено пациенту в Центре Бакулева в 2010 году. Его можно использовать пока как временное спасение для пациентов, ожидающих пересадку сердца.

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.

Рекомендуем прочитать статью об установке кардиостимулятора. Из нее вы узнаете о целях установки устройства и его типах, методике имплантации и возможных осложнениях.

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.

Одним из опасений является отсутствие боли при нарушении работы прибора, поэтому пациенты боятся утратить контроль за своим здоровьем. Подобная симптоматика лечится совместными усилиями кардиолога и психиатра.

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:

  • общее,
  • изолированное,
  • вспомогательное.

Общий вариант предусматривает использование механического насоса и оксигенатора вместо работы сердца и легких. Такие аппараты искусственного кровообращения широко используются в кардиохирургии.

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 до 4 — 8 часов. 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.

Рекомендуем прочитать статью о жизни после установки кардиостимулятора. Из нее вы узнаете о восстановлении после операции, особенностях жизни с устройством, возможности занятий спортом и необходимости регулярных осмотров.

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.

Читайте также

  • Пересадка сердца: как проходит операция, делают ли…

    Выполняется пересадка сердца по показаниям. Операция проводится в России, Украине, Германии, Белоруссии. Делают ее даже ребенку. Сколько живут после — зависит от многих факторов: как прижился орган, образ жизни пациентов, наличие осложнений и т.д.

  • Дилатационная кардиомиопатия: диагностика, критерии…

    Патология дилатационная кардиомиопатия — опасное заболевание, которое может спровоцировать внезапную смерть. Как проводится диагностика и лечение, какие могут возникнуть осложнения при застойной дилатационной кардиомиопатии?

  • Аритмия после операции: причины появления после РЧА…

    Возникает аритмия после операции довольно часто. Причины появления зависят от того, какое именно вмешательство было проведено — РЧА или абляция, шунтирование, замена клапанов. Также возможна аритмия после наркоза.

  • Операция по установке кардиостимулятора: как проходит…

    Если предстоит операция по установке кардиостимулятора, то пациент переживает, как она проходит, сколько длится, опасна ли для жизни, что это за аппарат. Стоит успокоиться, эта операция достаточно безопасна, проводят ее за сутки, на вторые пациент может идти домой. Возможна в пожилом возрасте, но есть противопоказания. Какие есть плюсы и минусы, как работает кардиостимулятор? Что такое имплантация экс?

  • Биопсия сердца: необходимость проведения…

    Такое исследование, как биопсия сердца, не делается без особой необходимости. Например, важна эндомиокардиальная биопсия после пересадки сердца. Как проводится и как проходит для пациента биопсия сердца?

  • Аневризма сердца: операция по удалению, прогноз…

    Если выявлена аневризма сердца, операция может стать единственным шансом на спасение, только с ней прогноз улучшается. Жить без операции в целом можно, но только в том случае, если аневризма, например, левого желудочка очень маленькая.

  • Гипертрофия миокарда: механизм развития гипертрофии…

    Развиваться гипертрофия миокарда может незаметно, стадии и признаки вначале неявные. Механизм развития гипертрофии левого желудочка и предсердий известен, их видов выделяют концентрическую, эксцентрическую. Какие экг-признаки и лечение в этом случае?

cardiobook.ru

День в истории: пересадивший искусственное сердце: med_history — LiveJournal

В истории медицины 22 августа 1920 года останется, как день рождения человека, впервые в истории успешно поместившего в грудь своему пациенту полностью искусственное сердце. Баскетболист, солдат, зоолог… Впрочем, обо всем по порядку.

Дентон Кули

Дентон Кули родился в Техасе, в Хьюстоне, и в 1941 году начал учиться в Университете Техаса. Похоже, он был очень успешным студентом по всем показателям: занимался зоологией, был «своим» сразу в двух студенческих братствах, играл в баскетбол за команду университета… Но по окончанию вуза пришлось идти в армию: тогда был призыв, и в 1946 году Кули, к тому времени переквалифицировавшийся из зоолога в хирурга, пройдя интернатуру в Джонсе Хопкинсе и даже поассистировав великому Альфреду Блейлоку на первой в мире операции по поводу врожденного порока сердца, становится главой хирургической службы госпиталя в австрийском Линце, где расквартирована американская армия.


Альфред Блейлок

В 1948 году он возвращается в Джонса Хопкинса – завершить ординатуру, и в 1950 году он снова летит в Европу: работать с самим Расселлом Броком, бароном Броком, пионером хирургии на открытом сердце. Так что в возрасте Христа или около того, Кули возвращается в США уже очень и очень опытным кардиохирургом. Достаточно скоро он смог прославиться и блеснуть виртуозной техникой, оперируя на сердце многочисленных «свидетелей Иеговы»: в этой секте не приветствовались переливания крови, и операции приходилось проводить без гемотрансфузии.


Расселл Брок

Но, конечно, самую большую славу ему принесло сотрудничество с Доминго Лиоттой, человеком, который сконструировал первое полностью искусственное сердце. Конечно, тогда не планировалось заменять навсегда сердце имплантом. Идея была другой: когда сердце человека гибнет, можно на время дать ему искусственное, пока ищут донора.


Доминго Лиотта

4 апреля 1969 года Кули впервые в истории пересадил своему пациенту Хаскеллу Карпу, которого после резекции обширной аневризмы левого желудочка не удавалось отключить от аппарата искусственного кровообращения, сердце, сделанное руками Доминго Лиотты. Пациент прожил с искусственным сердцем 64 часа и начал восстанавливаться. Донора нашли, и пациент получил новое человеческое сердце, однако через 32 часа после трансплантации пациент умер от распространившейся на оба легких грибковой инфекции. Точнее, она изначально была в легких, но иммуносупрессоры, которые применялись для того, чтобы организм Карпа не отторг новое сердце, позволили грибку его убить (Orthotopic Cardiac Prosthesis for Two-Staged Cardiac Replacement,» which appears in Volume 24 (1969) of the American Journal of Cardiology (pp. 723-730).


Искусственное сердце

Сам же Кули дожил до прошлого года – он умер 18 ноября 2016 года, на 97 году жизни.

med-history.livejournal.com

Искусственное сердце — Википедия

Артериальный насос «CardioWest»

Искусственное сердце — представляет собой технологическое устройство, предназначенное для поддержания достаточных для жизнедеятельности параметров гемодинамики.

Общая характеристика устройства

В настоящее время под искусственным сердцем понимается две группы технических устройств.

  • К первой относятся гемооксигенаторы (аппараты искусственного кровообращения). Они состоят из артериального насоса, перекачивающего кровь, и блока оксигенатора, который насыщает кровь кислородом. Данное оборудование активно используется в кардиохирургии, при проведении операций на сердце.
  • Ко второй относятся кардиопротезы, то есть технические устройства, имплантируемые в организм человека, призванные заменить сердечную мышцу и повысить качество жизни больного. Следует отметить, что в настоящее время данные устройства являются лишь экспериментальными и проходят клинические испытания.

Видео по теме

История разработки

Пионером в разработке искусственного сердца являлся советский учёный В. П. Демихов, который ещё в 1937 году показал принципиальную возможность поддержания кровообращения в организме собаки с помощью пластикового насоса, приводимого в движение электродвигателем. Два с половиной часа, которые прожила собака с этим механическим устройством, имплантированным на место удаленного собственного сердца, стали отсчётом новой эры в медицине.

Эстафету подхватили американские ученые, но лишь два десятилетия спустя В. Кольф и Т. Акутсу разработали искусственное сердце из полихлорвинила, состоящее из двух мешочков, включённых в единый корпус. Оно имело 4 трёхстворчатых клапана из того же материала и работало от пневмопривода, расположенного снаружи. Эти исследования положили начало целой серии конструктивных решений искусственного сердца с внешним приводом.[1]

Идея имплантации искусственного сердца для поддержания жизни реципиента на период поиска подходящего донора была реализована в 1969 году, когда американский хирург Д. Кули произвёл имплантацию искусственного сердца больному, которого после резекции обширной аневризмы левого желудочка не удавалось отключить от аппарата искусственного кровообращения. Через 64 часа работы искусственное сердце было заменено на аллотрансплантат, однако еще через 36 часов больной погиб от пневмонии. Это был первый случай двухэтапной операции трансплантации сердца, которая сегодня широко распространена.[1]

В СССР в конце 1960-х годов в ОКБ Сухого была создана группа по созданию пневмогидравлического насоса, способного временно заместить естественное сердце человека и поддержать его жизнедеятельность до того момента, когда появится возможность установить донорское сердце взамен искусственного. В 1974 году в период пребывания президента США Р. Никсона в Москве было заключено соглашение между СССР и США «О совместных исследованиях и разработке искусственного сердца». Приказом Минавиапрома ОКБ Сухого было определено головным исполнителем по разработке искусственного сердца с пневмоприводом. Совместные работы по проблеме искусственного сердца с медиками США велись в течение 20 лет.

Экспериментальное искусственное сердце «Герц-02» производства СКБ МТ

Руководителем программы искусственного сердца в СССР стал возглавивший в 1975 году Институт трансплантации и искусственных органов Минздрава РСФСР (НИИТиИО) профессор В. И. Шумаков.

В 1976 году на основании постановления Совета Министров СССР в СКБ МТ КЧХЗ, входившего в Минсредмаш и являвшегося единственным в стране производителем искусственных клапанов сердца, была организована Лаборатория искусственного сердца. Итогом её работы стало создание опытного образца искусственного сердца «Герц-02» в ранцевом исполнении, и в 1985 году в НИИТиИО были проведены его успешные испытания на животных — впервые в стране животное (телёнок) жило с искусственным сердцем более двух недель. Однако в дальнейшем эти исследования по финансовым причинам были прекращены.[2]

В НИИТиИО длительность работы модели искусственного сердца с внешним приводом «Поиск-10М» была доведена к 1985 году до 100 суток, что позволило начать его клинические испытания. Показаниями к применению искусственного сердца были определены резкое ухудшение состояния пациентов, включенных в лист ожидания на пересадку сердца; критические ситуации у больных, которые после окончания операции не могут быть отключены от аппарата искусственного кровообращения; резко прогрессирующие явления отторжения трансплантата. С декабря 1986 года специалистами НИИТиИО было выполнено 17 трансплантаций искусственного сердца «Поиск-10М», из них 4 в Польше, куда бригада выезжала по экстренному вызову. К сожалению, несмотря на усилия врачей, максимальная продолжительность работы искусственного сердца не превысила 15 суток.[1]

По состоянию на 2010 год не было создано эффективного имплантируемого человеку протеза всего сердца. В кардиохирургических клиниках проводят успешные частичные замены органических компонентов на искусственные. Например, производится замена клапанов, крупных сосудов, предсердий, желудочков. Кроме того, успешно производится пересадка донорского сердца.

Разработаны несколько прототипов эффективных имплантируемых человеку протезов всего сердца. В НЦССХ им. А. Н. Бакулева 26 марта 2010 года была произведена операция по полной замене сердца человека на искусственный аналог кардиохирургом Лео Бокерия, совместно с его американским коллегой. Данный аппарат обеспечивает адекватное кровоснабжение органов и тканей пациента, главным его недостатком является наличие аккумулятора массой 10 кг, нуждающегося в перезарядке каждые 12 часов. В настоящее время такие протезы рассматриваются как временная мера, позволяющая пациенту с тяжелой сердечной патологией дожить до момента пересадки сердца.[3]

В 2016 году новосибирские ученые из НИИ патологии кровообращения представили свою разработку — искусственное сердце, которое снижает риск образования тромбов благодаря дисковому насосу для поверхностного натяжения. Медики уверены, что это более эффективно работающий механизм, чем его модели-предшественники, и цена его в несколько раз ниже импортных аналогов[4].

Медико-психологические аспекты

Помимо кардиохирургического, существует и медико-психологический аспект проблемы искусственного сердца.[5] Так, у четверти пациентов после операции протезирования клапанного аппарата сердца в послеоперационный период формируется специфический психопатологический симптомокомплекс, получивший наименование Кардиопротезный психопатологический синдром [6], описанный в 1978 году.
Не исключено, что с подобной проблемой придётся столкнуться при проведении более масштабных операций по имплантации искусственного сердца.[6]

См. также

Примечания

Ссылки

wiki2.red

как начиналось создание искусственного сердца — РТ на русском

В марте 1952 года врачам одной из американских клиник удалось поддерживать жизнь пациента при помощи искусственного сердца в течение почти полутора часов. С тех пор этот случай считается первым успешным применением подобного устройства для сохранения кровообращения у человека. Как учёные десятки лет пытались заменить человеческое сердце механизмом и с какими трудностями им пришлось столкнуться — в материале RT.

Гонка за кровотоком

 

В марте 1952 года в США врачи смогли поддерживать жизнь пациента при помощи искусственного сердца в течение почти полутора часов. В те времена в разных странах мира полным ходом шла работа над созданием аппарата, который позволил бы заменить человеческое сердце. Разные конструкции такого устройства испытывали едва ли не ежемесячно. Опыты над животными проходили успешно, и учёные всё чаще пытались задействовать аппараты при оперировании людей.

О полноценной замене сердца тогда речь ещё не шла, однако исследователи были близки к созданию устройства, которое могло бы поддерживать кровообращение во время операций. В те времена их могли проводить только на закрытом сердце, что сильно сужало круг нарушений, которые хирурги могли исправить.

Одним из первых успехов в этой области можно считать работу российского экспериментатора Владимира Демихова. В 1937 году он заменил сердце собаки искусственным агрегатом. Ему удалось доказать, что по крайней мере несколько часов кровь по сосудам можно гонять таким образом. Позднее он и вовсе провёл успешную операцию по трансплантации донорского сердца псу, допустив возможность пересадки органа в организм человека.

Другой учёный, американский исследователь Джон Гиббон, из года в год проводил многочисленные эксперименты на животных, а затем при поддержке компании IBM начал испытывать свои аппараты на людях. Также над устройствами, которые работали по принципу насоса для перекачки жидкостей, трудились Клэренс Деннис, Чарльз Линдберг, Алексис Каррель и другие.

Необходимо было также научиться снабжать организм пациента кислородом, но объединить два устройства в одно было меньшей проблемой. Пациенты, возраст которых зачастую не превышал пяти лет, погибали во время операций. Джон Гиббон списывал это на человеческий фактор. Он был уверен, что техника работает исправно. Стоит отметить, что причиной летального исхода, как правило, становился неправильный диагноз.

Сенсация

 

8 марта 1952 года 41-летнему сталевару Питеру Дьюрингу из городка Бетхелем понадобилась операция на сердце. В распоряжении врачей из трёх больниц, которые поспешили ему на помощь, был прибор на основе перистальтического насоса, принцип которого разработал ещё в 1931 году американский кардиохирург Майкл Дебейки. Сам учёный к тому времени преподавал в Бэйлорском университете в Техасе, а аппарат местные врачи доработали сами. 

Подключив пациента к насосу, девять врачей, пять медсестёр и два технических специалиста пытались найти причину ухудшения состояния мужчины. Аппарат установили так, чтобы он перегонял только часть крови — три литра в минуту вместо пяти. Медики надеялись обнаружить кровяной сгусток или другую преграду, мешавшую нормальной работе органа. Несмотря на то, что спасти Дьюринга не удалось, благодаря насосу он смог прожить ещё 80 минут.

Следующие несколько дней СМИ разносили новости об уникальной операции. «Врачи впервые успешно применили искусственное сердце во время операции, но пациент скончался», — говорилось в выходившей в штате Огайо газете The Coshocton Tribune. При этом отмечалось, что это был первый случай в стране, когда к аппарату подключили человека. Со ссылкой на представителей больницы та же газета сообщала, что чуть раньше местные учёные удачно испытали насос для кровообращения на собаке.

Наука пропитывает жизнь

До настоящей сенсации оставалось совсем недолго. Одним из первых успешных хирургических вмешательств на человеческом сердце при использовании аппарата искусственного кровообращения считают операцию с применением устройства американского хирурга Фостера Додрилла. Объединившись с инженерами компании General Motors, он разработал своё искусственное сердце. В июле 1952 года Додрилл успешно применил свой аппарат, напоминающий 12-цилиндровый двигатель, чтобы исправить порок сердца у 41-летнего Генри Опитека. Операция длилась 80 минут, 50 из которых пациент был подключён к аппарату. Опитек прожил ещё около 30 лет. 

  • Искусственное сердце, разработанное Додриллом.
  • © gmheritagecenter.com

Чуть позже добился положительного результата и американский кардиохирург Джон Гиббон. Его первая по-настоящему удачная операция прошла в Медицинском колледже Джефферсона в Пенсильвании. 6 мая 1953 года у Гиббона получилось успешно прооперировать 18-летнюю девушку. Однако последующие операции были омрачены смертями пациентов от осложнений, в связи с чем учёный отказался от дальнейших испытаний созданного им искусственного сердца.

С тех пор учёные продолжали разработку аппаратов искусственного кровоснабжения и значительно продвинулись в этой области, хотя операции на открытом сердце по-прежнему считаются довольно опасными. Что же касается сенсации в пенсильванской больнице, быстро разошедшаяся новость не забылась со временем. Так, например, американский писатель Чарльз Уиллингем в своей книге «В моё время: век величайших изменений в истории человечества» (In My Time:the Greatest Century of Change in the History of Man) вспоминает, как 8 марта 1952 года услышал по телевизору о том, что на человеке впервые успешно испытали искусственное сердце.

«Я очень любил науку, — писал он. — И каждый день, куда ни гляну, я везде замечал, как она пропитывает нашу жизнь».

russian.rt.com

История искусственного сердца

Актуальность

Сегодня во всём мире более 26 млн человек страдают от сердечной недостаточности. Многим больным с хронической формой сердечной недостаточности показана операция по пересадке сердца, но, к сожалению, количество подходящих к пересадке донорских органов ограничено.

Создание искусственных органов стало важным шагом в медицине. Благодаря последним достижениям в области биомедицинской инженерии искусственных органов, медики получили возможность оказывать помощь ещё большему числу людей, а выживаемость пациентов увеличилась. Использование искусственных органов позволило обеспечить, с одной стороны, повышение продолжительности жизни больных, с другой стороны − стало мостиком к трансплантации, в частности, в случае необходимости пересадки сердца.

Цель

Изучить историю создания имплантируемых аппаратов «Искусственное сердце».

Задачи

  1. Изучить, собрать и систематизировать сведения об истории искусственного сердца.
  2. Сравнить существующие имплантируемые аппараты «Искусственное сердце» по ряду параметров.

Содержание работы

В ходе данного исследования была изучена история создания имплантируемых аппаратов вспомогательного кровообращения (АВК) и полностью искусственного сердца (ПИС). Показана эволюция данных аппаратов: от консоли, передвигаемой на тележке, до компактного блока электронного управления, который пациент может носить в рюкзаке или на поясе. Аппараты вспомогательного кровообращения являются для большинства пациентов «мостиком к трансплантации» и позволяют больному с тяжёлой формой сердечной недостаточности дождаться операции по пересадке донорского сердца.

Особое внимание уделено отечественным разработкам – первому отечественному носимому аппарату вспомогательного кровообращения «Спутник» (АВК-Н «Спутник») и полностью искусственному сердцу «ПИС-МИЭТ». Отмечено достойное место наших разработок среди аналогичной продукции конкурентов.

Также проведено сравнение аппаратов вспомогательного кровообращения (АВК) и полностью искусственного сердца (ПИС) разных поколений и стран производства.

Выводы

Данное направление медицины и техники, которое буквально выделилось в отдельное направление – biomedical engineering (биомедицинскую инженерию искусственных органов), является весьма важным для здоровья и благополучия людей. С учётом последних достижений в области трёхмерной печати органов, технологии создания искусственных сердец будут развиваться дальше, а мир ждёт ещё много интересных и значимых открытий

profil.mos.ru

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *