Сердце на заказ: есть ли будущее у кардиопротезов?

Содержание

Операция по пересадке сердца

Сердце на заказ: есть ли будущее у кардиопротезов?

Пересадка сердца (трансплантация) не просто замена собственного органа пациента на аналог от умершего донора. Это система мер, обеспечивающих приживаемость и работу здорового сердца. Необходимость операции диктуется безрезультатным длительным лечением, уверенностью врачей в близком смертельном исходе из-за сердечной патологии человека.

Историческая справка

Первая пересадка сердца произведена в 1964 году Джеймсом Харди. Больному досталось сердце шимпанзе. После этого удалось поддерживать жизнь пациента только полтора часа.

Значимой вехой в успешной трансплантологии считается пересадка человеческого сердца донора, проведенная в ЮАР в 1967 году Кристианом Бернардом. Донором была погибшая в ДТП молодая женщина 25 лет. А реципиентом — больной мужчина 55 лет, не имеющий шансов в дальнейшем лечении. Несмотря на мастерство хирурга, пациент скончался от двусторонней пневмонии спустя 18 суток.

Главной проблемой выживания считается степень отторжения донорского органа иммунной системой человека. В настоящее время оперативной техникой владеют многие профильные кардиологические центры.

Что представляет собой искусственное сердце?

Совместными усилиями кардиохирургов и инженеров разработаны механизмы, получившие название «искусственное сердце». Они делятся на 2 группы:

  • гемооксигенаторы — обеспечивающие насыщение кислородом во время работы специального насоса для перекачивания крови из венозной системы в артериальную, их называют аппаратами для искусственного кровообращения и широко используют для операций на открытом сердце;
  • кардиопротезы — технические механизмы для имплантации и замены работы сердечной мышцы, они должны соответствовать параметрам деятельности, обеспечивающей достаточное качество жизни человека.

В настоящее время технические устройства продолжают усовершенствоваться, до внедрения в практику они должны выдержать эксперименты на животных и пройти клинические испытания

Эра разработки искусственного сердца началась в 1937 году с работ советского ученого В. Демихова. Он провел опыт с подключением кровообращения собаки к пластиковому насосу собственной разработки. Она прожила 2,5 часа. Кристиан Бернард считал В. Демихова своим учителем.

Через 20 лет американские ученые В. Кольф и Т. Акутсу разработали первый аппарат из полихлорвинила с четырьмя клапанами.

В 1969 году проведена первая двухэтапная операция: сначала пациента 64 часа поддерживали аппаратом для искусственного кровообращения, затем пересадили донорское сердце. До настоящего времени основным применением искусственного сердца остается временная замена естественного кровообращения.

Работа над полными аналогами осложняется большой массой аппарата, необходимостью частой подзарядки, высокой стоимостью подобной операции.

Кому показана пересадка?

Кандидатами на пересадку сердца являются больные с патологией, не позволяющей прогнозировать более года жизни при использовании других методов лечения. К ним относятся больные с:

  • выраженными признаками сердечной недостаточности при малейших движениях, в покое, если фракция выброса при ультразвуковом исследовании ниже 20%;
  • дилатационной и ишемической кардиомиопатией;
  • злокачественными аритмиями;
  • врожденными сердечными пороками.

Существовавшие ранее ограничения по возрасту (до 65 лет) в настоящее время не считаются определяющими. Для ребенка срок операции определяется наиболее оптимальной подготовкой, способностью обеспечить полноценную иммунную защиту.

Такой малыш нуждается в срочной операции для сохранения жизни

Противопоказания к проведению операции

В медицинских учреждениях, где проводится пересадка сердца, всех кандидатов вносят в «Лист ожидания». Отказывают больным при наличии:

  • легочной гипертензии;
  • системных болезней (коллагенозы, васкулиты);
  • хронических инфекционных заболеваний (туберкулез, вирусный гепатит, бруцеллез);
  • ВИЧ-инфицирования;
  • злокачественного образования;
  • алкоголизма, зависимости от табака, наркотиков;
  • нестабильного психического состояния.

Проводится оценка возможности и желания пациента поддерживать дальнейший план терапии и следовать указаниям врача по обследованию, режиму. Если характер больного делает контакт с лечащим врачом мало вероятным, то на него не стоит затрачивать усилия врачей и стоимость донорского сердца.

Какое обследование проводится перед операцией?

В программу подготовки входит перечень клинических видов обследования. Часть из них имеет инвазивный характер, подразумевает введение катетера внутрь сердца и крупных сосудов. Поэтому они проводятся в стационарных условиях.

  • Стандартные лабораторные анализы, позволяющие контролировать функцию почек, печени, исключить воспаление.
  • Обязательные обследования на инфекционные болезни (туберкулез, ВИЧ, вирусы, грибы).
  • Исследования на скрытые онкологические заболевания (маркеры ПСА на опухоль простаты, цитология мазка шейки матки и маммография у женщин).

Инструментальные виды исследования определяются врачом, к ним относятся:

Также прочитать:Реабилитация после стентирования сосудов сердца

  • эхокардиография,
  • коронароангиография,
  • рентгенография,
  • определение функций дыхания;
  • показатель максимального потребления кислорода позволяет установить уровень сердечной недостаточности, степень тканевой гипоксии, спрогнозировать выживаемость после операции;
  • эндомиокардиальная биопсия клеток миокарда назначается при подозрении на системное заболевание.

Специальным исследованием с помощью введения катетера в полость правого предсердия и желудочка устанавливают возможность сосудистых изменений, измеряют сопротивление в легочных сосудах.

Учет показателя проводится в единицах Вуда:

  • при более 4 — пересадка сердца противопоказана, изменения в легких носят необратимый характер;
  • при значении 2–4 — назначают дополнительные пробы с вазодилататорами и кардиотониками для выяснения обратимости повышенного сопротивления сосудов, если изменения подтверждают обратимый характер, то остается высоким риск осложнений.

Со всеми выясненными рисками знакомят пациента перед получением письменного согласия на операцию.

Ход и техника операции

Под общим наркозом больному рассекают грудину, вскрывают полость перикарда, подключают к искусственному кровообращению.

Опыт показал, что «доработки» требует донорское сердце:

  • осматривают отверстие между предсердиями и желудочками, при его неполном открытии проводят ушивание;
  • укрепляют кольцом трехстворчатые клапаны для снижения риска обострения легочной гипертензии, перегрузки правых отделов сердца и предупреждения возникновения недостаточности (через 5 лет после пересадки возникает у половины пациентов).

Удаляют желудочки сердца реципиента, предсердия и крупные сосуды остаются на месте.

Имплантируемое сердце донора сшивается с собственными остатками больного

Используют 2 метода расположения трансплантанта:

  • Гетеротопический — его называют «двойным сердцем», действительно, оно у больного не удаляется, а трансплантат помещают рядом, выбирается положение, позволяющее соединить камеры с сосудами. В случае отторжения сердце донора может быть удалено. Негативные последствия метода — сдавление легких и нового сердца, создание благоприятных условий для образования пристеночных тромбов.
  • Ортотопический — донорское сердце полностью замещает удаленный больной орган.

Трансплантированный орган может начать работу самостоятельно при подключении к кровотоку. В некоторых случаях для запуска применяется электрошок.

Для поддержки и контроля ритма устанавливается временный кардиостимулятор. В грудной полости помещаются дренажные трубки для отвода скопившейся крови и жидкости.

Грудину закрепляют специальными скобами (срастется спустя 1,5 месяца), а на кожу накладывают швы.

Разные клиники применяют видоизмененные техники операции. Их цель – снизить травматизацию органов и сосудов, предотвратить повышение давления в легких и тромбозы.

Что делают после пересадки сердца?

Пациент переводится в отделение реанимации или интенсивной терапии. Здесь к нему подключают кардиомонитор для контроля за ритмом.

Искусственное дыхание поддерживается до полного восстановления самостоятельного.

При достаточном собственном объеме дыхательных движений интубационная трубка извлекается, но постоянно подается кислород через маску или носовые катетеры

  • Контролируется артериальное давление, отток мочи.
  • Для обезболивания показаны наркотические аналгетики.
  • С целью профилактики застойной пневмонии больному необходимы форсированные дыхательные движения, назначаются антибиотики.
  • Для предупреждения тромбообразования показаны антикоагулянты.
  • В зависимости от электролитного состава крови назначаются препараты калия, магния.
  • С помощью щелочного раствора поддерживается нормальный кислотно-щелочной баланс.

Какие осложнения могут последовать после пересадки?

Наиболее известные осложнения хорошо изучены клиницистами, поэтому распознаются на ранних этапах. К ним относятся:

  • присоединение инфекции;
  • реакция отторжения к тканям пересаженного сердца;
  • сужение коронарных артерий, признаки ишемии;
  • застойные явления в легких и нижнедолевая пневмония;
  • образование тромбов;
  • аритмии;
  • послеоперационное кровотечение;
  • нарушение функций мозга;
  • за счет временной ишемии возможно повреждение разных органов (почек, печени).

Для подавления отторжения донорских тканей пациенту назначаются сильные препараты, воздействующие на иммунные клетки крови. Этим одновременно создаются благоприятные условия для заражения любой инфекцией и ракового перерождения.

Как проводится реабилитация послеоперационного больного?

Реабилитация начинается с восстановления вентиляции легких.

  • Пациенту рекомендуют заниматься дыхательными упражнениями по нескольку раз в день, надувать воздушный шар.
  • Для предупреждения тромбоза вен ног проводят массаж и пассивные движения в голеностопах, сгибание поочередное коленей.
  • Наиболее полный комплекс реабилитационных мероприятий больной может получить в специальном центре или санатории. Вопрос о направлении следует обсудить с врачом.
  • Не рекомендуется быстро увеличивать нагрузку на сердце.
  • Исключаются горячие ванны. Для мытья можно использовать теплый душ.

Все препараты, назначаемые врачом, необходимо принимать в нужной дозировке.

Какие обследования назначают в послеоперационном периоде?

Функция нового сердца оценивается на основании электрокардиографии. В данном случае имеет место автоматизм в чистом виде, не зависящий от действия нервных стволов реципиента.

Врач назначает эндомиокардиальную биопсию сначала каждые 2 недели, затем реже. Этим способом:

  • проверяется приживаемость чужого органа;
  • выявляют развитие реакции отторжения;
  • подбирают дозировку препаратов.

Индивидуально решается вопрос о необходимости коронарографии.

Прогноз
Провести точный анализ, выяснить, сколько живут прооперированные больные, пока сложно из-за сравнительно небольшого периода с момента внедрения в практику пересадки сердца.

Согласно средним показателям:

  • в течение года остаются живыми 88%;
  • через 5 лет — 72%;
  • через 10 лет — 50%;
  • 20 лет живы 16% прооперированных.

Рекордсменом считается американец Тони Хьюзман, проживший более 30 лет и умерший от рака.

Оперативное лечение болезней сердца методикой трансплантации ограничивается поиском доноров, непопулярностью среди лиц молодого возраста оформления прижизненного разрешения на трансплантацию своих органов. Возможно создание сердца из искусственных материалов, выращивание его из стволовых клеток позволят решить множество субъективных проблем и расширить использование метода.

Источник: http://serdec.ru/prochee/operaciya-peresadke-serdca

Сердце на заказ: есть ли будущее у кардиопротезов?

Сердце на заказ: есть ли будущее у кардиопротезов?

В апреле 1985 года из больницы впервые вышел человек с искусственным сердцем. Уильям Шредер прожил после операции рекордные 620 дней и стал символом очередной вехи на долгом пути создания сердца, сотворенного человеческими руками. MedAboutMe выяснял, с чего начиналась история кардиопротезов и на каком этапе человечество находится сегодня.

Кардиостимулятор при болезнях сердца

Искусственное сердце в груди — это, конечно, редкость.

А вот дефибрилляторы, имплантированные под кожу в области грудной мышцы, давно стали обычным методом лечения опасных для жизни болезней сердца, как аритмии.

Электроды от небольшой коробочки весом в 25-30 г идут к сердечной мышце по вене. При обнаружении опасной фибрилляции дефибриллятор посылает электрический импульс, восстанавливающий нормальный синусовый ритм.

Пациенты регулярно, раз в полгода, проходят своего рода диагностику, техосмотр. При этом оценивается и состояние батареи. Скорость расходования заряда индивидуальна и зависит от множества факторов. Кардиостимулятор может работать без подзарядки 7-8 лет, однако на практике замена генератора импульсов проводится раз в 4-6 лет.

Такие импланты используются только в тех случаях, когда сердце способно работать самостоятельно. Это поддерживающий, страховочный вариант, не более того.

Если же сердце отказывается работать самостоятельно, то речь идет о пересадке донорского сердца или об искусственном органе. На пересадку шансов немного.

В среднем по миру ежегодно лишь один из десяти людей, нуждающихся в пересадке сердца, получает донорский орган. Чаще всего люди выбывают из очереди по причине смерти.

У «сердца» на привязи

Изначально «искусственным сердцем» назывались громоздкие больничные аппараты-гемооксигенаторы. Они перекачивают кровь из венозной системы в артериальную, попутно обогащая ее кислородом. Их правильное наименование — «аппараты искусственного кровообращения» (АИК), и сегодня они используются при проведении операций на сердце.

Но если речь идет не о временном отключении собственного сердца и переключении на АИК, чтобы потом снова запустить «живой мотор», а о полноценной замене для изношенного и неработающего сердца человека, то используются кардиопротезы. И именно их сегодня называют «искусственными сердцами».

Искусственное сердце: начало истории

Долгая дорога к созданию искусственного сердца началась в 1930-х годах практически одновременно сразу в нескольких странах мира. В 1935 году хирург из Франции Алексис Каррель и летчик из США Чарльз Линдберг разработали так называемый перфузионный насос. Устройство должно было работать вне тела человека и качать кровь через органы, включая сердце.

В 1937 году в СССР ученый В.Демихов подключил сердце собаки к насосу из пластика, разработанному им самим. Подопытное животное прожило 2,5 часа, чем продемонстрировало, что создание искусственного сердца принципиально возможно.

А в 1957 году уже американские хирурги пересадили собаке искусственное сердце, в котором имелось два желудочка и 4 трехстворчатых клапана из полихлорвинила. Устройство также работало от пневмопривода, который находился за пределами тела пациента.

Это конструкторское решение используется и в современных искусственных сердцах.

В 1960-х годах американские ученые объявили, что способны в ближайшие 10 лет создать искусственное сердце, которое можно будет пересаживать людям с терминальной сердечной недостаточностью.

Национальный институт сердца, легких и крови США даже получил грант от Конгресса США на разработку устройства. В 1969 году в Техасе была проведена первая имплантация искусственного сердца человеку.

Однако дальнейшие события показали, что задача оказалась сложнее, чем представлялось на первый взгляд, и окончательно не решена до сих пор.

В 1970-х годах возникла идея использовать в качестве источника питания для искусственного сердца радиоактивный плутоний-238.

Правда, так и не удалось решить проблему радиационного облучения пациента с атомным сердцем, а также людей, которые бы с ним контактировали.

В СССР в конце 1960-х годов к разработке искусственного сердца было подключено конструкторское бюро Сухого, основной деятельностью которого была и остается разработка самолетов.

Инженерам изначально ставилась задача: создать временное устройство, позволяющее пациенту, сердце которого больше не может биться, дожить до появления донорского органа.

А в 1974 году программа по созданию искусственного сердца с пневмоприводом стала международной: СССР и США начали совместные работы, которые продолжались на протяжении 20 лет.

В доперестроечные годы в России была разработана модель «Герц-02» с ранцем для пневмопривода. Теленок, на котором ее испытывали, прожил более 2 недель.

В 1985 году наши ученые продемонстрировали модель «Поиск-10М», который, по расчетам разработчиков, должен был подарить пациенту 100 дней жизни. Всего было выполнено 17 трансплантаций данного устройства.

Максимальная продолжительность его работы составила 15 суток.

Тем временем, на Западе самой известной моделью стало искусственное сердце Jarvik-7, названное по имени своего создателя Роберта Джарвика. В 1982 году пациент, которому была сделана пересадка Jarvik-7, прожил 112 дней.

В течение довольно долгого времени после этого именно данная разработка искусственного сердца служила временной заменой сердца людям, ожидающим донорское сердце, по всеми миру.

Максимальный срок службы Jarvik-7 составил 620 дней — настолько она продлила жизнь Уильяму Шредеру, о котором шла речь в начале статьи.

Позднее модель была немного доработана и стала называться Symbion, потом — CardioWest, а современная версия Jarvik-7 известна всему миру как SynCardia — название, ставшее именем крупнейшей компании в мире по разработке и производству искусственных сердец.

Портативное сердце

Целью разработчиков искусственного сердца было освободить пациента от громоздкого аппарата, дать ему возможность жить полноценной, насколько это возможно, жизнью.

Впервые автономный протез сердца AbioCor производства компании Abiomed получил Роберт Тулс, афроамериканец 59 лет от роду. Операция была проведена 2 июля 2001 года. Пациент прожил с искусственным сердцем полгода.

Особенностью данной модели было то, что питание сердца осуществлялось не по проводам, идущим в тело человека, а при помощи радиосигналов, которые транслировались батареей и принимались детектором, имплантированным в брюшную полость. Имплант был снабжен внутренним аккумулятором, что позволяло на протяжении короткого времени существовать автономно.

Аппарат был одобрен FDA, но история AbioCor не получила продолжения. В 2012 году создатель компании умер, и разработки были свернуты.

В 2010 году европейские регулирующие органы одобрили к применению модель компании SynCardia под названием temporary Total Artificial Heart (TAH-t) — временное полностью искусственное сердце. При его установке удаляются левый и правый желудочки сердца пациента, а также 4 клапана.

Нетронутыми остаются только предсердия, аорта и легочная артерия. К ним присоединяют искусственные желудочки, которые подключены к воздушному насосу, находящемуся за пределами тела. Уже через неделю после операции 75% пациентов встают с постели. Через 2 недели они уже могут проходить небольшие расстояния.

Постепенно нормализуются функции печени и почек.

С началом пересадки искусственных сердец появился так называемый психопатологический «синдром Скумина» — расстройство психики, описанное нашим соотечественником Виктором Скуминым.

Суть его заключается в том, что пациент с пересаженным искусственным сердцем постоянно думает о нем и боится, что оно остановится. Причина синдрома — отсутствие боли при поломке искусственном сердце.

А недавно SynCardia представила конструкцию с говорящим названием Freedom Portable Driver. Внешнее устройство весит 6 кг и представляет собой комплект из насоса, который заменяет сердце, и батареи к нему.

Для того, чтобы их можно было постоянно носить с собой, пациент получает сумку или рюкзак. Пациенты, которым пересажено «сердце-освободитель», по-прежнему остаются в списках на пересадку донорского сердца.

Но ожидать операцию они теперь могут в домашних условиях, и им даже не обязательно постоянно сидеть дома. Литий-ионные аккумуляторы, питающие сердце, заряжаются от обычной розетки — обычно пациент ложится на зарядку на время сна или в процессе поездок.

Конечно, гулять куда-то с таким «сердцем в рюкзаке» — это огромный риск, ведь если оно сломается, починить его можно будет только в больнице — если пациент успеет дотуда добраться.

На сегодняшний день пересажено более 1,6 тысяч сердец SynCardia. Самый долгий срок жизни с искусственным сердцем этого типа составил почти 4 года. Многие пациенты успели дожить до получения живого донорского сердца.

Пока это единственная компания, занимающаяся производством искусственных сердец, которые получили одобрение трех крупнейших организаций, регулирующих производство и распространение данного рода устройств в США, Канаде и в Европе.

Искусственное сердце нового поколения

Эффективный насос и хорошие батарейки — не все, что заменяет настоящее сердце. Живой орган, взаимодействующий с другими системами организма, чутко реагирует на малейшие изменения условий как внешних, так и внутренних. Поэтому целью разработчиков искусственного сердца является создание автономной системы, способной работать полностью самостоятельно.

Устройство компании Carmat весом 900 г, заменяющее сердце и способное работать без команд извне, было впервые пересажено во Франции в декабре 2013 года. Операция проводилась в парижском госпитале.

Состояние 76-летнего пациента с острой сердечной недостаточностью на момент перед операцией было критическим.

С новым сердцем в груди он уже через несколько суток был отключен от аппарата искусственного дыхания и прожил еще 65 дней.

Датчики, которыми было снабжено новое устройство, определяли скорость и объем потока крови и самостоятельно регулировали работу искусственного органа — ровно так, как это происходит в живом сердце. Компания-разработчик анонсировала свой продукт, как конечный вариант.

То есть, если искусственные сердца компании SynCardia изначально предназначены для того, чтобы человек мог дожить до трансплантации живого органа, то сердце Carmat создано для людей, которым по разным причинам пересадка проведена быть не может.

Чаще всего, это слишком пожилые пациенты, которые вряд ли дождутся донорского сердца в условиях острого дефицита.

За следующие несколько лет было произведено еще несколько пересадок сердец Carmat. Во всех случаях пациенты умирали в течение 2-2,5 месяцев после операции. В декабре 2016 года после 5-й смерти французские власти распорядились остановить пересадки искусственных сердец компании, хотя ее представители уверяли, что проблема не в устройствах.

Но поражение компании Carmat еще не значит невозможность разработки сердца, которое бы полностью заменило собой искусственный орган. Это лишь очередной этап в области создания рукотворного сердца. Да и стоимость его пока не позволяет говорить о массовых трансплантациях. Только само устройство оценивается в 80 тысяч евро. В целом же операция обходится в 120 тысяч евро.

Сердце из пробирки

Есть еще один путь — и он более перспективен. Настоящее живое сердце ежедневно перекачивает 7,5 тысяч литров крови, которая растекается по более чем 100 тысяч километров кровеносных сосудов. И так оно работает на протяжении нескольких десятков лет.

Пока ни одно из устройств, созданных человеком, не способно на это. Механизм вряд ли когда-нибудь сможет полностью заменить собой живой орган со всеми его функциям и способностью реагировать на малейшие изменения в организме. А пересадка донорского сердца — сложнейшая операция, связанная со множеством рисков.

Кроме того, невозможно решить проблему дефицита донорских органов.

Но есть третий путь, позволяющий избежать большинства сложностей, связанных с пересадкой донорского или механического сердца. Сегодня ученые учатся выращивать новое сердце для человека из его же стволовых клеток.

Конечно, начинается все с более простых органов. Например, уже практически отработан механизм создания щитовидной железы из распечатанного на 3D-принтере каркаса, покрытого собственными стволовыми клетками пациента. Технологии в этой области стремительно развиваются, так что возможно, через 10-15 лет выращенное на заказ сердце уже не будет никого удивлять.

Сегодня у людей с портативным сердцем немало специфических проблем. Их жизнь — это постоянная борьба с инфекциями, пытающимися проникнуть в их организм, с самим организмом, который не всегда согласен носить в себе инородное тело. Им нельзя ходить куда-то в одиночку — только вдвоем, так как всегда есть риск поломки аппарата.

Они должны принимать большие дозы препаратов, разжижающих кровь, и поэтому постоянно мерзнут, не говоря о других побочных эффектах. Им запрещено окунаться в воду. И, наконец, они всегда издают шум работающего насоса, что не дает им побыть в тишине и привлекает внимание других людей. Но так или иначе — они живы. И это самое важное.

Источник: https://surfingbird.ru/surf/serdtse-na-zakaz-est-li-budushchee-u--0LUr46B50

Шанс на спасение — искусственное сердце

Сердце на заказ: есть ли будущее у кардиопротезов?

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.

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.

Источник: http://CardioBook.ru/iskusstvennoe-serdce/

Автономное искусственное сердце

Сердце на заказ: есть ли будущее у кардиопротезов?

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?

1Искусственные 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.

2Первые шаги от естественного к искусственному

Механический насос

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.

3Сердечные механические запчасти

Искусственный желудочек

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 примерно 200-250 грамм, его габариты 10-15 см.

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.

4Способна ли машина к чувствам?

Искусственное сердце

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.

5Минусы искусственного прибора

Тромбообразование

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.

6Полная замена

Мини-турбина

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.

7Не «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.

Источник: http://ZabSerdce.ru/serdce/avtonomnoe-iskusstvennoe-serdce.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.