Искусственные механические органы: что важно знать

Искусственные механические органы - пожалуй, наиболее реалистичный на сегодня способ починить порядком износившееся тело, которому уже не поможет традиционный терапевтический "ремонт". Что касается других методов, то пересадка органов осложняется дефицитом доноров и биологической несовместимостью. А стволовые клетки, о которых так много говорят, к сожалению, пока слишком далеки от практического применения.

Миллионы людей ежегодно умирают от тяжелых болезней сердца

, легких, печени и почек, и помочь им зачастую нет никакой возможности. Почти все изобретенные аппараты для поддержания жизни – искусственное лёгкое, печень или почки – занимают много места и рассматриваются лишь как временная мера для поддержания жизни. Как правило, пациент находится около такой машины постоянно и ожидает органа для пересадки. Но подходящих доноров удается найти далеко не всегда.

Самым "простым" из этого ряда органов является сердце. Еще в 1938 году американские хирурги впервые использовали аппарат искусственного кровообращения. Не так давно было создано искусственное сердце AbioCor, которое позволяет человеку не просто "доживать", а ходить и даже заниматься спортом. А последняя разработка – австралийский прибор VentrAssist – должна работать 50 лет. Технические характеристики этого аппарата будут выглядеть слишком блёкло без теоретического вступления.

Параметры искусственного тела
Идеальные искусственные органы – это машины, которые будут работать десятки лет c большими нагрузками и не требовать какого-либо технического обслуживания. Скажем, мощность сердца человека в покое составляет чуть больше 3 ватт. Это значит, что за день оно совершает работу почти в 90 килоджоулей. То есть "поднимает" тонну груза на четвертый этаж. При физической нагрузке, естественно, его производительность должна значительно возрастать. А теперь представьте, что такой аппарат должен умещаться в груди, иметь запас энергии, и не останавливаться ни на минуту в течение всей жизни.

Искусственные лёгкие – не менее сложная задача. Поверхность "оригинальных" дыхательных органов примерно равна теннисному корту. За одну минуту на ней двадцать раз равномерно "разливается" и убирается стакан крови. Кроме того, постоянно происходит самоочищение легких от сажи, пыли и других вредных частиц, которые мы вдыхаем. Если добавить, что такой орган по объему не должен превышать пяти литров, становится понятно, что до настоящих искусственных легких пока далеко.

Печень – тоже довольно маленький орган, в котором умещается "химический завод" и мощная система фильтрации. Только за одну минуту через неё проходит полтора литра крови, которую нужно очистить от продуктов жизнедеятельности, не нарушив при этом электролитный, гормональный и белковый баланс. Многие вещества, например – алкоголь, лекарства, жиры, не просто задерживаются в печени, но и перерабатываются в форму, наиболее удобную для выведения из организма. Кроме того, этот орган отвечает за синтез примерно литра желчи – "коктейля" из пищеварительных ферментов

Еще один орган, без которого человек прожить не может – это почка. Аппарат, его замещающий должен, как и печень, фильтровать всю кровь организма. Но на этом функция почек не заканчивается: их биологический "компьютер" должен анализировать состав крови и на основании этих данных поддерживать в очень узких пределах содержание практически всех растворенных в ней веществ.

Беспроводное сердце
Аппарат AbioCor денверской компании Abiomed – это настоящее искусственное сердце, которое заменяет оба желудочка и обеспечивает поступление крови в легкие и остальные органы человека. В приборе размером с грейпфрут и весом 900 граммов находятся титановый насос, блок управления и батарея. Её емкости хватает на 30 минут автономной работы, а зарядка происходит через кожу: то есть на поверхность тела не выходит никаких проводов. Внешняя батарея, носимая на поясе, позволяет оставаться без подзарядки несколько часов.
Первое сердце AbioCor было пересажено в 2001 году. С тех пор было установлено не более 20 аппаратов, однако в компании оптимистично оценивают перспективы рынка в 100000 операций в год.

Насос на 50 лет
Аппарат VentrAssist, созданный австралийскими исследователями, в отличие от сердца AbioCor, не может полностью заменить природный орган. VentrAssist лишь помогает перекачивать кровь левому желудочку – самому нагруженному отделу сердца.
Внутрь тела помещается титановый роторный насос. Его ресурс австралийцы оценивают как 50 лет непрерывной работы. Контроллер и батарею, ёмкости которой хватает на 8 часов, больной носит на поясе.
По замыслу разработчиков, такой прибор должен помочь многим людям с сердечной недостаточностью. Однако в медицинской практике он появится только после соответствующего разрешения лицензирующих органов.

Если жизнь дорога...
Сердце AbioCor сейчас стоит чуть меньше 100 тысяч долларов, VentrAssist обойдется примерно в 50. Однако эта цена значительно меньше затрат, связанных с каждой пересадкой донорского сердца.
Если учесть ещё и те средства, которые уходят на медицинское обслуживание больных с сердечной недостаточностью, станет понятно: искусственное сердце не только полезно, но и выгодно для медицинской индустрии. А финансовые стимулы, как известно – самые сильные. В том числе и для технического прогресса.
Остается только уточнить, что поддерживать этот прогресс ценой собственной жизни совершенно необязательно. При своевременной профилактике сердечных заболеваний ваше собственное сердце может прослужить значительно дольше, чем 50 лет. И главное, практически бесплатно.

Инф. medpulse.ru