История изобретения бионического импланта, заменяющего важнейший орган человека
Тук-тук!
Искусственное сердце
Бионический исплант, полностью заменяющий сердце или его часть. История с моторчиком
Первое пересаженное сердце было искусственным: в 1937 году обо было создано советским ученым Владимиром Демиховым. Выглядело оно как насос с моторчиком. Сердце было пересажено собаке. Она прожила с ним два часа.
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.
2 декабря 1982 года проведена первая успешная и долговечная пересадка механического сердечного импланта
Jarvik 7
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»?
1
Все мы разные
Пересадка сердца от донора требует специального подбора и типирования.
2
А долго ждать?
Спасательная операция по пересадке «натурального» сердца может занять огромное количество времени, когда обратный отсчет идет даже не днями, а часами – больной может так и не дождаться подходящего донора.
3
Без сердца жить нельзя
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.
Не совсем как настоящее
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. Пациенты с искусственным сердцем могут находиться вне дома и даже играть 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 2016 году, ко дню его 101-летия, ему пересадили шестое по счету сердце.
Наука движется вперед — и только вперед
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.