Сердечная недостаточность появляется на конечном этапе развития большинства заболеваний сердца и в итоге может стать причиной смерти. Чтобы не допустить столь серьезных последствий, сибирские ученые сделали отечественный аналог дискового искусственного сердца: оно компактнее и безопаснее.

Существует несколько видов искусственных сердец: они либо заменяют человеческое полностью, либо только одну его часть. Чаще всего используется второй вариант - насос, работающий как искусственный левый желудочек (хотя бывают и правые). Показаний для подобной имплантации, как правило, несколько. Первое и одно из самых распространенных - насос как "мост" к трансплантации (ТС): когда пациенту необходима ТС, но по каким-то причинам в данный момент донорского сердца нет, и нужно дождаться его появления. Второй вариант - "мост" к принятию решений: когда пересаживать сердце рискованно, так как имеются некоторые противопоказания - нарушения функции внутренних органов, повышенное давление легочной артерии и т.д. В этом случае пациент наблюдается от трех до девяти месяцев: обычно за это время проходят неблагоприятные симптомы, и становится возможной полноценная пересадка.

Другие случаи происходят реже: в частности, абсолютные противопоказания к пересадке - например, людям со злокачественными опухолями. После трансплантации сердца необходима иммуноподавляюшая терапия, а раковым больным она противопоказана. В такой ситуации врачи предлагают пациенту продлить жизнь с помощью искусственного сердца, которого может хватить на несколько лет. Описаны случаи, когда пациенты свыше десяти лет живут с аппаратами вспомогательного кровообращения и даже отказываются от предложений о пересадке донорского сердца, мотивируя это хорошим самочувствием.

- После подобного вмешательства человек ограничен в передвижениях, потому что насос постоянно требует подзарядки, - рассказывает руководитель Центра хирургии аорты и коронарных артерий в Национальном медицинском исследовательском центре им. академика Е.Н. Мешалкина доктор медицинских наук Александр Михайлович Чернявский. - Например, будет трудно улететь в Америку: современные аккумуляторы держатся не более 9 часов, а полет длится 12. Зато на поезде проще - там есть розетки.

Наиболее редкое показание - временная имплантация для восстановления пораженной сердечной мышцы. Бывают случаи, когда у человека обнаруживается острый вирусный миокардит. В результате функция сердца падает настолько, что ее нужно замещать. Для этого и имплантируется насос: он несколько месяцев "прокачивает" сердце, а оно в это время восстанавливается в процессе лечения миокардита.

Существует несколько видов таких насосов. Первый - лопастный - давно создан и в России, и за рубежом. Он работает благодаря импеллеру - колесу с лопастями, вращающемуся вокруг продольной оси со скоростью от 7 000 до 10 000 оборотов в минуту: таким образом насос прокачивает до 10 литров крови за 60 секунд.

- Питание идет благодаря двум батарейкам: каждая из них обеспечивает работу насоса примерно четыре часа, - добавляет Александр Чернявский. - Когда одна разряжается, пациент ставит ее на зарядку, а сердце в это время работает от другой. Во время сна пациенты подключаются к обычной электрической сети через специальный коммутатор. Зарядка происходит через кабель, выходящий из тела: за ним нужно ухаживать, перевязывать, чтобы не было инфекций. Еще у устройства есть контроллер: через специальный разъем туда вводятся параметры, необходимые для работы сердца: производительность, скорость вращения ротора и т.д.

Другой тип таких насосов - дисковый, где вращается не импеллер, а (что логично) диски. Специалисты Клиники Мешалкина создали первый отечественный дисковый насос совместно с Институтом теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН: сердце было сделано на основе насоса, ранее применявшегося в космосе. Получившееся устройство представляет собой пакет дисков, расположенных друг над другом с фиксированным зазором в 0,5 мм. При вращении диски крутятся благодаря специальному электродвигателю, за счет молекулярного трения захватывают кровь и в итоге выбрасывают ее обратно в организм.

- Новый насос совсем небольшой - диаметром в 4 см и высотой в 2 см, так что его легче и удобнее имплантировать, - отмечает специалист. - При этом он способен качать 7 - 8 литров крови в минуту. Также насос снижает контакт деталей с кровью и риск образования тромбов. Около стенки диска образуется безэритроцитный слой плазмы, поэтому эритроциты не контактируют с поверхностью и благодаря этому предотвращается повреждение элементов крови.

Пока насос на стендовых испытаниях: неизвестно, сколько времени понадобится, прежде чем он войдет в практику. Еще решены не все проблемы: у ученых пока не получилось создать хороший мотор, крутящий диски с малым потреблением энергии и без нагрева. Мотор - специфичное изделие, которое должно быть небольшим, компактным, хорошо управляемым и обладать мощностью в 5 - 6 ватт. Моторы на 25 - 30 ватт быстро нагреваются, а температура более 40 °C в организме приводит к ожогам окружающих тканей и свертыванию крови.

- Мы обратились в новосибирскую компанию "Импульс-проект", которая взялась за эту задачу и в течение двух лет работает над созданием мотора, - добавляет Александр Чернявский. - Как только мы сделали хороший мотор, потребляющий мало энергии, выяснилось: другая часть насоса слабая. Чтобы это поправить, необходимо разработать не только подшипник, но и специальное покрытие для снижения трения и нагрева корпуса насоса и ротора. Сейчас мы заняты созданием специального покрытия, чтобы трение подшипника было минимальным. Так что проблем при разработке больше, чем нам казалось изначально, но я надеюсь, что года за два мы закончим этот проект и перейдем к испытанию насоса в эксперименте на животных.

Технология постоянно развивается: сейчас появляется идея о зарядке сердца через кожу с помощью электромагнитного поля. Пока это не совсем безопасно - в результате такого "питания" появляется дерматит и воспаление кожи, однако ученые занимаются разработкой специальных защитных гелей. Если все получится, система будет полностью имплантирована в организм - без кабеля, который является основным источником инфекции.

Алена Литвиненко

Источники

Сибирские ученые создали отечественное искусственное сердце на основе дисков
Наука в Сибири (sbras.info), 29/03/2018
Российские ученые создали искусственное сердце на основе дисков
Новости@Mail.ru, 29/03/2018
Космические технологии помогли создать российское искусственное сердце
Sibnet.ru, 29/03/2018
Российские ученые создали искусственное сердце на основе дисков
Media Mag (mag-m.com), 29/03/2018
Российские ученые создали искусственное сердце на основе дисков
Rosinvest.com, 29/03/2018
Российские ученые создали искусственное сердце на основе дисков
Pcnews.ru, 29/03/2018
Российские ученые создали искусственное сердце на основе дисков
Hi-tech@Mail.Ru, 29/03/2018
Сердце из космических запчастей собрали в клинике Мешалкина
Сибкрай.ru (sibkray.ru), 30/03/2018
Российские ученые создали искусственное сердце на основе дисков
Усть-Кут 24 (ust-kut24.ru), 30/03/2018
Сердце из космических запчастей собрали в клинике Мешалкина
Монависта (novosibirsk.monavista.ru), 30/03/2018
Новосибирские ученые создали искусственное сердце на основе дискового насоса
ТАСС, 30/03/2018
Новое искусственное сердце впервые показали сибирские ученые
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 30/03/2018
Сибирские ученые создали первый в России дисковый насос для сердца
Российская газета (rg.ru), 30/03/2018
Русские ученые создали дисковый насос для операций по пересадке сердца
Kremlin Press (kremlinpress.com), 30/03/2018
Ученые из Новосибирска создали принципиально новый насос для сердца‍
Emigrados.ru, 30/03/2018
Российские ученые создали компактный и безопасный насос для искусственного сердца
33live.ru, 30/03/2018
Русские ученые создали дисковый насос для операций по пересадке сердца
Белрынок (belrynok.ru), 30/03/2018
Российские ученые создали компактный и безопасный насос для искусственного сердца
Cont.ws, 30/03/2018
Сибирские ученые создали 1-ый в РФ дисковый насос для сердца
Бюро украинских новостей (bun.com.ua), 30/03/2018
Ученые из Новосибирска создали принципиально новый насос для сердца
Krasnews.com, 30/03/2018
Новосибирские ученые создали искусственное сердце на основе дискового насоса
163gorod.ru, 30/03/2018
Российские ученые создали компактный и безопасный насос для искусственного сердца
Glob-news.ru, 30/03/2018
Российские ученые создали компактный и безопасный насос для искусственного сердца
Вести.ru, 30/03/2018
"Российские ученые создали компактный и безопасный насос для искусственного сердца"
Ivest.kz, 30/03/2018
Российские ученые создали компактный и безопасный насос для искусственного сердца
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 30/03/2018
Российские ученые создали компактный и безопасный насос для искусственного сердца
Kaliningrad-life.ru, 30/03/2018
В России создали революционный насос для искусственного сердца
U-news24.com, 31/03/2018
В России создали революционный насос для искусственного сердца - 24СМИ
Poliksal.ru, 31/03/2018
В России создали революционный насос для искусственного сердца
NewsRbk.ru, 31/03/2018
В России создали революционный насос для искусственного сердца
24 СМИ (24smi.org), 31/03/2018
Собрали новое сердце из запчастей
Metro Новосибирск, 03/04/2018
Насос из титана вместо сердечного клапана предлагают ученые
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 09/04/2018
Насос из титана вместо сердечного клапана предлагают ученые
Новости Новосибирска (novosibirsk-news.net), 09/04/2018
Сибирские ученые создали дисковое искусственное сердце
Научная Россия (scientificrussia.ru), 16/04/2018
Сибирские ученые создали отечественное искусственное сердце на основе дисков
Nanonewsnet.ru, 17/04/2018

Похожие новости

  • 26/11/2018

    Разработанное в Сибири искусственное сердце успешно прошло первые испытания

    Сотрудники Национального медицинского исследовательского центра имени академика Е.Н. Мешалкина провели испытания первого отечественного  дискового искусственного сердца на мини-пигах. Было показано, что прибор работает бесперебойно в течение шести часов, не вызывает образования тромбов и разрушения эритроцитов.
    516
  • 09/06/2016

    Надежда на прорыв: медики сотрудничают с институтами СО РАН

    Надежда на прорыв. Именно такими словами учёные Новосибирского НИИ туберкулёза Минздрава РФ охарактеризовали начало совместной работы с коллегами из институтов Сибирского отделения РАН - Институтом химической кинетики и горения, Институтом органической химии, Институтом теоретической и прикладной механики​.
    1267
  • 31/07/2018

    Новосибирские физики создали насос для искусственного сердца

    Икусственный, орган, который сможет поддерживать человеческую жизнь десятилетиями! Ученые в Новосибирском институте теоретической и прикладной механики – на пути к решению этого вопроса. Почему именно физики занялись созданием искусственного мотора и возможно ли, что в будущем в груди безнадежно больных людей забьется «железное сердце»? Василий Фомин – академик РАН, не медик и не кардиолог – физик: в аэродинамических трубах изучает движение вихревых потоков воздуха, которые в небе действуют на самолет.
    277
  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    1972
  • 02/05/2017

    Новосибирские ученые скорректируют методы лечения остеопороза и атеросклероза

    Сибирские ученые промоделировали, как в организме происходит патологическая кальций-фосфатная минерализация, и установили, что принятые сегодня методы лечения таких болезней, как остеопороз и атеросклероз, нуждаются в серьезной корректировке.
    914
  • 14/07/2016

    Ученые создали стальную замену человеческому сердцу

    ​Новосибирские медики и ученые придумали разработку, которая сможет спасти многих пациентов с тяжелым диагнозом - терминальная стадия сердечной недостаточности.Ученые Новосибирска придумали стальное сердце, которое продлит жизнь пациентов и поможет дождаться пересадки донорского.
    1250
  • 05/09/2017

    ТОП-5 материалов августа на портале SIBMEDA

    Редакция SIBMEDA публикует рейтинг популярных, по мнению читателей, новостей и статей, размещенных на портале в августе.   1. Роспотребнадзор изымает из обращения два популярных анестетика из-за развития нежелательных реакций Роспотребнадзор сообщает о решении приостановить реализацию лекарственных препаратов «Лидокаин, раствор для инъекций 100 мг/мл 2 мл» и «Новокаин, раствор для инъекций 5 мг/мл 10 мл» в связи с развитием нежелательной реакции.
    654
  • 07/12/2017

    Инновационная разработка новосибирских ученых выходит в серийное производство

    Новосибирская компания ООО "Современные Системы Выращивания" получила областную субсидию на НИОКР и коммерциализацию комплекса удаленного автоматизированного управления гидропонной установкой - OverGrower.
    677
  • 12/08/2016

    Новосибирский ученый разработал новый метод генерации биспецифичных терапевтических антител

    ​Аспирант Новосибирского государственного университета Виктор Принц разработал новый метод генерации биспецифичных терапевтических иммуноглобулинов на основе процесса, который происходит в организме человека.
    1672
  • 13/04/2016

    В ИЦИГ СО РАН создают базу данных для обработки научной информации

    ​В Федеральном исследовательском центре «Институт цитологии и генетики СО РАН» разрабатывают универсальную систему для поддержки селекционно-генетических экспериментов, пока что тестируя ее на проектах, связанных с изучением пшеницы.
    1490