Полезная информация об искусственном сердце для сердечников и не только
Все люди старшего возраста знают песню в исполнении Леонида Утесова со словами «Сердце, тебе не хочется покоя!» И хотя автор текста вкладывал в эти слова отнюдь не физиологический смысл, но сердце действительно, если бы и захотело, не может позволить себе покой. Через 10-20 секунд после остановки сердца человека теряет сознание. Если в течение пяти-шести минут сердце не удается запустить, человек погибает.
Сердце, как и все остальные органы, подвержено заболеваниям, которые плохо влияют на его работу. Для лечения сердечных болезней человек изобрел множество лекарственных препаратов. Но бывают такие болезни, когда медикаменты помочь не в состоянии. Сердце или его пораженные части нужно менять.
Искусственное сердце человека
Ученые начали изобретать и испытывать аппараты, способные поддерживать кровообращение в теле человека, уже более 100 лет. Сегодня, под искусственным сердцем подразумеваются два вида технических устройств.
- Первый вид составляют аппараты искусственного кровообращения (АИК).
- Ко второму виду относятся кардиопротезы – устройства, которые имплантируются в человека.
История аппаратов искусственной перфузии
Эти устройства предназначены, чтобы поддерживать жизнь человека при полной или частичной неспособности сердца выполнять свои функции.
Первая попытка создания АИК была предпринята в конце девятнадцатого века, когда немецкие ученые Фрей и Грубер изобрели первое механическое устройство для искусственно нагнетания крови и обогащения ее кислородом. В Советском Союзе первая разработка АИК датируется 1926 годом. Создавали аппарат (автожектор) два ученых Брюхоненко и Чечулин. Устройство неплохо работало в экспериментах на собаках, но применение автожектор в клинической медицине не нашел.
Создание АИК в мире продолжалось, и первое значимое применение аппарата произошло в 1952 году. Кардиохирург Додрилл в США сделал успешную операцию на открытом сердце с использованием АИК. Причем, применял Додрилл аппарат, который разработал сам в сотрудничестве с Дженерал Моторз.
Через пять лет операцию на сердце выполнили в СССР.
Три метода
В современной медицине находят применение три системы экстракорпорального кровообращения:
- общего;
- регионарного;
- вспомогательного.
В первом случае АИК полностью заменяет легкие и сердце. Это способ практикуется в кардиохирургии.
Под регионарным кровообращением понимается перфузия отдельного органа, который на какое-то время изолируется от кровеносной системы. Использование этого метода часто происходит при гнойной хирургии и онкологии, чтобы подать к больному месту большее количество лекарственных препаратов.
Главные задачи вспомогательного кровообращения:
- уменьшить потребление кислорода миокардом;
- увеличить его снабжение кислородом;
- увеличить подачу кислорода в другие физиологические системы или органы.
Как устроен и как работает АИК
Аппарат конструктивно состоит из двух блоков:
- физиологического;
- механического.
Первый блок составляют все компоненты аппарата, которые контактируют с кровью. Его главными узлами являются оксигенатор («легкие») и насос («сердце»). В блок также входят теплообменник, фильтр-ловушка, система коронарного отсоса, шланги и емкости. Эти компоненты, соединяясь между собой, формируют систему, по которой циркулирует кровь.
Механический блок образуют корпус АИК с приводами подвижных частей оксигенатора и насосов, а также измерительная аппаратура.
Конструкция насосов применяется клапанная и бесклапанная. Оксигенаторы по своей конструкции различают с газопроницаемой мембраной и без нее, когда кровь непосредственно контактирует с кислородом.
Работает АИК следующим образом.
- Венозная кровь самотеком попадает в оксигенатор, находящийся ниже операционного стола, там она освобождается от углекислого газа и обогащается кислородом.
- Далее насос через теплообменник и фильтр подает кровь в кровяное русло пациента.
- Кровь из поврежденных сосудов и открытых сердечных полостей направляется в аппарат при помощи специального устройства (коронарного отсоса).
Действие на организм и негативные последствия
Несмотря на постоянное совершенствование медицинских технологий, подключение к АИК – это всегда тяжелое испытание для всего организма человека.
Сколько для организма стоит такая операция (не в деньгах) трудно сказать однозначно. Организм в это время переживает состояние близкое к геморрагическому шоку, т.е. состояние, наблюдаемое при широком повреждении тканей с обильной потерей крови. Падает давление, снижается общее периферическое сопротивление сосудов, ткани страдают от гипоксии, увеличивается склонность к склеиванию эритроцитов и т.д.
Стоимость искусственной циркуляции крови вырастает, если случаются осложнения.
- Одним из самых опасных является эмболия (закупорка сосудов) пузырьками газа или мельчайшими инородными частицами.
- Кислородное голодание тканей может привести к необратимым изменениям в отдельных органах.
- Нередко после хирургического вмешательства с использованием АИК наблюдается нарушение свертываемости крови.
К сожалению, несмотря на все риски, другого способа решения проблемы снабжения кровью организма при операциях на сердце на сегодняшний день не существует.
Кардиопротезы
Мечта любого кардиохирурга – иметь готовый протез сердца, чтобы в случае необходимости раз и навсегда заменить больное сердце и надолго продлить жизнь человека. Однако мечта эта пока остается только мечтой. Как долго она останется таковой неизвестно.
Время от времени появляются обнадеживающие новости из медицинских научно-исследовательских центров. Одно время большие надежды связывались с аппаратом «AbioCor». Устройство находилось полностью в теле больного. Имелся внутренний аккумулятор, который подзаряжался от источника электроэнергии через кожу. Первоначально аппарат мог имплантироваться только мужчинам, поскольку предъявлялись специфические требования по росту и весу пациента.
Аппарат устанавливался только тем людям, которые без трансплантации сердца должны были умереть в течение двух недель. Срок службы аппарата был определен в полтора года. Один из пациентов с таким аппаратом прожил 17 месяцев. Срок жизни других оказался короче.
В 2007 году компания приступила к разработке «AbioCor II». Его могли носить в себе и женщины, так как вес аппарата снижался на треть. Предполагалось, что усовершенствованное устройство сможет служить пять лет. Однако надеждам не суждено было сбыться. В 2015 году компания отказалась от проекта.
В 2017 году швейцарские ученые создали силиконовое сердце, полностью имитирующее настоящий орган. Он обладает целым рядом преимуществ перед механическими аналогами, но длительность его работы пока оставляет желать лучшего. Такое сердце выдерживает 30-45 минут работы, а потом материал начинает деформироваться.
А вот частичное протезирование в современной кардиохирургии распространено широко. Хирурги с успехом пересаживают донорские сердца, меняют клапаны, крупные сосуды и т.д.
Последствия протезирования
Частичное протезирование не проходит бесследно для человека, в том числе для его психики.
У четверти людей, перенесших замену клапанов, формируется кардиопротезный психопатологический комплекс. Пациент начинает постоянно думать о протезе. Ему кажется, что имплантат может в любую минуту сломаться и поставить его жизнь под угрозу. Страх усиливается ночью, поскольку в это время звук от работы имплантата лучше слышится. Из-за тревоги человек не может заснуть, у него развивается депрессия, появляются мысли о самоубийстве.
Есть ситуации, когда без операций на миокарде не обойтись, например, при наследственных патологиях или травмах. Но значительную часть заболеваний сердечно-сосудистой системы можно избежать, если бережнее относиться к сердцу – не злоупотреблять алкоголем, не курить, не переедать, регулярно выполнять физические упражнения. Профилактические меры просты, но они помогут уберечься и от АИК, и от оперативного вмешательства.
Дополнительную информацию о разработках российских ученых по теме статьи можно узнать из видео:
Еще:
Особенности подготовки и технология использования аппарата искусственного кровообращения 
Показания к имплантируемому кардиовертеру-дефибрилятору, прогнозы, результативность и сложности реабилитации 
Проведение усиленной наружной контрпульсации, показания, стоимость 
Эффективность проведения лечения Алмагом при пяточной шпоре: показания и противопоказания
