В поисках искусственного сердца

В ближайшие годы в больницы поступят новые приборы для лечения болезней сердца

ЭкспертHi-Tech

В поисках искусственного сердца

В ближайшие годы в российские больницы поступят новые приборы для лечения болезней сердца. Разработки ведутся сразу по всем направлениям

Наталья Быкова

ИТАР-ТАСС / Юрий Машков

Человек не только смертен, но смертен внезапно. Главная причина не вирусы и не катастрофы, а сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ). Ни по какой другой причине не умирает столько людей, сколько от них. Если глобально на их долю приходится 31% смертей, то в России — больше половины. Это вдвое выше, чем в странах ЕС.

Когда подводит сердце и лечение уже не помогает, единственным шансом остается сложная операция — установка донорского сердца. Однако биологических протезов на всех не хватает. По статистике в мире их в десять раз меньше, чем пациентов, которым они жизненно необходимы. В России в очереди на пересадку сердца ежегодно стоят примерно полторы тысячи человек, и дождаться «запчасти» удается далеко не каждому. Люди вынуждены месяцами жить рядом с клиникой в ожидании чужого сердца, чтобы при поступлении материала немедленно лечь на обследование, а затем на операцию.

В период, когда донорского сердца еще нет, а медикаменты уже не помогают, пациенту нужно ставить вспомогательное устройство кровообращения. Это может быть искусственное сердце, которое ставится на замену, либо его часть — например, левый желудочек, который «ломается» особенно часто. С такими приборами можно жить месяцы и годы, а если имеются противопоказания к биологической пересадке, то и вовсе отказаться от операции.

Чтобы спасти людей, ученые все еще пытаются создать искусственное сердце, которое можно было бы имплантировать навсегда. Но сделать полный механический аналог живого сердца оказалось крайне сложной задачей. Во-первых, потребность человека в крови постоянно меняется. Встал c кровати — пульс участился. Увидел страшный сон — стал еще чаще. И это в режиме 24/7. Во-вторых, сердце состоит из множества частей, синхронизировать работу которых механическим образом оказывается сложнее, чем швейцарские часы. Но самая главная проблема в том, что искусственные «запчасти» способствуют инфекции и образованию тромбов — стоит крови немного застояться, как она застывает. Плюс имплантируемое в грудную клетку сердце питается через кабель, выходящий из тела, а это тоже проводник для инфекций.

Решить проблему постоянно меняющегося спроса организма на кровь призваны модели искусственного сердца, обеспечивающие ее непрерывное прокачивание. То есть у таких сердец нет пульса. Но что за жизнь без биения сердца? Этот вопрос остается предметом оживленных дебатов в сообществе экспертов. Одни говорят, что пульс нужен, чтобы доставлять кровь к самым маленьким капиллярам, питающим органы. Другие считают, что устройства с непрерывным прокачиванием не хуже тех, что используют специальный насос (с пульсом). Из-за сложностей большинство разработок в сфере искусственного сердца быстро терпят неудачи, однако в последние годы в России появилось несколько новых идей.

Первое искусственное сердце было сделано советским врачом Владимиром Демиховым в 1937 году. Но активные разработки начались в середине 1960-х

Вместо сердца — дисковый мотор

По мнению руководителя Роспатента Григория Ивлиева, в ближайшие пятнадцать лет в нашей стране можно ожидать серьезного прорыва в лечении болезней системы кровообращения. Созданные российскими учеными медицинские приборы и методики для корректировки патологий сосудов и сердца ежегодно входят в топ-100 изобретений Роспатента. Их авторы высоко оценивают шансы на то, что все эти разработки будут востребованы в клинической практике и в конечном счете помогут сберечь тысячи человеческих жизней.

Разработка, с которой связывают большие надежды, — дисковый насос для компенсации работы левого желудочка, созданный учеными ФГБУ НМИЦ имени академика Е. Н. Мешалкина совместно с коллегами из Института теоретической и прикладной механики имени С. А. Христиановича и специалистами АО НПК «Импульс-проект». Устройство получило патент в декабре прошлого года и находится на пороге клинических испытаний. Это комплект титановых дисков, расположенных друг над другом с небольшим зазором, которые крутятся и за счет молекулярного трения захватывают кровь и выбрасывают ее обратно в организм. Диаметр такого дискового насоса всего четыре сантиметра, высота — два сантиметра, при этом он способен качать семь-восемь литров крови в минуту при скорости вращения двигателя до трех тысяч оборотов.

Это рекорд бережного обращения с кровью: в мире неизвестны системы, скорость вращения двигателя которых при перекачивании крови в таких объемах составляла бы менее пяти тысяч оборотов. Еще одна «фишка» отечественного изобретения — ротор, работающий без оси. Он вращается в полости насоса без крепления к чему-либо, фактически зависая в пространстве.

«Процесс отладки левитации был самым сложным, но мы с ним справились и восхищены этим процессом, потому как не всегда удается воплотить идею в реальность, — рассказывает “Эксперту” замдиректора АО НПК “Импульс-проект” Катерина Головина. — Здесь работает явление пограничного слоя жидкости. Например, в осевых и центробежных насосах кровь захватывается направляющими потока либо лопатками электродвигателя и перекручивается. В нашем насосе она проскальзывает по поверхности диска, при этом на кровь не оказывается какое-либо физическое воздействие. Это исключает травмирование элементов крови и минимизирует риск тромбообразования. Тромбы очень опасны, в частности тем, что могут нарастать в полости сердечных насосов и служить препятствием для течения крови. Сложность создания такого насоса в том, что для него требуется разрабатывать все заново, например методику гидродинамических расчетов, испытаний, программирование электродвигателей».

Пока создан один экспериментальный образец. Он проходит стендовые испытания, беспрерывно перекачивая донорскую кровь в условиях, приближенных к реальному организму. Через каждые полчаса ученые смотрят, какая получилась кровь. Допустимый уровень гемолиза (разрушение эритроцитов) — десять миллиграммов на литр, в опытной модели — всего 2,2 миллиграмма. Это хороший результат. Чтобы подкрепить свою уверенность в совместимости титанового мотора с живым организмом, еще в 2018 году ученые провели оперативную шестичасовую апробацию устройства на минипиге. Система оказалась работоспособной, но с недостатками.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Шесть лет потери достоинства Шесть лет потери достоинства

Шесть лет после украинского переворота — шесть итогов Майдана

Эксперт
Эпизод шестой: Шантаж и римский вопрос Эпизод шестой: Шантаж и римский вопрос

Папа ошибается с изданием Библии и шантажирует премьер-министра Италии

Esquire
От чего умер Ленин? От чего умер Ленин?

На момент смерти Ленину было всего 53 года. На здоровье он никогда не жаловался

Дилетант
Золотой год Золотой год

Россия в прошлом году кратно увеличила экспорт главного драгметалла

РБК
Выжившие Выжившие

Росомахи сталкиваются с новыми угрозами в борьбе за выживание

National Geographic
Эмилия Кларк: горячие фото матери драконов из «Игры престолов» Эмилия Кларк: горячие фото матери драконов из «Игры престолов»

Перед тобой Дейнерис во всей красе

Playboy
«Врешь ты всё!» «Врешь ты всё!»

Российская компания F2FGroup разработала технологию распознавания лжи

Эксперт
В Германии найден уникальный кинжал римского легионера В Германии найден уникальный кинжал римского легионера

В римском захоронении нашли кинжал, ножны и пояс I века нашей эры

National Geographic
Юра Борисов: «Я умею вставать на место любого человека» Юра Борисов: «Я умею вставать на место любого человека»

Актер Юра Борисов объяснил, почему главной ценностью в жизни считает любовь

Grazia
Эпизод второй: «невидимый» папа и кенгуру Эпизод второй: «невидимый» папа и кенгуру

Знакомимся с Питером и Эстер, с концепцией невидимости и с кенгуру

Esquire
Методичка для методологов. Поможем администрации завлечь людей на «добровольное голосование» Методичка для методологов. Поможем администрации завлечь людей на «добровольное голосование»

41% жителей России никогда не читали Конституцию

СНОБ
«Мы просто озарили рынок»: как стать миллиардером с помощью доски объявлений «Мы просто озарили рынок»: как стать миллиардером с помощью доски объявлений

Сервис Zillow заработал за год $1,4 млрд без учета рекламных доходов

Forbes
Сели на шею Сели на шею

Аккуратный отложной воротничок — ваш билет в счастливое детство

Vogue
Правила жизни Кирка Дугласа Правила жизни Кирка Дугласа

Актер, Нью-Йорк. Скончался 5 февраля 2020 в возрасте 103 лет

Esquire
Маленький, но гордый: история боевика и революционера Нестора Лакобы Маленький, но гордый: история боевика и революционера Нестора Лакобы

Нестор Лакоба — редчайший представитель партийных деятелей сталинской эпохи

Maxim
Слова паразитов: как рос и хорошел молодежный жаргон последние 60 лет Слова паразитов: как рос и хорошел молодежный жаргон последние 60 лет

Метаморфозы молодежного сленга за последние полвека

Maxim
40 лет «Москва слезам не верит» 40 лет «Москва слезам не верит»

Вообще, здесь не плакать, а смотреть надо! Ведь у фильма юбилей

Лиза
Что такое TikTok? Гид для родителей по самому популярному приложению для подростков Что такое TikTok? Гид для родителей по самому популярному приложению для подростков

Гид для родителей по социальной сети №1 для подростков

СНОБ
«Отверженные»: как быть, если вы слишком чувствительны к отказам «Отверженные»: как быть, если вы слишком чувствительны к отказам

Высокая чувствительность к отвержению — следствие сложного детского опыта

Psychologies
Вирус дал осложнения Вирус дал осложнения

Негативные последствия для производителей сырья набирают обороты

Эксперт
7 фактов о флирте 7 фактов о флирте

Флирт — это то, что происходит с момента знакомства до постели

Maxim
Почему на тебе плохо сидит одежда и как это исправить — отвечает стилист Почему на тебе плохо сидит одежда и как это исправить — отвечает стилист

Как носить главные вещи весны-2020 девушкам с разным телосложением

Cosmopolitan
Виниловое кружево и винтаж: как работает художница по костюмам Сэнди Пауэлл, в 13-й раз номинированная на «Оскар» Виниловое кружево и винтаж: как работает художница по костюмам Сэнди Пауэлл, в 13-й раз номинированная на «Оскар»

Лучшие истории Пауэлл о закулисье киноиндустрии, вдохновении и изобретательности

Esquire
Как секс влияет на успех в бизнесе Как секс влияет на успех в бизнесе

На ваше поведение в постели влияют те же факторы, что и на мотивацию на работе

Forbes
Как критиковать работу сотрудника, не переходя грань: 6 советов начальникам Как критиковать работу сотрудника, не переходя грань: 6 советов начальникам

Важно не только уметь хвалить подчиненных, но и грамотно указывать на их ошибки

Playboy
Идентификация «Сети» Идентификация «Сети»

Террористы или жертвы системы? За что семь молодых мужчин получили 86 лет тюрьмы

Эксперт
Чем женский японский язык отличается от мужского Чем женский японский язык отличается от мужского

Отрывок из книги Гастона Доррена о языках «Вавилон: Вокруг света за 20 языков»

СНОБ
«Дети ворона» Юлии Яковлевой — книга для детей, которую нужно прочитать и взрослым «Дети ворона» Юлии Яковлевой — книга для детей, которую нужно прочитать и взрослым

Эпическая сага о детях, живущих в сталинские годы

Esquire
Как научиться бизнесу за несколько недель? Forbes запускает Школу миллиардера Как научиться бизнесу за несколько недель? Forbes запускает Школу миллиардера

Чему может научиться предприниматель за непродолжительное время

Forbes
Цветы нации Цветы нации

Эти юные девушки — чемпионки по фигурному катанию

Tatler
Открыть в приложении