Двойная турбина продлит жизнь пациентам без пульса
В каждом очередном поколении неестественных сердец разработчики стараются уменьшить вес и габариты, сделать механизм менее травматичным для крови и повысить долговечность агрегата. Любое достижение в данной сфере — это дополнительные месяцы чьей-то жизни. И вот, утверждают учёные, настала пора собрать целый накопленный опыт и выстроить «самое-самое» неестественное сердце.
Американский Национальный университет здравоохранения (National Institutes of Health) выделил грант в размере $2,8 миллиона группе инженеров и учёных, каковые должны создать имплантат нового типа.
Эта разработка отправится вовсе не с нуля — в общем уже как мы знаем, что это будет за аппарат. К тому же — у него имеется интересный идеологический предшественник. Но новичка ещё предстоит «конкретизировать», выстроить в металле и испытать.
Удастся? Имеется все основания считать, что да. взглянуть на команду разработчиков.
Правое предсердие приобретает бедную кислородом кровь, возвращающуюся из организма. Оно переправляет её правому желудочку, что гонит кровь к лёгким.
Обогащённая кислородом кровь возвращается в левое предсердие, которое передаёт её в левый желудочек. А он уже нагнетает кровь в артерии, разносящие её по всему организму (иллюстрация с сайта micromedcv.com).
Прежде всего это два доктора наук инженерии — Мэтт Франчек (Matt Franchek) и Ральф Меткалф (Ralph Metcalfe) из инженерного колледжа университета Хьюстона (UH Cullen College of Engineering), плюс врач Фрейзер (O. H. Frazier), директор отделения хирургических изучений Техасского кардиологического университета (Texas Heart Institute).
Имеется в команде учёные из институтов и других университетов, и – ещё один примечательный участник. Но о нём мы скажем чуть позднее.
Врач Фрейзер – врач, учёный, академик – далеко не первый год трудится над развитием разных совокупностей неестественного сердца, и неестественных лёгких. Его опыт понадобится в новом проекте (фото с сайта www-tc.pbs.org).
Новинка до тех пор пока носит условное наименование Total Artificial Heart (TAH), другими словами «Всецело неестественное сердце». Разумеется, она обязана заменять целый орган полностью, а несколько из желудочков. Либо, по крайней мере, подстраховывать обе половины сердца, которое по окончании передышки может пойти на поправку (и таковой вариант вероятен).
Увидим, желудочковые вспомогательные устройства (VAD), монтируемые рядом с больным органом и берущие на себя часть работы по перекачке крови, распространены куда больше, нежели механизмы, устанавливаемые вместо сердца. Но как раз создание полного насоса — самая тяжёлая задача.
Что же предлагает команда из Хьюстона?
TAH будет безпульсным, другими словами оно должно гнать кровь равномерным потоком (живой человек без пульса, по-видимому, обязан создавать неизгладимое впечатление на непосвящённых).
Имплантат данный будет складываться из двух миниатюрных насосов, любой по размеру и форме как батарейка типа C. И это — большой ход вперёд если сравнивать с прошлыми «полными» совокупностями, не только достигающими, но часто и превосходящими по размеру настоящее сердце.
Один из этих насосов будет обслуживать небольшой (лёгочный) круг кровообращения, а второй – громадный круг.
Этот прототип показывает только примерный вид того неестественного сердца, которое должно быть создано в следующие четыре года техасскими учёными (фото Thomas Shea/UH).
Серьёзной изюминкой имплантата будет встроенный «интеллект», машинально подстраивающий производительность насосов в зависимости от текущих физиологических потребностей.
Эксперты из университета Хьюстона собираются создать математическую модель кровеносной совокупности, которая ляжет в базу программы управления имплантатом по обратной связи: в состав устройства войдут датчики, измеряющие параметры кровотока, а также таковой серьёзный для медицинского анализа – как вязкость крови.
Цель же всего проекта – появление неестественного сердца, которое было бы меньше, легче, тише и надёжнее, чем предшественники.
Вот о предшественниках и пора поболтать. Не обо всех, а о самом близком. Мы давали слово вам представить ещё одного «примечательного» участника проекта.
Это техасская компания MicroMed Cardiovascular (она же MicroMed Technology). Та самая, которая пара лет назад получила от NASA лицензию на неповторимый кровяной турбинный насос, созданный инженерами космического центра Джонсона (Johnson Space Center) и широко известным кардиохирургом Майклом Дебейки (Michael Ellis DeBakey).
Врач Дебейки – один из отцов неестественного сердца марки MicroMed. За собственные 70 лет карьеры он выполнил более 60 тысяч операций на сердце и изобрёл более полусотни хирургических инструментов. Весной 2008 года Дебейки взял золотую медаль Конгресса за успехи в медицине.
Увы, 11 июля 2008 года этого выдающегося человека не стало. Он не дожил несколько месяцев до 100 лет. На снимке Дебейки держит два неестественных сердца – более-менее классическое по конструкции WorldHeart Novacor (в правой руке) и новаторское миниатюрное MicroMed (фотографии с сайта micromedcv.com).
Тогда в свет вышло вспомогательное неестественное сердце (ассистирующее одному из желудочков) MicroMed-DeBakey VAD.
О его истории и устройстве мы весьма детально говорили. Напомним лишь, что благодаря применению космических ряда и технологий уникальных идей авторам удалось феноменально минимизировать вес и размер имплантата.
Сейчас изделия MicroMed эволюционировали. Особенное внимание учёные и инженеры уделили гидродинамике потока крови в насоса – на самом микроскопическом уровне. Подшипники, лезвия другие элементы и турбины взяли трансформации, призванные сгладить ток.
Аппарат от MicroMed перегоняет кровь из левого желудочка в аорту, другими словами является вспомогательным устройством, облегчающим работу больному органу. У компании имеется различные варианты этого насоса, отличающиеся мало размерами: для взрослых и детей (иллюстрации с сайта micromedcv.com).
По всей видимости, эти устройства и послужат отправной точкой в создании TAH. Так как в техасских аппаратах (по окончании оптимизации многих подробностей, именуемых Modern DeBakey VAD) трудятся именно безпульсные (другими словами создающие постоянный поток) винты.
В то время, когда хьюстонский (и одноимённый университет, и компания MicroMed, и техасский кардиоинститут находятся в этом городе) проект будет завершён, полное неестественное сердце должно будет впитать все лучшие ответы от Modern DeBakey VAD.
В их числе и датчик потока. Данный маленький узел стоит на одном из «рукавов» устройства. Он замеряет скорость кровотока круглосуточно, что разрешает лучше осуществлять контроль работу сердца.
В последних предположениях механического сердца предусмотрена передача данных через Сеть, так что врач сможет в любую секунду на своём карманном компьютере проконтролировать состояние больного, что сейчас находится в своей квартире.
Эта опция дебютирует сперва в Европе – в течение последних трех месяцев 2009 года.
HeartAssist 5 Pediatric VAD – последнее поколение неестественного сердца от MicroMed, вариант для детей. Вес насоса образовывает всего 92 грамма, а его размеры 7,1 х 3 сантиметра. Вес всего имплантата (включая трубки и датчик потока) – 235 граммов. Производительность может изменяться от 1 до 10 литров в 60 секунд.
Это единственное педиатрическое устройство VAD, одобренное к применению на западе. Его официальная презентация в Америке, кстати, состоялась в первых числах Октября этого года (фотографии с сайта micromedcv.com).
MicroMed Cardiovascular информирует, что за 10 лет, прошедших с момента появления первого MicroMed-DeBakey VAD, эти «очень сильно уменьшенные насосы от шаттлов» были имплантированы 440 больным. И 130 они добавили целые годы судьбы.
Мало? Да, но отыщем в памяти, что механическое сердце в большинстве случаев ставят больным, состояние которых весьма тяжёлое и которым без таковой операции не прожить и месяца.
На установку имплантата медики идут, в то время, когда иные варианты уже исчерпаны. И любое новое устройство, которое продлит жизнь умирающего хоть ещё на какое количество-нибудь (соответственно, увеличит его шанс на получение донорского органа), – окажется воистину королевским подарком.
