Наука и техника

Искусственное сердце нового типа, к сожалению, не смогло спасти человека. Но с момента установки устройства пациент прожил в 60 раз дольше, чем мог бы продержаться без операции. Она была проведена в США нынешней весной, а недавно были обнародованы некоторые подробности.

Билли Кон (Billy Cohn) и Бад Фрейзер (Bud Frazier) из Техасского института сердца (THI), совместно с рядом коллег из других институтов, много лет работают над созданием искусственного сердца нового поколения.

О первых шагах проекта и о его богатой предыстории мы рассказывали детально. Напомним только главное — хирург и академик Фрейзер продвигает концепцию непульсирующего насоса. Вместо имитации настоящего сердца, с его сжимающимися камерами и сложными клапанами, медики предлагают ставить в грудь больного относительно простую и очень миниатюрную турбину, которая работает гораздо плавнее, тише и генерирует равномерный ток крови.



Фрейзер (слева) и Кон демонстрируют необычную систему (фото Texas Heart Institute).

Такие имплантаты вообще-то уже существуют и даже применяются в клинической практике, но только в роли желудочковых вспомогательных устройств (VAD). Аппараты VAD призваны не заменять больной орган, а помогать ему в работе, и потому устанавливаются параллельно живому насосу.

Фрейзер и его соратники считают, что аппарат на основе равномерно крутящейся турбины способен заменить сердце полностью.

То, что это возможно и пациент будет чувствовать себя нормально, американцы сперва проверили на нескольких телятах. Так у одного из них, по кличке Абигейл, учёные полностью удалили сердце и заменили на пару центробежных насосов.

«Если вы приложите к её груди стетоскоп, вы не услышите биение сердца, — говорит Кон. — Если вы пощупаете её артерии, то не найдёте никакого пульса. Если вы подключите её к аппарату ЭКГ, он выдаст плоскую линию. По каждому измерению вы должны заключить, что пациент мёртв. Но вы можете видеть, как Абигейл, энергичный, счастливый, игривый телёнок, лижет мою руку.»

10 марта 2011 года Фрейзер и Кон провели аналогичную операцию на человеке. Они попытались спасти 55-летнего Крейга Льюиса (Craig Lewis), умиравшего от амилоидоза. При этом заболевании в органах и тканях накапливаются аномальные белки, выводящие органы из строя.



Стивен Парнис (Steven Parnis), заместитель директора по развитию технологий Техасского института сердца, готовит пару VAD к имплантации (фото Texas Heart Institute).

Недуг этот поразил и сердце Крейга, которое должно было отказать первым. Пересадка донорского органа тут не помогла бы, так как амилоидоз — нарушение обмена веществ и новое сердце было бы вскоре поражено им тоже. На момент операции врачи давали Льюису не более 12 часов жизни! Так что у несчастного оставался только один шанс — испытать на себе экспериментальную технологию.

Рассказывая об имплантации, сотрудники института поясняли, что в качестве основы для опытного сердца были использованы желудочковые вспомогательные устройства от калифорнийской корпорации Thoratec (один такой механизм показан в ролике ниже). Однако использованы насосы были в роли, не предусмотренной изготовителем.

В данном случае Фрейзер со товарищи взяли пару LVAD (L — означает «левый», турбинка эта производится как имплантат, ассистирующий левому желудочку сердца) и модернизировали их таким образом, чтобы, будучи соединёнными вместе, они смогли бы заменить орган Льюиса целиком.

Больное сердце Крейга было удалено. Отныне артерии пациента были подсоединены к двум роторам.


Менее чем через неделю после имплантации устройства Льюис смог сесть в постели и поговорить с членами семьи. Будучи любителем домашних поделок, он также по достоинству оценил изобретательность врачей. Чтобы «состряпать» новый агрегат на базе «магазинных» насосов-имплантатов, Фрейзер и Кон использовали стекловолокно, силикон и ткань дакрон.

По информации NPR, сейчас уже тысячи людей носят в груди VAD с винтовыми турбинками внутри, но Кон с Фрейзером осмелились имплантировать сразу два таких механизма, которые заменили отказавший орган на все 100%. «Я слушала, и это был удивительный гул, — рассказывает Линда, жена Крейга. — У него не было пульса.»



Американское Управление по контролю над пищевыми продуктами и медикаментами (FDA) позволяет врачам применять медицинские устройства не по «паспортному» назначению, а по своему усмотрению, в случае если это поможет пациенту. Применительно к Льюису, операция которого показана здесь, речь шла о последней попытке спасти человеку жизнь (кадр Texas Heart Institute).

Через некоторое время Льюис почувствовал себя настолько лучше, что мог уже садиться в кресло. Но, увы, ненадолго — болезнь всё же одолела его. Само механическое сердце работало как часы, с ним проблем не было, отмечают медики. Просто основное заболевание — амилоидоз — привело к отказу печени и почек.

Крейг умер в апреле, продержавшись после операции по замене сердца парой турбин больше месяца. «Мы знали, что если бы не успех Крейга, разработчики не смогли бы получить данные, которые пригодятся им. И если это поможет следующему человеку, будет хорошо», — заявила Линда.

Учёные отдают дань памяти мужественному техасцу, который помог в продвижении проекта. Благодаря Льюису стало ясно, что прямоточные насосы вполне подходят для замены человеческого кровяного насоса. И потому развитие аппарата такого типа, не как VAD, но как полного сердца, будет продолжено.

Авторы концепции указывают, что миниатюрные турбины, работающие в потоке крови, несут с собой гораздо меньший риск осложнений, чем импульсные насосы старого образца. А ещё непрерывные насосы, в силу минимально возможного числа подвижных узлов (всего один ротор), обладают гораздо большими надёжностью, износостойкостью и долговечностью.



Так выглядел Крейг в молодости, ещё до того, как заболел амилоидозом (фото Linda Lewis).

И хотя во всём мире разные команды ещё пытаются усовершенствовать искусственные сердца, подражающие настоящим, то есть поставляющие кровь толчками, Бад и Билли уверены, что за концепцией равномерного потока — будущее.

В качестве примера смены парадигмы они приводят самолёты. Если отталкиваться от природного аналога, то есть птиц, то нужно строить системы, машущие крыльями. Поначалу изобретатели так и пробовали поступать, но только разбивались.

Потом кто-то понял, что для создания подъёмной силы достаточно взять жёсткое крыло, равномерно и прямолинейно движущееся сквозь воздух. Ныне массовые самолёты крыльями не машут, а махолёты, несмотря на столетнюю эволюцию, так и остались экзотическим полем для творчества чудаковатых новаторов.

При этом, указывают американцы, опыты на млекопитающих с подключёнными к системе кровообращения насосами давно уже показали, что организм вполне хорошо переносит равномерное течение крови вместо импульсного. Похоже, что пульсирующий поток в основном нужен самому сердцу, которое не может работать иначе.

А раз сердце всё равно приходится менять, то почему бы не на улучшенный вариант? Ради спасения жизни человека вполне можно пожертвовать поэтическим «я буду любить тебя, пока сердце бьётся». Крейг показал, что жить и сражаться с судьбой можно и после того, как исчезает пульс.

http://www.membrana.ru/particle/16296