Потребность в пересадке сердца в России составляет тысячи операций в год

НаукаНаука

Титановое сердце на дисковых насосах

Золотым стандартом лечения терминальной стадии сердечной недостаточности считается трансплантация донорского сердца. Потребность в пересадке сердца в России составляет тысячи операций в год, однако выполнить трансплантацию удается примерно одной десятой части нуждающихся пациентов.

Мария Роговая

Дисковый насос для поддержки кровообращения. Фото: ИТПМ СО РАН

Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН совместно с Научно-исследовательским институтом проблем кровоснабжения им. Е. Н. Мешалкина и АО НПК «Импульс-проект» разработали и испытали на животных искусственное сердце на основе компактных центробежных дисковых насосов.

Распространенность хронической сердечной недостаточности очень высокая: в Европе насчитывается 14 млн пациентов, в США — более 6 млн, в России — около 3 млн. Ежегодно летальность пациентов из листа ожидания составляет от 30% до 35%. Без своевременной операции средняя продолжительность жизни пациента составляет менее двух лет.

Реальной долговременной альтернативой чужому сердцу является искусственное. Для этого пациенту в зависимости от характера его сердечной недостаточности имплантируется в один или в оба желудочка небольшой насос, который работает от расположенных снаружи аккумуляторов. Совместные эксперименты физиков и медиков показали хорошие результаты: лабораторные животные (свиньи) продемонстрировали стабильную работу оборудования механической поддержки сердца — исследователи провели на них серию испытаний длительностью от трех до шести часов.

«Производители искусственного сердца в России и за рубежом используют центробежные шнековые и лопастные насосы, у которых есть один существенный недостаток,— пояснил один из ведущих разработчиков дискового насоса для поддержки кровообращения кандидат технических наук, сотрудник ИТПМ СО РАН Юрий Приходько.— При отличной производительности и высоком КПД насосы других типов создают сдвиговые напряжения внутри перекачиваемой жидкости, в результате которых эритроциты и другие форменные элементы крови разрушаются».

Сохранить эритроциты и удешевить насос

Стенд для проведения испытаний с донорской кровью. Фото: ИТПМ СО РАН

Уровень разрушений эритроцитов измеряется по содержанию свободного гемоглобина в крови. Эксперименты на дисковом насосе показали, что средний уровень свободного гемоглобина оказался на порядок ниже предельных допустимых значений в ходе шестичасовых стендовых испытаний. В медицинской практике существует официально установленный допустимый уровень разрушения элементов крови, в который укладываются параметры всех существующих современных насосов, однако, находясь внутри этих пределов, предпочтительнее иметь показатели ближе к нижней границе нормы. Именно поэтому ученые выбрали конструкцию дискового насоса Теслы, где эритроциты практически не подвергаются механическим повреждениям.

Работа дискового насоса обеспечивается благодаря трению диска о кровь (вязкое трение), который вращается и увлекает за собой равномерный плавный поток, в котором нет такого резкого перепада давлений внутри жидкости, как, например, в лопастном или шнековом насосе.

Несмотря на использование искусственного сердца во многих странах мира, можно уверенно сказать, что ни одна из существующих технологий не является полностью безопасной для пациентов. Например, чем выше КПД и число оборотов насоса, тем ниже уровень сохранности эритроцитов и других элементов крови, что существенно влияет на самочувствие и иммунитет пациента. Целью сибирских ученых стало если не довести эту технологию до совершенства, то заметно улучшить ее параметры.

Существующая на сегодняшний день российская технология обходится пациентам в 7,5–8 млн руб., что существенно ограничивает количество операций в год. Еще выше стоимость имплантируемых зарубежных приборов поддержки кровообращения. Для сравнения: операция по трансплантации донорского органа стоит 2,5 млн руб., то есть втрое меньше. За 20 лет, с 1998 по 2018 год, во всех российских стационарах было имплантировано 89 искусственных аппаратов, то есть в среднем по 4 в год. Если оптимизировать технологию и масштабировать производство, полагают разработчики из ИТПМ СО РАН, искусственные системы кровообращения могут стать дешевле и доступнее. Конструкция центробежного дискового насоса делает возможным такой сценарий.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Альцгеймер в сахаре Альцгеймер в сахаре

Как ученые связывают болезнь Альцгеймера и сахарный диабет?

Наука
Как United Airlines обслуживает клиентов с помощью ИИ и сколько она на этом выиграла, а не потеряла Как United Airlines обслуживает клиентов с помощью ИИ и сколько она на этом выиграла, а не потеряла

United Airlines использует ИИ, чтобы передавать клиентам важную информацию

Inc.
Академик Юрий Наточин: главная забота почки — чтобы каждая клетка организма могла жить своей жизнью Академик Юрий Наточин: главная забота почки — чтобы каждая клетка организма могла жить своей жизнью

Академик Юрий Наточин: жизнь появилась не в морях, а в калиевых озерах

Наука
Репортёр без границ Репортёр без границ

Роберт Капа дал сам себе задание рассказывать об аде, созданном человеком

Дилетант
Дорога вдоль северного фасада. История Северного широтного хода Дорога вдоль северного фасада. История Северного широтного хода

Для СССР результаты войны в Арктике оказались весьма болезненными

Наука
Пройти кастинг: на чем зарабатывают молодые актеры в России и как им помогают соцсети Пройти кастинг: на чем зарабатывают молодые актеры в России и как им помогают соцсети

Сколько могут получать актеры и какую роль в этом играют соцсети

Forbes
Смотрины для родинки Смотрины для родинки

Разбираемся, какие родинки опасны, а какие совершенно безобидны

Лиза
Вот это поворот Вот это поворот

Ищем (и находим) новую профессию в любом возрасте

VOICE
Счет, пожалуйста! Когда и как тебя могут обсчитать в ресторане Счет, пожалуйста! Когда и как тебя могут обсчитать в ресторане

Как рестораны не только обсчитывают, но и заставляют раскошелиться против воли

Лиза
Блины Блины

Блины для нас – это и наше солнце, и целая Вселенная

КАНТРИ Русская азбука
Режиссер Брюно Дюмон: Художник всегда должны быть критичным и задавать вопросы обществу Режиссер Брюно Дюмон: Художник всегда должны быть критичным и задавать вопросы обществу

Режиссер Брюно Дюмон о «Звездных войнах», социальном кино и роли художника

СНОБ
Щи Щи

Щи: универсальности этого супа можно лишь подивиться

КАНТРИ Русская азбука
Нобелевские премии по физике в контексте истории Нобелевские премии по физике в контексте истории

Почему Нобелевскую премию Эйнштейну дали так поздно?

Наука и жизнь
«Кажется, это что-то серьезное»: как бороться с мнительностью и ипохондрией «Кажется, это что-то серьезное»: как бороться с мнительностью и ипохондрией

Как же избавиться от страха и ипохондрии и перестать болеть?

Psychologies
Почему родителям надо уважать границы молодой семьи: 3 совета теще и свекрови Почему родителям надо уважать границы молодой семьи: 3 совета теще и свекрови

Почему родители часто вмешиваются в уклад молодой семьи?

Psychologies
Что не так с психотерапией? Что не так с психотерапией?

Почему практика осознанности может привести к неожиданному результату?

Здоровье
Почему кошки мяукают на нас: интересная особенность эволюции Почему кошки мяукают на нас: интересная особенность эволюции

Как кошки общаются с людьми?

ТехИнсайдер
Русская азбука Русская азбука

Вещи, составляющие код национальной идентичности условного жителя России

2Xplore
Жизнь в плену имени Жизнь в плену имени

Марк Юний Брут: история и жизнь того, кто лишил жизни Гая Юлия Цезаря

Дилетант
Первая мировая война: от первого лица — дневниковые записи и письма с фронта Первая мировая война: от первого лица — дневниковые записи и письма с фронта

Что чувствовали и думали самые разные люди, участвовавшие в Первой Мировой

Знание – сила
Зачем императору резец? Зачем императору резец?

История ученической гравюры императора Николая Павловича

Дилетант
«Король Лир» и еще три новых фильма из Якутии, победивших на фестивалях «Король Лир» и еще три новых фильма из Якутии, победивших на фестивалях

Зачем смотреть «Короля Лира» и другие якутские фестивальные хиты?

СНОБ
«Разоренный дом». Отрывок из романа Руби Намдара «Разоренный дом». Отрывок из романа Руби Намдара

Жизнь профессора идет своим чередом, пока не начинают посещать странные видения

СНОБ
7 подручных средств: чем заменить гантели для тренировки в домашних условиях 7 подручных средств: чем заменить гантели для тренировки в домашних условиях

Чем дома заменить инвентарь для силовых тренировок?

ТехИнсайдер
«Я влюбляюсь в людей, которых даже не знаю»: 6 признаков того, что вы в парасоциальных отношениях «Я влюбляюсь в людей, которых даже не знаю»: 6 признаков того, что вы в парасоциальных отношениях

Как влюбленность в знаменитостей мешает построить настоящие отношения?

Psychologies
Умные полимеры в медицине Умные полимеры в медицине

Что такое умные полимеры и почему их использование в медицине так важно?

Наука и жизнь
Мой прадед, участник Великой войны Мой прадед, участник Великой войны

История генерал-майора Владимир Астафьев, типичного русского офицера

Знание – сила
Вычислить в толпе Вычислить в толпе

Какие мотивы движут преступником и можно ли распознать его в пассажиропотоке?

P.I.C. Partner In Crime
5 правил, как сделать тренировку на улице комфортной 5 правил, как сделать тренировку на улице комфортной

Что нужно учитывать, если вы собираетесь тренироваться на улице?

Maxim
В гостях у Angry Birds В гостях у Angry Birds

О чем щебечет западный край страны – Куршская коса?

2Xplore
Открыть в приложении