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

Сортировка мусора: зрение с интеллектом Сортировка мусора: зрение с интеллектом

Nevlabs успешно сортирует мусор при помощи искусственного интеллекта

Наука
И ты, Иван? И ты, Иван?

Почему гетман Иван Мазепа предал своего царя?

Дилетант
Послания на скалах Послания на скалах

Что разрушает карельские петроглифы

Санкт-Петербургский университет
Можно ли взять велосипед в метро: да, если знать пару хитростей Можно ли взять велосипед в метро: да, если знать пару хитростей

Из всех видов транспорта у метропо самые жесткие ограничения для велосипедов

ТехИнсайдер
Перерасти Землю Перерасти Землю

Заселить Луну и Марс – смелая мечта или реальная перспектива?

Вокруг света
В поисках культурного кода В поисках культурного кода

Как у регионов страны сформировался ощутимый запрос на собственный стиль?

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Мечта сталкера Мечта сталкера

За кораблями, крабами и суровой природой Кольского

2Xplore
Ребятам о зверятах Ребятам о зверятах

Росина Сефиен вышла на дейтинг-охоту и вернулась со славными трофеями

VOICE
Зачем в Москве построили круглые дома и как в них живется Зачем в Москве построили круглые дома и как в них живется

В СССР придумали дома-бублики: как они устроены?

ТехИнсайдер
Левее левых: гошисты в водовороте событий мая—июня 1968 года во Франции Левее левых: гошисты в водовороте событий мая—июня 1968 года во Франции

Антиколониальная борьба во Франции и разочарование в коммунистах

Наука
Ароматные звёздочки в саду Ароматные звёздочки в саду

Эти удивительные цветы-звёзды можно вырастить в саду в средней полосе России

Наука и жизнь
Щи Щи

Щи: универсальности этого супа можно лишь подивиться

КАНТРИ Русская азбука
Мхи могут сделать Марс пригодным для сельскохозяйственных культур Мхи могут сделать Марс пригодным для сельскохозяйственных культур

Земные мхи не только выживут на Марсе, но смогут изменить марсианские почвы

ТехИнсайдер
Наша прекрасная Анастасия Заворотнюк Наша прекрасная Анастасия Заворотнюк

Карьера, обретение личного счастья и роковая болезнь Анастасии Заворотнюк

Лиза
Яичница-глaзунья Яичница-глaзунья

Самое простое и самое великое, что можно представить в кулинарии, – это яйцо

КАНТРИ Русская азбука
Здоровая альтернатива. 4 метода лечения, которые способны улучшить самочувствие Здоровая альтернатива. 4 метода лечения, которые способны улучшить самочувствие

Когда официальная медицина не помогает, мы прибегаем к альтернативным методам

Лиза
Троцкизм, как и было сказано Троцкизм, как и было сказано

Как с помощью «троцкизма» Сталин решил подорвать авторитет Троцкого

Дилетант
За что умер Иван Сусанин? За что умер Иван Сусанин?

Кем был Иван Сусанин и чем он прославился?

Дилетант
На педали жали: краткий таймлайн велосипедной формы На педали жали: краткий таймлайн велосипедной формы

Как с годами менялась одежда велосипедистов и велосипедисток

Правила жизни
Диморф унаследовал валуны от Дидима Диморф унаследовал валуны от Дидима

Планетологи сравнили распределение размеров валунов на астероидах Дидим и Диморф

N+1
Вaренье из сосновых шишек Вaренье из сосновых шишек

Питаться шишками каждый день не будешь, но иногда – в самый раз!

КАНТРИ Русская азбука
Точно по протоколу Точно по протоколу

Восстанавливаем хронологию всемирно известных криминальных происшествий

P.I.C. Partner In Crime
Только без паники Только без паники

Пять причин повышенной тревожности

Лиза
Правила хранения джина, виски и водки Правила хранения джина, виски и водки

Почему водка иногда теряет свой вкус и откуда в виски появляются ноты резины?

СНОБ
Жить будут Жить будут

Как восстановить поврежденные в отпуске волосы – рассказывает эксперт

Лиза
Уроки Бреттон-Вудса Уроки Бреттон-Вудса

Как создать синтетическую резервную валюту

Деньги
Зерна циркона помогли определить возраст мощного удара по молодой Луне Зерна циркона помогли определить возраст мощного удара по молодой Луне

Планетологи с большой точностью датировали крупное импактное событие на Луне

N+1
Евгения Образцова: «Мама не раз мне говорила: «ты — борец, а это хорошее качество для балерины» Евгения Образцова: «Мама не раз мне говорила: «ты — борец, а это хорошее качество для балерины»

Выхожу на сцену и слышу за спиной: «О, пошла, пошла, смотрите-ка...»

Караван историй
Интервью с Ильей Альтшулером — о «Пикнике “Афиши”» и доходах фестиваля Интервью с Ильей Альтшулером — о «Пикнике “Афиши”» и доходах фестиваля

Как сохранить ДНК «Пикника» в новых реалиях и чем этот фестиваль удивит

СНОБ
4 вопроса, на которые надо себе ответить, если вы завязываете отношения онлайн 4 вопроса, на которые надо себе ответить, если вы завязываете отношения онлайн

Четыре важных вопроса, на которые надо ответить, завязывая виртуальный роман

Psychologies
Открыть в приложении