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

«Красная книга – это не просто книжка с картинками» «Красная книга – это не просто книжка с картинками»

Чем ценны суслики, почему важно их изучать и зачем надо их охранять

Наука
Достоевский на улице Сезам Достоевский на улице Сезам

«Эрик»: Бенедикт Камбербэтч в Нью-Йорке 1980-х

Weekend
«Рано или поздно цивилизация начинает сходить с ума и уничтожает себя. Как мы сейчас» «Рано или поздно цивилизация начинает сходить с ума и уничтожает себя. Как мы сейчас»

Что такое экзопланеты? Как они были открыты? Может ли на них существовать жизнь?

Наука
В магазин за рекламными продуктами: что мешает развитию рынка ретейл-медиа в России В магазин за рекламными продуктами: что мешает развитию рынка ретейл-медиа в России

Почему рынок ретейл-медиа в России развивается так неравномерно?

Forbes
Почему у человека только 4% сперматозоидов без дефектов, а у шимпанзе — 95% Почему у человека только 4% сперматозоидов без дефектов, а у шимпанзе — 95%

Лишь очень малая часть человеческого эякулята способна оплодотворять яйцеклетку

Maxim
«Маркетплейс — это не просто программа для компьютера и торговая точка» «Маркетплейс — это не просто программа для компьютера и торговая точка»

Как и зачем регулировать электронные торговые площадки?

Монокль
Радость моя, твоя, наша Радость моя, твоя, наша

Факт есть факт: мы получаем удовольствие от разных вещей. Почему это происходит?

Лиза
«Дела» врачей «Дела» врачей

Есть ли кто ближе к телу правителя, чем личный врач?

Дилетант
Как интроверту и экстраверту понять друг друга Как интроверту и экстраверту понять друг друга

Чем мы отталкиваем друг друга и можем ли впоследствии изменить мнение о знакомом

Psychologies
Летотерапия Летотерапия

Простые летние тренинги, которые помогут достичь гармонии с собой

Лиза
Помпеи — сундук с сокровищами, который никогда не перестанет удивлять Помпеи — сундук с сокровищами, который никогда не перестанет удивлять

В Инсуле 10 был обнаружен триклиний, украшенный невероятной красоты фресками

Наука
Диана Милютина Диана Милютина

Сверхновая звезда Диана Милютина про эмансипацию и вайб Балабанова в «Чистых»

Собака.ru
Археолог развел огонь по-неандертальски Археолог развел огонь по-неандертальски

Ученый проверил, насколько помогает пиролюзит для разведения огня

N+1
1000 км до рассвета 1000 км до рассвета

Покорители Северного полюса делятся секретами выживания в экстремальных условиях

2Xplore
Как предотвратить измену в молодом, среднем и зрелом возрасте? Как предотвратить измену в молодом, среднем и зрелом возрасте?

Что толкает нас за пределы пары и можно ли избежать неверности?

Psychologies
Из колеи ARM в созвездие «Эльбруса»* Из колеи ARM в созвездие «Эльбруса»*

Каковы перспективы экосистемы вокруг процессора «Эльбрус»

Монокль
Постоянно пьяные! «Синдром автопивоварни»: как желудок некоторых людей вырабатывает алкоголь Постоянно пьяные! «Синдром автопивоварни»: как желудок некоторых людей вырабатывает алкоголь

Как наш собственный организм может нас пьянить?

ТехИнсайдер
Антон Секисов Антон Секисов

Писатель, поэт и автор телеграм-канала «Секир завидует» Антон Секисов

Собака.ru
Ученые выяснили, какое занятие помогает сохранить гармонию в браке Ученые выяснили, какое занятие помогает сохранить гармонию в браке

Видеоигры могут благотворно сказываться на взаимоотношениях в паре — как?

Psychologies
Интервью бывшей жены Бишимбаева: 25 фактов о жизни и расставании с абьюзером Интервью бывшей жены Бишимбаева: 25 фактов о жизни и расставании с абьюзером

Красные флаги, которые иллюстрируют поведение абьюзера

Psychologies
П. – это Александр Сергеевич Пушкин П. – это Александр Сергеевич Пушкин

Большая и обстоятельная статья о Пушкине в словаре Брокгауза и Ефрона

Знание – сила
Сохранение исторической памяти: «9 мая — объединяющая идея для России» Сохранение исторической памяти: «9 мая — объединяющая идея для России»

Как сохранить историческую память и зачем в век цифровых технологий нужен музей?

ФедералПресс
Михаил Лабковский назвал четыре запрета, которые помогут вам стать счастливее Михаил Лабковский назвал четыре запрета, которые помогут вам стать счастливее

От каких установок нужно отказаться, чтобы сохранить душевное равновесие?

Psychologies
Пирс, Инг, Уэйр: 5 книг любимых книг Риз Уизерспун Пирс, Инг, Уэйр: 5 книг любимых книг Риз Уизерспун

Пять любопытных книг из рекомендаций книжного клуба Риз Уизерспун

СНОБ
5 книг, которые помогут развить критическое мышление, креативность и другие навыки 5 книг, которые помогут развить критическое мышление, креативность и другие навыки

Книги, которые помогут узнать что-то новое или прокачать свои старые знания

Maxim
Джуд Лоу: Я счастлив, что у меня есть удивительная возможность сниматься в блокбастерах и инди-проектах Джуд Лоу: Я счастлив, что у меня есть удивительная возможность сниматься в блокбастерах и инди-проектах

Джуд Лоу о подготовке к съемкам «Игры королевы» и его будущих проектах

СНОБ
Древнеегипетских писцов отличили по костям Древнеегипетских писцов отличили по костям

Антропологи исследовали останки египтян, похороненных в некрополе Абусир

N+1
5 фраз, которых должен избегать успешный человек 5 фраз, которых должен избегать успешный человек

Какие фразы программируют нас на неудачи?

Maxim
Дикие и красивые Дикие и красивые

Из каких растений создавать луговые газоны и где разместить их на участке?

Лиза
«Без кота и жизнь не та»: 3 истории людей, взявших питомцев с улицы «Без кота и жизнь не та»: 3 истории людей, взявших питомцев с улицы

Истории людей, которые взяли домой животных из приютов — и не пожалели

Psychologies
Открыть в приложении