Устройства вспомогательного кровообращения Thoratec. Искусственное сердце CardioWest и AbioCor

Обновлено: 17.05.2024

либо дополняющий сердце, который способен поддерживать нормальное кровообращение в естественных условиях жизни.

Содержание

Модели [ ]

Искусственные сердца, которые пациенты в настоящее время носят, требуют таскать тяжёлый аккумулятор, без которого не будет работать насос. Например, мужчина, носивший искусственное сердце в течение года был с тяжелыми батареями в в рюкзаке. Но ученые из Университета Райза предложили подавать энергию на искусственное сердце без батарей - носить на ноге аккумулятор. Разумеется, есть и дополнительные батареии для того, чтобы их можно было носить, когда вы лежите [1]

Ранний этап развития [ ]

Первое искусственное сердце сделал советский ученый Владимир Демихов в 1937 году. Сердце было пересажен собаке.

2 июля 1952 года 41-летний Генри Опитек, страдающий одышкой, сделал медицинскую историю в больнице Харперского университета в государственном университете Уэйна в Мичигане. Сердечная машина Dodrill-GMR , считающаяся первым операционным механическим сердцем, успешно использовалась при выполнении операции на сердце. [2] [3]

Лес Дьюи Додрилл , тесно сотрудничая с Мэтью Дадли, использовал машину в 1952 году, чтобы обходить левый желудочек Генри Опитек в течение 50 минут, пока он открыл левое предсердие пациента и работал над ремонтом митрального клапана. В послеоперационном докладе Додрила он отмечает: «Насколько нам известно, это первый случай выживания пациента, когда механический сердечный механизм использовался, чтобы взять на себя полную функцию организма, поддерживая кровоснабжение тела, в то время как сердце был открыто и работало». [4]

Abiocor [ ]

Имплантируемое искусственное сердце AbioCor компании Abiomed получило одобрение от американского управления по контролю над пищевыми продуктами и медикаментами (FDA).

Искусственное сердце abiocor

Это первое в мире полностью вживляемое постоянное искусственное сердце(на момент 2006 года) проходило испытания на пациентах-добровольцах в течение нескольких лет. Теперь его имплантация должна принять более массовый характер. Потенциально речь идёт о сотнях, а, быть может, тысячах человек. [5]

В августе 2012 года ключевой исследователь и разработчик AbioCor Дэвид Ледерман умер от рака поджелудочной железы. [6]

Компания также планирует улучшить AbioCor во второй версией. Ожидается, что он продлится пять лет, что более чем в три раза превышает ожидаемую продолжительность жизни AbioCor. Компания заявила, что она будет на 30 процентов меньше оригинальной модели, и ее можно было бы внедрить в мужчин и женщин более низкого роста. Были запланированы дополнительные модификации, чтобы снизить риск развития инсульта у пациента, что было связано с FDA [7]

Carmat bioprosthetic heart [ ]

27 октября 2008 года французский профессор и ведущий специалист по пересадке сердца Ален Ф. Карпентье объявил, что полностью искусственное искусственное сердце будет готово к клиническому испытанию к 2011 году и альтернативной трансплантации в 2013 году. Оно было разработано и будет производиться им, биомедицинским фирма CARMAT SA , [8] и венчурная компания Truffle Capital. Прототип использовал встроенные электронные датчики и был изготовлен из химически обработанных тканей животных, называемых «биоматериалами», или «псевдокожа» биосинтетических, микропористых материалов. [9]

Согласно пресс-релизу Carmat от 20 декабря 2013 года, первая имплантация его искусственного сердца у 75-летнего пациента была проведена 18 декабря 2013 года группой европейских больниц Жоржа Помпиду в Париже (Франция). Пациент умер через 75 дней после операции. [10]

В конструкции Carmat каждая из двух камер разделена мембраной, которая удерживает гидравлическую жидкость с одной стороны.Моторизованный насос перемещает гидравлическую жидкость в камеры и из нее, и эта жидкость заставляет мембрану двигаться; кровь течет через другую сторону каждой мембраны. Обращенная к крови сторона мембраны сделана из ткани, полученной из мешка, который окружает сердце коровы, чтобы сделать устройство более биосовместимым. Устройство Carmat также использует клапаны из ткани сердца коровы и имеет датчики для обнаружения повышенного давления внутри устройства. Эта информация отправляется во внутреннюю систему управления, которая может регулировать скорость потока в ответ на повышенный спрос, например, когда пациент тренируется. [11]

Перспективы [ ]

Раньше, когда только разрабатывалась эта технология, была проблема с травмированием кровью. Разные элементы крови повреждали материал. В будущем может быть создано такое искусственное сердце, которое можно будет подшить, и оно будет работать как биологическое.

Легче будет сделать искусственную печень или почку. Так как, искусственное сердце труднее создать. А вот полоски печени легко выживают и прирастают к организму. [12]

Имплантация прибора VAD - системы вспомогательного кровообращения

Пациенты с раком имеют подавленную иммунную систему и более восприимчивы к инфекциям.

12 марта 2020 г. 8:26

Исследователи представили структуру и механизм белков, которые экспрессируются при различных формах рака и связаны с плохим прогнозом пациента.

9 марта 2020 г. 12:07

В низких дозах тетродотоксин заменяет опиоиды для облегчения боли, связанной с раком.

5 марта 2020 г. 14:24

Новый метод картирования сил, которые кластеры клеток оказывают на микроокружение, может помочь в изучении развития тканей и метастазирования рака.

Ventricular Assist Device (VAD) представляет собой один из вариантов системы вспомогательного кровообращения. Это устройство, которое используется для поддержания функции сердца и кровотока у людей с ослабленной сердечной мышцей. Оно принимает кровь из нижней камеры сердца и помогает перекачивать ее к другим жизненно важным органам.

Искусственные желудочки сердца VAD

Данные приборы используют, если одна или обе нижние камеры (желудочки) не функционируют в связи с болезнью. Устройство VAD помогает поддерживать сердце:

Во время или после операции, пока орган не восстановится.
В период ожидания пересадки сердца.
Если человек не подходит для процедуры трансплантации (механизм может быть долгосрочным решением, чтобы улучшить работу органа).

Данное устройство имеют несколько основных частей. По небольшой трубке кровь перемещается от сердца к насосу, по другой - от насоса к кровеносным сосудам, доставляющим ее к остальным органам.

Прибор также имеет источник питания, который подключается к блоку управления, а он контролирует все функции. Он дает аварийные сигналы, если заряд батареи слишком низкий или устройство не работает должным образом.

Некоторые Ventricular Assist Device перекачивают кровь подобно сердцу, другие - поддерживают непрерывный ток крови. В последнем случае у пациента не будет нормального ритма сердца, но тело будет получать кровь, в которой нуждается.

Согласно исследованиям, поддерживающие устройства уменьшают период госпитализации, снижают риск осложнений и повышают выживаемость. Тем не менее, требуются дополнительные клинические испытания.

Виды прибора

Выделяют два основных вида - искусственный левый желудочек сердца (LVAD) и правый (RVAD). Если оба вида применяются одновременно, то называются бивентрикулярным вспомогательным устройством (BIVAD) или двойным.

LVAD - левожелудочковый аппарат вспомогательного кровообращения, наиболее распространенный тип. Он помогает левому желудочку перекачивать кровь к аорте - главной артерии, несущую обогащенную кислородом кровь от сердца к телу.

RVAD обычно используют в краткосрочной перспективе для поддержки правого желудочка после имплантации LVAD или другой операции на сердце. Он помогает правому желудочку перекачивать кровь к легочной артерии, несущей кровь от сердца к легким, где она насыщается кислородом.

BIVAD используется, если оба желудочка не работают достаточно хорошо, чтобы удовлетворить потребности организма. Другим вариантом является пересадка искусственного сердца - устройства, заменяющего желудочки.

Различают две основные конструкции прибора. Чрескожный аппарат VAD имеет насос и источник питания, расположенный вне тела. Трубки подключают насос к сердцу, проходя через небольшие отверстия в брюшной полости. Этот тип устройства используется в качестве краткосрочной поддержки во время или после операции.

Имплантируемая система кровообращения VAD имеет насос и источник питания, расположенные внутри тела. Кабель подключает насос к источнику питания через небольшое отверстие в брюшной полости. Данный вид прибор применяется в основном для людей, которые ждут пересадки сердца, либо в качестве долгосрочного решения для пациентов, не имеющих возможности трансплантации.

Конструкцию и вид устройства VAD, которые порекомендует врач в Ассуте, будут зависеть от общего состояния здоровья; времени, на которое потребуется устройство и иных факторов.

Прогноз

До недавнего времени системы кровообращения VAD были слишком громоздкими, чтобы поместиться внутри грудной клетки большинства людей, особенно у женщин и детей. Только пациенты с большой грудной клеткой могли их получить.

Однако недавние достижения позволили создать устройства меньших размеров и обладающие большей надежностью. В итоге желудочки сердца VAD становятся вариантом для большинства пациентов.

Исследователи также добились успеха в том, что улучшили работу прибора и повысили с их помощью качество жизни людей. В прошлом этот аппарат применялся в основном на терминальной стадии сердечной недостаточности. Теперь его используют также и на ранних стадиях сердечной недостаточности.

Дети с вышеупомянутой патологией также рассматриваются в качестве кандидатов для этой процедуры. Желудочки сердца VAD, одобренные для применения у взрослых, иногда используются для детей, если их грудная клетка является достаточно большой, чтобы вместить прибор. Более того, недавно FDA одобрило аппарат вспомогательного кровообращения VAD, разработанные для маленьких детей.

Показания для искусственных желудочков сердца VAD

Данный прибор может принести пользу, если сердце не очень хорошо работает в связи с болезнью. Сердечно-сосудистые заболевания мешают в должной мере перекачивать сердцу кровь, необходимую организму.

Эта система кровообращения может поддержать орган:

Во время или после операции, пока сердце восстанавливается.
В период ожидания пересадки сердца.
Если человек не имеет возможности получить донорский орган.

Искусственные желудочки краткосрочного назначения

Данные приборы могут поддерживать функцию сердца и кровоток короткий промежуток времени, пока сердце не восстановится. Врач может рекомендовать его, если у пациента есть серьезные заболевания - сердечная недостаточность, желудочковая аритмия или кардиогенный шок.

Это устройство применяют при сердечной недостаточности, когда врачам необходимо больше времени, чтобы спланировать лечение.

Система вспомогательного кровообращения VAD долгосрочного назначения

При диагнозе сердечная недостаточность, ожидая пересадки сердца, врач может рекомендовать пациенту данный прибор. Если лекарства не оказывают должного действия, VAD поможет сохранить жизнь и улучшить ее качество в ожидании донорского органа.

В случае, когда нет возможности сделать трансплантацию, такой желудочек может быть вариантом долгосрочного лечения, также улучшая качество жизни и позволяя заниматься повседневной деятельностью.

Противопоказания для данного аппарата

Прибор не рассматривают в качестве варианта для людей с серьезными заболеваниями:

при тяжелой почечной недостаточности;
при серьезных травмах мозга;
при тяжелых инфекциях и иных опасных для жизни патологий.

Подготовка к операции по имплантации искусственного желудочка сердца VAD в Ассуте

Процесс подготовки займет определенное время, которое необходимо будет провести в клинике. Врачи подробно расскажут об устройстве и о жизни с ним. До и после операции пациенту предоставят информацию:

Как работает устройство.
Как безопасно обращаться с прибором.
Как интерпретировать и реагировать на сигналы тревоги (прибор сообщает, если мощность батареи низкая или устройство не работает должным образом).
Как обеспечить уход в случае чрезвычайной ситуации.
Как принимать душ с аппаратом.
Как VAD может повлиять на какие-либо поездки или путешествия.

Пациенту могут показать, как выглядит такая система кровообращения и как будет прикрепляться внутри тела. Также будет возможность встретиться с тем, кто уже прошел через подобную операцию. При общении с этим человеком можно будет получить ответы на вопросы о том, как чувствует себя человек с имплантированным устройством и как живет с ним.

Врачи Ассуты убедятся, что организм достаточно сильный, чтобы перенести операцию. Возможно, понадобиться дополнительное питание - внутривенно перед операцией.

Также будут назначены тесты в процессе подготовки к хирургическому вмешательству. К ним относят:

Анализы крови, которые покажут, насколько хорошо работает печень и почки, измерят уровни клеток крови и иных важных химических веществ.
Рентгенограмма грудной клетки создаст изображение внутренних структур - сердца и легких, поможет врачу подготовиться к операции.
ЭКГ запишет электрическую активность сердца, помогая оценить, насколько хорошо работает сердце.
Эхокардиография с помощью звуковых волн создаст детальную картину сердца, отобразит размер и форму органа, работу камер и клапанов.

Что происходит во время имплантации желудочков сердца VAD?

Операции занимает 4-6 часов. В целом процесс похож на другие виды оперативных вмешательств, которые проводят на открытом сердце.

Хирургическая команда включает:

кардиохирургов;
медсестер хирургического отделения;
анестезиолога;
перфузиолога, отвечающего за АИК, снабжающего кровью организм во время имплантации.

Пациенту дают анестезию. В процессе всей операции проверяют пульс, кровяное давление, уровень кислорода, дыхание.

Через горло к легким ведут трубку, которое подключают к аппарату искусственной вентиляции легких.

Хирург делает разрез по центру грудины, разрезает грудную кость и открывает грудную клетку, получая доступ к сердцу.

Для остановки сердца используют специальный препарат, которые дает возможность хирургу работать на неподвижном органе. АИК функционирует, обеспечивая кровью организм во время операции.

После того, как имплантируются желудочки VAD, АИК отключают, и устройство начинает работать. Прибор поддерживает кровоток и берет на себя насосную функцию сердца.

Реабилитация после операции в Ассуте

Время восстановления во многом обусловлено состоянием здоровья перед хирургией.

Если состояние сердца было тяжелым, организм могут быть ослабленным и легкие были не в состоянии хорошо функционировать. Поэтому несколько дней может быть нужен ИВЛ, поддерживающий дыхание. Возможно, будет необходим зонд, который обеспечит получение питания.

После имплантации искусственных желудочков пациент придет в сознание в отделении реанимации. Внутривенно будет поступать жидкость и питание. Для отвода мочи устанавливают катетер, дренажи - для отведения избыточной крови и жидкости из грудной клетки и сердца.

Спустя несколько дней пациента переведут в обычную палату. Медсестры обучат, как обращаться с системой вспомогательного кровообращения. Также они помогают передвигаться, вставать с постели, сидеть. По мере восстановления капельницы и катетер удаляют.

С пациентом будет работать физиотерапевт, постепенно повышая физическую нагрузку.

После операции необходимо будет наблюдать, не появляются ли признаки инфекции. К ним относят:

болезненность над областью размещения прибора;
отхождение жидкости из места, где выходят трубки из тела;
лихорадку.

Пациенту назначают антибиотики до операции и в течение нескольких дней после нее. Они снижают риск заражения.

Также врачи предписывают антитромботические препараты, такие как варфарин и аспирин. Он помогают предотвратить образование тромбов. Размещение имплантированных устройств повышает риск тромбообразования. Эти лекарства необходимо будет принимать, пока внутри находятся искусственные желудочки. Периодически нужно будет сдавать анализы крови, чтобы убедиться, что медикаменты работают нужным образом.

После выписки

Врачи в Ассуте помогут подготовиться больному к жизни в условиях дома. Команда может включать кардиохирурга, кардиолога, специально обученную медсестру, физиотерапевта, диетолога. Пациента обучат, как жить с аппаратом вспомогательного кровообращения.

После выписки человек сможет вернуться к повседневной деятельности. Он сможет начать работать, продолжить заниматься хобби, возобновить сексуальную активность, сесть за руль. Врачи проконсультируют по уровню активности, который будет безопасным для пациента.

Если больной ожидает пересадки сердца, необходимо оставаться доступным, чтобы при появлении возможности за 2 часа добраться до центра трансплантации.

В случае если пациент не ожидает операции по пересадке, медицинская команда введет в курс о специальных мерах, которые нужно предпринять, если человек хочет путешествовать. Люди с желудочками VAD могут летать на самолетах и использовать другие виды транспорта.

Питание и упражнения

Во время восстановления важно хорошо питаться, чтобы организм получал все необходимые питательные вещества. Врачи в Ассуте разработают надлежащий план питания, который будет способствовать реабилитации.

Физическая нагрузка также важна, чтобы дать организму силу, необходимую для восстановительного процесса. В связи с плохой работой сердца мышцы тела, вероятнее всего, ослабли до операции. Поэтому важно укреплять организм и наращивать мышечную массу, это позволит чувствовать себя менее уставшим.

Еженедельно в течение первого месяца необходимо будет посещать врача, затем раз в месяц на протяжении определенного промежутка времени.

Если пациент находиться в списке ожидания на пересадку сердца, он должен будет оставаться в тесном контакте с центром трансплантологии. В большинстве случаев донорские сердца пересаживают в течение 4- часов после получения.

Эмоциональные проблемы и поддержка

Имплантация искусственных желудочков может вызывать страх, беспокойство и стресс. Человек может находиться в подавленном состоянии.

Все эти чувства являются нормальными для тех, кто проходит через столь серьезные операции. Общение с командой врачей и психологом окажут помощь.

Могут быть назначены препараты или другие виды лечения, которые улучшат качество жизни. Семья и друзья могут помочь снять стресс и беспокойство.

Риски имплантации системы вспомогательного кровообращения VAD

Пересадка данного прибора несет серьезные риски:

Образование тромбов.
Кровотечения.
Возникновение инфекции.
Поломка устройства.
Развитие правожелудочковой недостаточности при пересадке LVAD.

Благодаря более новым моделям искусственных желудочков некоторые из наиболее серьезных рисков значительно снизились.

Как и при любой операции на сердце осложнения иногда бывают фатальными. Однако показатели выживаемости при имплантации VAD в последние годы серьезно улучшились.

Реферат по информатике на тему: "Искусственное сердце"

Искусственное сердце или искусственные желудочки применяются у больных в терминальной стадии сердечной недостаточности для спасения их жизни и поддержки кровообращения до того момента, когда найдется подходящей для пересадки сердца донорский орган. У некоторых больных с противопоказаниями для пересадки сердца (возраст, сопутствующие заболевания и т.д.) искусственное сердце может быть имплантировано как окончательный вариант.

Ученые и исследовательские коллективы в Японии, Советском Союзе, США, ФРГ и ГДР, Австрии, а также в других странах проводят интенсивные работы по созданию сердца, действующего по принципу механического насоса, которое можно было бы пересаживать в грудную клетку, и которое было бы способно временно или постоянно заменять больное сердце.

Полностью искусственное сердце (total artificial heart -TAH) - это устройство, замещающее две нижние камеры органа - желудочки. Его применяют на терминальной стадии сердечной недостаточности.

Сердечная недостаточность представляет собой состояние, при котором сердце не в состоянии перекачивать достаточное количество крови для удовлетворения потребностей организма. Эта стадия свидетельствует о крайней серьезности, когда все виды лечения, кроме пересадки сердца, оказались безрезультативными. Трансплантация сердца - это хирургическое вмешательство, при котором удаляют больное сердце человека и заменяют его здоровым от умершего донора.

TAH рекомендуют по двум причинам:

Чтобы сохранить жизнь пациенту, пока он ожидает пересадки.

Если нет возможности провести пересадку, но больной находится на терминальной стадии сердечной недостаточности.

Цель работы: изучить искусственное сердце.

- изучить особенности аппарата «Искусственное сердце»;

- рассмотреть имплантируемое искусственное сердце Abiocor;

- провести сравнительный анализ донорского и искусственного сердец.

Актуальность темы: XXI век - век прорыва в медицине. Из стволовых клеток ученые научились выращивать сосуды, кости, сухожилия, целые органы, клапаны сердца, сердечную мышцу. Уже проводятся операции по установке искусственного сердца человеку.

1. Особенности аппарата «искусственное сердце» 1.1 История развития аппарата

Чуть более 100 лет назад ведущий хирург мира Т.Бильрот предсказывал, что любой врач, рискнувший произвести операцию на человеческом сердце, сразу же потеряет уважение своих коллег. Сегодня только в США ежегодно выполняется около 100 000 таких операций.

В 1937 году советский ученый В. П. Демихов продемонстрировал возможность поддержания кровообращения в организме собаки с помощью пластикового насоса, приводимого в движение электродвигателем: собака прожила 2,5 часа.

В первом искусственном клапане сердца использовался силиконовый шарик в металлическом каркасе. В 1952 г. американский хирург Чарльз Хуфнагель установил клапан с шариком и каркасом пациенту с поврежденным аортальным клапаном.

В 60-х годах американские ученые В. Кольф и Т. Акутсу разработали искусственное сердце из полихлорвинила, которое состоит из двух мешочков, включенных в единый корпус. Оно имело четыре трехстворчатых клапана и работало от пневмопривода, расположенного снаружи. Уже в 1969 году Доминго Лиотта осуществил первую попытку имплантации искусственного сердца в человеческий организм. Аппарат в организме тяжело больного пациента проработал 64 часа, после чего был заменен донорским сердцем. Больной вскоре умер от пневмонии, но это был первый дающий надежду результат. В 1982 году американцы снабдили несколько больных более совершенным устройством, которое получило название «Джарвик-7». Барни Кларк, первый пациент, прожил с искусственным сердцем 112 дней, а жизнь Билла Шредера «Джарвик-7» поддерживал 620 дней.

В 2010 году в НЦССХ им. А. Н. Бакулева была произведена операция по полной замене сердца человека на искусственный аналог кардиохирургом Лео Бокерия, совместно с его американским коллегой. Этот аппарат обеспечивает кровоснабжение органов и тканей пациента, однако его недостатком является наличие аккумулятора массой 10 кг, нуждающегося в перезарядке каждые 12 часов.

В 2013 году французская компания CARMAT получила добро Еврокомиссии на имплантацию своего искусственного сердца первым четырем пациентам. Протез CARMAT представляет собой имплантируемый гидравлический насос, который питается от внешних батарей.

2. Имплантируемое искусственное сердце AbioCor 2.1 Предназначение сердца AbioCor

Это первое в мире полностью вживляемое постоянное искусственное сердце проходило испытания на пациентах-добровольцах в течение нескольких лет. Теперь его имплантация должна принять более массовый характер. Потенциально речь идёт о сотнях, а, быть может, тысячах человек.

Слова «полностью вживляемое» означают, что наружу здесь не выходят никакие провода и шланги, возможные «ворота» для инфекции. Аккумуляторы и контроллер сердца также имплантируются в тело, которые уходят в полость живота, а зарядное устройство — недалеко от нового сердца, в области груди. Энергию для подзарядки батарей оно получает сквозь кожу — посредством электромагнитного излучения.

Тут, к слову, нужно добавить, что в последние годы над аналогичной по принципу действия системой беспроводного питания искусственного сердца работали специалисты российского НИИ трансплантологии и искусственных органов. Однако, американские коллеги, очевидно, имели больше средств и возможностей, чтобы довести свою модель по меркам таких изделий до серийного производства и вот теперь — одобрения FDA.

Сердце AbioCor предназначено для полной замены больного сердца, которое удаляется. Причём только для тех пациентов, которых без такого вмешательства ждёт неизбежная смерть менее чем через один месяц, и для которых, по тем или иным причинам, просто невозможен иной путь спасения — трансплантация донорского органа или иное лечение.

Внутренняя литиевая батарея AbioCor обеспечивает работу насоса в течение часа. Надеваемая на пояс внешняя батарея с электромагнитным передатчиком энергии — даёт пациенту два часа автономности. После чего её следует подключить к сети.

Пока учёные и инженеры не смогли создать сердце, с которым пациенты могли бы жить годами. Причём тут проблема не только и не столько в механизме искусственного сердца, сколько в состоянии организма пациентов, у которых столь тяжёлая проблема с сердцем, что требуется его полная замена, никогда не бывает единственной проблемой здоровья.

И всё же испытания AbioCor на 14 пациентах показали, что это механическое сердце продлевает жизнь на месяцы. В двух случаях AbioCor «подарили» больным дополнительные 10 и 17 месяцев, которое стало большим шагом вперёд в будущее по сравнению с прежними моделями подобных аппаратов.

Создатели AbioCor отмечают, что, даже зная о высоком риске и необходимости находиться в окрестностях розетки, многие тяжёлые пациенты согласились бы на лишнее время для общения с родными и друзьями. Ведь без имплантации механизма им оставалось бы жить считанные дни.

2.2 Виды хирургического вмешательства

Первый вид - аппарат сердце  легкие, обеспечивающее искусственное кровообращение.

Хотя современные аппараты сердце  легкие по производительности и эффективности намного превосходят первую модель Гиббона, принцип их работы остается тем же. Венозную кровь больного, чаще всего с помощью крупных канюль - трубочек, введенных через правое предсердие в верхнюю и нижнюю полые вены, отводят в оксигенатор. Оксигенатором называется устройство, которое контактирует в кровь на большой поверхности с богатой газовой смесью кислорода, что обеспечивает ее насыщение кислородом и потерю углекислоты. Затем оксигенированная насыщенная кислородом кровь через канюлю, помещенную в артерию, обычно в аорту вблизи отхождения от нее безымянной артерии, нагнетается обратно в тело больного. При прохождении крови через аппарат сердце-легкие, как правило, используют приспособления для ее подогрева и охлаждения, а также добавляют к ней необходимые вещества.

В настоящее время применяются оксигенаторы двух основных типов. Первый тип - пузырьковый. Такой тип используется для создания большой поверхности контакта между кровью и газом. Богатая кислородом газовая смесь пропускается через кровь в виде пузырьков. Недостатком этого эффективного и недорогого метода оксигенации является повреждение клеток крови при длительном прямом воздействии кислорода.

Другой тип  мембранные оксигенаторы, в которых между кровью и газом находится тонкая пластиковая мембрана, защищающая кровь от непосредственного контакта с газовой смесью. Однако мембранные оксигенаторы несколько дороже и сложнее в работе, поэтому обычно их применяют лишь в тех случаях, когда предполагается длительное использование аппарата.

Второй вид - замена клапанов.

В настоящее время существуют два основных вида клапанных протезов: механические и биологические. И в тех и в других имеется кольцо, обычно из дакрона, которое вшивают в сердце, чтобы фиксировать положение протеза.

Механические клапанные протезы построены по двум принципам. Первый принцип - шарик в сетке, в котором шар изготавливался из силикона, корпус  из титана, манжет  из тефлоновой ткани. Но быстрое разрушение силиконового шара предотвращается методом вулканизации материала. Второй принцип - поворачивающийся диск, выполненый из искусственного материала, в котором пришивная манжета из дакрона, полиэстера, створки из пиролитического углерода, кольцо из титана и помещенные в обшитый синтетической тканью металлический каркас различной конструкции.

Биологические искусственные клапаны - это либо свиные аортальные клапаны, которые крепятся на специальном устройстве, либо клапаны, выкроенные из бычьего перикарда, которые состоят из фиброзной сумки, окружающей сердце. Предварительно их фиксируют в растворе глютарового альдегида; в результате они утрачивают свойства живой ткани и потому не подвергаются отторжению, опасность которого существует при любой пересадке органов.

Операция замены протезом пораженного клапана сердца. Техника имплантации различных протезов клапанов сердца практически идентична.

При протезировании клапанов чаще применяют срединную стернотомию в условиях искусственного кровообращения. Перикард вскрывают продольным разрезом и берут на держалки. Аппарат искусственного кровообращения подключают по схеме аорта  полые вены. Операцию предпочтительнее выполнять на остановленном сердце.

Для протезирования митрального клапана левое предсердие открывают разрезом спереди от легочных вен. После фиксируют митральный клапан за створки, подтягивают на себя и приступают к его иссечению. Размер протеза устанавливают с помощью шаблона - измерителя.

Для протезирования клапанов аорты, после наложения зажима на её восходящую часть, пунктируют ее переднюю стенку иглой, соединенной с системой для внутриаортального нагнетания холодового кардиоплегического раствора, и одновременно начинают охлаждать сердце снаружи. Пережимают аорту, вскрывают ее просвет. По трем секторам накладывают П-образные швы, которыми прошивают фиброзное кольцо, а концами нитей - манжету клапана, фиксируя протез.

В конце операции обязательно подшивают к миокарду временные электроды для электрокардиостимуляции и оставляют дренажи в перикардиальной полости и средостении.

Третий вид  имплантация искусственного сердца.

Операция имплантации искусственного сердца выполняется под эндотрахеальным наркозом в условиях искусственного кровообращения или под гипотермией.

После выключения сердца из кровообращения его удаляют, оставляя правое и левое предсердия. Затем производят имплантацию искусственного сердца с помощью канюль или сосудистых швов, соединяющих соответствующие камеры. При использовании канюль предсердия, аорта и легочная артерия искусственного сердца соединяются с предсердиями и крупными сосудами. Более совершенной является методика имплантации искусственного сердца с помощью сосудистых швов. После соединения искусственного сердца с организмом воздух из всех полостей его вытесняется физиологическим раствором. Как только работа искусственного сердца стабилизировалась, грудную клетку зашивают.

Четвертый вид  имплантация ЭКС.

Для миокардиальной стимуляции применяют два электрода с концевой частью в виде прямой струны, иголки или спирали, которые внедряют непосредственно в сердечную мышцу с помощью иглы-проводника и фиксируют П-образными швами. Свободные концы электродов выводят на переднюю грудную стенку через межреберье. Под большой грудной мышцей (у женщин можно использовать ретромаммарное пространство) формируют ложе для аппарата, куда помещают ЭКС после подключения к электродам. При этом навязывается искусственный ритм желудочкам сердца с частотой, на которую настроен имплантируемый аппарат.

Для эндокардиальной стимуляций электрод специальной конструкции (моно- или биполярный) под контролем рентгенотелевизионной установки вводят через одну из поверхностных вен шеи в полость правого желудочка. Конец электрода с контактной головкой подводят к верхушке в межтрабекулярные щели, чем достигается фиксация его.

Пятый вид - трудности, возникаемые при вживлении искусственного сердца.

Операции проводятся под общим наркозом, чаще всего на открытом сердце. Средняя продолжительность хирургического вмешательства - около 6 часов.

В ближайшие дни после операции могут возникнуть кровотечение, аритмии сердца, развиться синдром низкого минутного выброса, вплоть до артериальной гипотонии, кардиогенный шок, легочные осложнения, печеночно-почечная недостаточность; осложнения со стороны ц. н. с. -гипоксический отек головного мозга, психические расстройства и др.

После операции возникает много осложнений, связанных со свертыванием крови. Особенно в месте соединения искусственного сердца и естественных кровеносных сосудов, при этом быстро формируются опасные сгустки крови, при отрыве которых может произойти эмболия легких, сосудов головного мозга и других органов или систем. Кроме того, в месте соединения возможно образование трещин или разрывов стенок кровеносных сосудов, которые являются причинами тяжелых внутренних кровотечений. Операция по имплантации искусственного сердца достаточно опасна и выполняется лишь в том случае, если нет других способов поддержать жизнь пациента до пересадки донорского сердца.

2.3 Принцип работы механического сердца AbioCor

Впервые в мире успешно пересадили в грудь человека автономный протез сердца в еврейской больнице американского города Луисвилля 2 июля 2001 года. 59-летний афроамериканец Роберт Тулс прожил с ним 6 месяцев без одного дня.

Искусственное сердце AbioCor изготовила компания Abiomed.

Систему можно разделить на имплантированную и внешнюю часть. Имплантированная система состоит из грудного блока, контроллера, системы чрескожной передачи энергии и батареи. Внешняя система состоит из "AbioCor Console" и переносимую пациентом электронику - Patient Carried Electronics (PCE).

Грудной блок состоит из двух герметичных насосов крови, разделенных преобразователем энергии.

Каждый насос крови можно рассматривать как твёрдую камеру, содержащую мешочек, заполненный кровью. Пространство между мешочком и преобразователем энергии заполнено рабочей жидкостью.

Преобразователь энергии перемещает рабочую жидкость из одной стороны в другую, сжимая мешок в одном насосе и прогоняя кровь из него. Одновременно кровь активно втягивается в другой насос, заполняя его в течение следующего цикла. Преобразователь энергии толкает рабочую жидкость поочередно в обоих направлениях, заставляя насосы попеременно выталкивать кровь и наполняться ею.

Контроллер - это мозг вживленной системы, его функции:

мониторинг грудного блока и прочих имплантированных компонентов

управление грудным блоком

связь между внешними компонентами и внутренними

Имплантированная батарея, когда она новая и полностью заряжена, содержит достаточное количество электрической энергии для приведения в действие системы AbioCor примерно в течение 60 минут без внешнего источника питания.

Имплантированная система ЧПЭ получает электрическую энергию в виде радиоволн от внешней системы ЧПЭ и преобразует ее в напряжение постоянного тока, используемого остальной частью AbioCor.

AbioCor Console является основным внешним компонентом AbioCor системы. Он обеспечивает подачу питания и передачи данных внутренним компонентам, и представляет возможность пациенту или другим людям мониторинга и настройки работы системы. Console передает энергию через систему ЧПЭ, и обменивается данными через модуль связи RF.

Электроника, переносимая пациентом, представляет собой портативную систему, которая обеспечивает зарядку батареи в имплантированной AbioCor системе через внешнюю систему ЧПЭ. ЧПЭ размещается в нейлоновой мешке с батареями, который можно носить через плечо.

3. Сравнительный анализ донорского и искусственного сердец

Минусом использования искусственного сердца является увеличение угрозы образования тромбов. Искусственные клапаны, действующие в искусственном сердце, быстро изнашиваются. Также существенным недостатком искусственного сердца является его потребность в постоянной подзарядке от электросети.

Искусственное сердце можно рассматривать как временную меру, пока пациент ждет орган для пересадки. Все разработки далеки от совершенства и доставляют больному массу неудобств.

Идеальный искусственный орган должен соответствовать следующим параметрам:

его можно имплантировать в организм человека;

изготовлен из легкого, прочного, обладающего высокой биологической совместимостью материала;

долговечный, выдерживающий большие нагрузки;

полностью моделирует функции естественного аналога.

Пересадка сердца не панацея, так как срок службы донорского органа всего 5-10 лет, процессы «старения» в нем идут гораздо быстрее, чем в родном органе. Кроме того пациенты вынуждены принимать препараты, не дающие сердцу отторгаться, это в первую очередь гормональные и цитостатические средства угнетающие иммунную систему, что открывает путь инфекциям и злокачественным новообразованиям.

Технический уровень в этой области ещё не настолько высок, чтобы от пересаженного на длительное время искусственного сердца можно было ожидать действительно существенного продления срока жизни пациента.

Однако перспективы здесь бесспорны: нет сомнения в том, что в конечном итоге будет создан аппарат, способный временно или постоянно выполнять функции сердца. Но пройдет еще немало времени, прежде чем он хотя бы приблизительно сравняется с настоящим сердцем в работоспособности, надежности, точности ритма и реакции на изменения потребностей организма. В ближайшем будущем искусственное сердце, разумеется, может использоваться для облегчения работы и восстановления функции сердца в пред  и послеоперационный периоды.

Аппарат искусственного кровообращения

Аппарат искусственного кровообращения (АИК), или аппарат «искусственное сердце — лёгкие» — специальное медицинское оборудование, обеспечивающее жизнедеятельность человека при частичной или полной невозможности выполнения функций сердца и/или лёгких.

Принцип работы
Аппарат искусственного кровообращения временно замещает функцию сердца и легких. Поэтому он состоит из нескольких блоков, а именно:

1) Оксигенатор. Кровь попадает туда из катетеризированных вен правого предсердия самотеком. В оксигенаторе она насыщается кислородом и освобождается от углекислого газа. В некоторых оксигенаторах кровь соприкасается с газом (пузырьковые, пленочные), в других она насыщается кислородом через газопроницаемую мембрану.

2) Артериальный насос. По своей конструкции он может быть мембранный, камерный, роликовый, пальчиковый. Основная функция его состоит в нагнетании оксигенированной крови в артерию.

3) Коронарный отсос. Его задача отсасывать излившуюся кровь из раны и возвращать в циркуляторный контур аппарата искусственного кровообращения.

4) Теплообменник. Согревает или охлаждает кровь до определенной требуемой температуры. Так, чтобы избежать травматизации клеток крови во время перфузии, а это возможно при длительных оперативных вмешательствах, когда она проходит через циркуляторный контур многократно, используют гипотермию. Теплообменник может быть трубчатым или щелевым.

5) Фильтр-ловушка. Кровь, попадая в аппарат искусственного кровообращения, может образовать сгустки, содержать пузырьки газа, поэтому перед обратным поступлением в кровеносное русло больного ее фильтруют.

Где используется
В основном аппарат искусственного кровообращения (АИК) применяется в кардиохирургии, при операциях на открытом сердце. Во время оперативного вмешательства сердце не может выполнять свою функцию насоса и ее заменяют механическим перекачиванием оксигенированной крови. Есть и другое применение аппарата искусственного кровообращения - это регионарная перфузия.

Осложнения при искусственном кровообращении
Основные осложнения, которые могут возникнуть при использовании аппарата искусственного кровообращения это:

Эмболия сосудов газами или тромбами;
Гипоксия, нарушения микроциркуляции органов;
Гематологические осложнения, нарушение свертываемости, фибринолиз.

Кардиоплегия
Большое значение в предупреждении воздушной эмболии имеет искусственная остановка сердца (кардиоплегия). Кардиоплегию применяют не только для предупреждения воздушной эмболии, а в основном для предупреждения гипоксических изменений в миокарде в период, когда прекращено коронарное кровообращение, и для создания удобств оперирующему на открытых полостях сердца хирургу. Кроме того, вследствие кардиоплегии удается уменьшить кровопотерю из операционной раны сердца, если во внутрисердечном периоде операции не включено коронарное кровообращение.

Экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО, ЭМО) — инвазивный экстракорпоральный метод насыщения крови кислородом (оксигенации) при развитии тяжёлой острой дыхательной недостаточности. Используется в кардиологии при острой сердечной недостаточности и для поддержания жизнедеятельности при проведении операции на открытом сердце совместно с аппаратом искусственного кровообращения.

История

Впервые метод экстракорпоральной оксигенации был применён в 1952 году в Великобритании у больного с дыхательной недостаточностью. В 1953 году впервые успешно проведена операция на открытом сердце с искусственной перфузией и оксигенацией крови. В 1965 году пузырьковый оксигенатор впервые использован у новорождённого, умирающего от дыхательной недостаточности. В 1969 году группой врачей под руководством T.G.Baffes впервые использован мембранный оксигенатор для искусственного кровообращения у детей. В 1970 году компания Avecor создала мембранный оксигенатор, ставший прообразом всех современных аппаратов ЭКМО.

Механизм

Для проведения ЭКМО к больному подсоединяют мембранный оксигенатор. Существует два способа подключения — вено-артериальная канюляция (ВАК) и вено-венозная канюляция (ВВК). При ВАК кровь забирается из венозного русла, очищается, насыщается кислородом и подаётся в артериальное русло. ВАК рекомендуется к применению у новорождённых, а также у взрослых с компенсированным инфарктом миокарда. При ВВК кровь забирается и возвращается в венозное русло. ВВК может применяться у взрослых с изолированным поражением лёгких. Для соблюдения физиологических механизмов забор и вливание крови осуществляется максимально близко к сердцу. ВАК предпочтительнее, так как при этом способе не происходит смешивание артериальной и венозной крови. ВВК требует вдвое большую поверхность мембран оксигенатора, поэтому на практике данный способ применяется реже.

При проведении процедуры новорождённым для компенсации объёма крови, циркулирующего в аппарате, используется донорская кровь.

ЭКМО является симптоматической терапией, не устраняющей фактор развития заболевания.

Возможные осложнения и недостатки

Использование донорской крови может вызвать аллергическую реакцию и привести к развитию шока. Кроме того, для исключения свёртывания крови в аппарате на протяжении всего времени использования ЭКМО пациенту вводят антикоагулянты, что может спровоцировать тромбоцитопению, кровоизлияния в головной мозг и в полости в месте канюляции, усиленный гемолиз. Недостаточность или неэффективность антикоагулянтов может привести к тромбообразованию и закупорке механизмов аппарата ЭКМО. Неисправность аппарата может вызвать воздушную эмболию сосудов, отказ аппарата фатален для пациента.

Главными недостатками метода являются необходимость наличия дорогостоящего оборудования, высококвалифицированного персонала и высокая стоимость процедуры.

Доктор БОСТИ рекомендует высококачественные оксигенаторы от Medos HiLite® .

Надежность. Превосходная работа и практическая функциональность.

Постоянный и равномерный уровень обмена газов крови является залогом максимальной безопасности наших пациентов. Немецкое качество. Модели оксигенаторов производятся со стандартными микропорами или с инновационными плазменными тонкими волокнами, используемых в оксигенаторах длительного использования. Все модели оксигенаторов MEDOS имеют следующие преимущества:

- Исключительный трансфер газа.

- Низкий обьем заполнения.

- Оптимизированный поток крови, газа и жидкости.

- Компактная, простая в сборке конструкция.

Купить оксигенатор Medos производства Германии Вы можете обратившись к менеджеру-консультанту Акжолу Марасулову (+996 555 710 885).

Искусственное (ИК) и вспомогательное (ВК) кровообращение

Искусственное кровообращение (ИК) - временное замещение газообменной функции легких и насосной функции сердца специальными устройствами на период, необходимый для выполнения кардиохирургической операции.

В зависимости от исходного гематокрита и желаемой концентрации гемоглобина во время и после ИК используется бескровное заполнение физиологического контура ИК. Расчет смешанного гематокрита для физиологического контура ИК (Ht CPB) производится по формуле :

Ht CPB = V er p (ml) + V er CPB ( ml) / V blood p(ml) + V CPB (ml)+ V fluids prior CPB (ml),

где V er p -- объем эритроцитов пациента; V er CPB -- объем эритроцитов, при необходимости введенных в физиологический контур ИК, V blood p - объем циркулирующей крови пациента; V CPB - объем циркулирующего перфузата; V fluids prior CPB (ml)- объем жидкостей, введенных до ИК. Объем циркулирующей крови (ОЦК) пациента = вес х 7,5% (для детей, женщин); вес х 7,0% (для взрослых мужчин). Объем эритроцитов пациента равен ОЦК х Ht пациента

Параметры искусственного кровообращения

Наименование

Рекомендуемые значения

Среднее АД (мм рт. ст.)

Температура ректальная, назофарингеальная, артериальной и венозной крови и др.

От вида операции

Сатурация крови (в венозной магистрали, на ногтевой фаланге)

Биохимические показатели (каждые 15-20 мин)

K + ( мэкв/л) в плазме

Na + ( мэкв/л) в плазме

Общий белок плазмы ( г/л)

Защита миокарда - сохранение жизнеспособности миокарда во время операции.

В РНПЦ разработан и запатентован комплексный метод кровяной защиты миокарда.

Методика проведения кровяной кардиоплегии. До начала операции в физиологический блок аппарата ИК включается одноразовая кардиоплегическая система. После достижения расчетного объема перфузии система заполняется оксигенированной кровью и раствором N 1 в соотношении 4:1. Полученная смесь охлаждается до 9-10° С. В циркулирующем растворе производится контроль исходных биохимических показателей.
Введение кардиоплегических растворов осуществляется в корень аорты cо скоростью 250 мл/мин. и давлении в корне аорты 70-80 мм рт. ст. При операции на аортальном клапане введение раствора осуществляется в устья коронарных артерий. При наличии стенозирующего процесса в коронарных артериях, выраженной гипертрофии миокарда, спаечном процессе в перикарде выполняется ретроградная кардиоплегия через коронарный синус со скоростью 200 мл/мин и давлении 35-45 мм рт ст.
Весь кардиоплегический раствор после прохождения коронарного русла поступает в физиологический контур ИК.

Составы кардиоплегических растворов

Компонент

первичная инфузия
(раствор № 1)

Повторная инфузия
(раствор № 2)

Реперфузия

Обязательной является декомпрессия левого желудочка путем активного дренирования через правую верхнюю легочную вену с целью профилактики субэндокардиальной ишемии.

Методика контролируемой тепловой реперфузии миокарда. После выполнения основного этапа операции кардиоплегическая система заполняется оксигенированной кровью в сочетании с кардиоплегическим раствором № 2 в соотношении 4:1. В реперфузионном растворе должны быть достигнуты следующие параметры: гематокрит 23-25 %, содержание ионизированного калия 9-10 ммоль/л, pH 7,6-7,9. Реперфузионный раствор согревается до температуры 35-36 ° С и перед удалением зажима с аорты вводится в ее корень со скоростью 250 мл /мин. и двлении в корне аорты 80 мм рт. ст.

Вспомогательное кровообращение улучшение сократительной способности миокарда достигается двумя путями:

снижая сопротивление выбросу, т.е. уменьшая постнагрузку - контрпульсация
уменьшая объем наполнения желудочков, т.е. снижая преднагрузку - вено-артериальная перфузия, моно-, или бивентрикулярный обход

Внутриаортальная баллонная контрпульсация. Достижение разгрузочного эффекта (снижение постнагрузки) обеспечивается быстрым спадением баллона перед началом систолы левого желудочка. В результате наполнения баллона в фазу диастолы увеличивается давление в проксимальном отделе аорты, что увеличивает коронарное перфузионное давление и коронарный кровото

Основным показанием к ВАБК является синдром «низкого» сердечного выброса, не поддающийся медикаментозной коррекции и проявляющийся снижением СИ < 2,0 л . мин . м -2 , АД_ср. < 70 мм рт.ст., диуреза < 20 мл/час., увеличением ДЛП >20 мм рт.ст. и ЦВД > 15 мм рт.ст. Длительность ВАБК зависит от стабилизации основных гемодинамических параметров. Максимальная длительность контрпульсации составляет 8 - 12 суток.
Эффективность ВАБК во многом зависит от сроков ее начала. При остро развившейся сердечной недостаточности процесс нарастает настолько стремительно, что задержка с подключением ВАБК на 30 мин значительно снижает результативность последней. В этой связи и спользуется профилактическое применение контрпульсации у больных с высоким хирургическим риском.
Показания к применению обхода ЛЖ такие же как и к ВАБК - интра- или послеоперационный синдром низкого сердечного выброса, инфаркт миокарда, сопровождающийся кардиогенным шоком.
В настоящее время в РНПЦ используются устройства ВК как мост к выздоровлению, мост к решению, мост к трансплантации и терапия предназначения.
Центробежный насос BIOPUMP для временной поддержки кровообращения как мост к выздоровлению или мост к решению.

Система Thoratec (Thoratec Corp., Pleasanton, CA) экстракорпоральная система, которая используется для длительного или постоянного моно- и бивентрикулярного обхода, Ударный объем составляет 65 мл, производительность насоса 1,3-7,2 л\мин.

Роторный насос HeartMate II (Thoratec Corp., Pleasanton, CA) производительность 10 л\мин. Используется для длительного или постоянного моновентрикулярного обхода.

Для профилактики тромбоэмболических осложнений используется варфарин (индекс Международного нормализованного отношения - МНО -2.5).

Читайте также: