Обход левого или правого желудочка
Еще один способ поддержать работу ослабшего сердца, который обычно применяется во время операции, но служит несколько дней после ее завершения. Если операция практически закончена, а сердцу не хватает сил для самостоятельной работы, хирург прямо в операционной может наладить систему, при которой часть крови из левого желудочка сердца будет сразу попадать в аорту, или из правого желудочка – в сосуды легких. В зависимости от того, какой из желудочков сердца не может в полном объеме выполнять свою функцию. При этом появится возможность завершить искусственное кровообращение и отвезти пациента в реанимацию. Когда состояние пациента стабилизируется и сердце сможет работать самостоятельно – а это может занять несколько дней, – хирурги отключат систему.
Искусственный желудочек или механическое сердце
Главное отличие этого приспособления в том, что человек может жить с ним не несколько дней, а несколько лет. По сути, это и есть то самое механическое сердце, способное и днем, и ночью оказывать собственному сердцу немалую помощь, а в ряде случаев практически выполнять его работу. Если сначала искусственный желудочек был разработан для того, чтобы дать пациенту возможность дожить до трансплантации сердца, впоследствии хорошие отдаленные результаты позволили пересаживать механическое сердце навсегда. Это особенно важно для пациентов, которые имеют те или иные противопоказания к трансплантации.
Что же собой представляет механическое сердце? По сути, то же самое, что и сердце натуральное, – то есть насос. Только так называемого осевого типа. Умная конструкция дает возможность максимально увеличить производительность, при этом лучше других сберегая клетки крови, ведь случайное разрушение эритроцитов и лейкоцитов – одна из основных опасностей применения механического сердца. Насос с помощью двух полых трубок соединяется с левым желудочком и аортой. Чтобы кровь не сворачивалась и не разрушались ее форменные элементы, внутренний контур канюль и насоса покрыт специальном веществом, разработкой которого занималась космическая промышленность. После установки механизма и отладки системы часть поступившей в него крови левый желудочек выбрасывает в аорту сам, а часть – насос искусственного сердца.
Минус механического сердца в том, что до сих пор пациент вынужден носить на плече или поясе сумку с батареей и «мозговым центром» насоса. Говорят, что своя ноша не тянет, но, если учесть, что вес сумочки составляет несколько килограммов, становится очевидной потеря мобильности. Тем не менее многие пациенты смогли практически полностью вернуться к активной жизни, водят автомобиль, работают, отдыхают на море. Ведь благодаря помощнику нагрузка на сердце падает более чем в два раза, и симптомы сердечной недостаточности значительно уменьшаются.
Рассказывая об искусственном сердце, вспоминаю свою стажировку в университетской клинике немецкого города Йена. Там расположено отделение, специализирующееся в том числе и на имплантации искусственных сердец людям, ожидающим пересадки. Последние 10 лет это новая системе «HERZ 2», пришедшая на смену устаревшей «HERZ 1».
– Вообще с внедрением «HERZ 2» у нас наметилась странная тенденция, – рассказывала мне доктор Мария, курирующая этих больных. – Люди начали отказываться от пересадки. Если с первым искусственным сердцем приходилось постоянно носить с собой системный блок размером с большой транзисторный радиоприемник, то с новым – лишь маленькую коробочку, больше напоминающую портмоне. Но люди привыкают так жить и уже не хотят рисковать, не хотят идти на большую операцию.
Сегодня под наблюдением доктора Марии более 100 пациентов с искусственным сердцем, несколько десятков из них перешагнули 10-летний рубеж после имплантации и абсолютно довольны своим качеством жизни. Единственный минус – стоит им подхватить гайморит или пневмонию, как из любого конца Германии их тут же переводят в родную клинику.
– Мы ничего не понимаем в ваших биороботах, а вдруг своим лечением что-нибудь важное нарушим, лечите их сами, – дословно пересказывала мне типичный звонок из какого-нибудь баварского госпиталя доктор Мария.
Немало таких пациентов и в отечественном Институте трансплантологии и искусственных органов, детище великого академика Шумакова, где применяется искусственное сердце отечественной разработки и, как говорят мне коллеги из института, тоже наметилась подобная тенденция. В воздухе уже витает – осталось чуть-чуть, и скоро какой-нибудь «HERZ 3» вообще не будет иметь наружного блока. Все будет спрятано под кожей, и тогда вопрос о пересадке чужого сердца отпадет сам собой.
А пока разработка искусственного сердца параллельно пошла по еще одной, очень живописной дороге. Не исключено, что сердечный имплант будущего будет не из пластика и силикона, а выращен из стволовых клеток собственного организма. Да что там выращен – напечатан на биологическом принтере. Новые горизонты в пересадке органов открывает тканевая инженерия – наука на стыке генетики, анатомии, физиологии и механики.
Возможность использовать собственные стволовые клетки человека для выращивания необходимых ему органов разом убивает двух зайцев. Во-первых, решает проблему отторжения трансплантата и необходимой постоянной иммуносупрессии. Во-вторых, в отличие от механических сердец абсолютно не повышает риск инфекционных осложнений и тромбообразования. Первым этапом в выращивании биологического искусственного сердца стала возможность получать из стволовых клеток кардиомиоциты. Эту технологию получилось освоить более 15 лет назад.
Сегодня уже сделан и следующий шаг для полноценного производства органов – разработана методика «укладки» дифференцирующихся стволовых клеток в трехмерную структуру, полностью повторяющую границы создаваемого органа. Речь идет о так называемых биологических принтерах, успешно «напечатавших» фрагменты мочевого пузыря, почки и некоторых других органов. Сначала в виде каркаса ученые использовали выщелоченные (обесклеченные) трупные органы, затем предпочли применять в качестве основы специальный гидрогель. При этом на каркас из геля напыляются стволовые клетки, а затем по аналогии с рассасывающимся шовным материалом каркас растворяется. Но в последнее время и вовсе используют так называемый 3D-биопринтер, которому не нужен каркас органа. Создается трехмерная модель органа, которая конвертируется в CAD-файл для биопринтера, последний печатает не чернилами, а клетками и точно знает, в какую точку пространства положит соответствующую ему клетку.
Ученые уверены, что в ближайшие 30 лет с помощью 3D-биопринтера будут «напечатаны» и пересажены все основные органы человека. Хотя на сегодняшний день ни один орган, напечатанный на 3D-биопринтере, еще не был имплантирован Homo Sapiens. Зато есть более десяти разных случаев успешной пересадки таких органов животным. А вот органы, полученные без технологии биопронтинга, уже были успешно пересажены. Так, ученым уже удалось вырастить из стволовых клеток пациента мочевой пузырь и трахею, которые были удачно имплантированы самим же донорам клеток.
Осенью 2006 года ученые из университета Цюриха впервые в мире вырастили сердечные клапаны из стволовых клеток околоплодных вод беременной. Такой подход позволит пересаживать новый клапан ребенку после рождения, если он страдает врожденным пороком сердца. Весной 2007 года группе британских ученых под руководством Магди Якуба удалось вырастить из стволовых клеток фрагмент соединительной ткани сердца. А в 2013 году японские ученые из Киотского университета вырастили из стволовых клеток настоящий бьющийся миокард. Мало того что он был полностью идентичен натуральному, но еще и сокращался с частотой 50–70 ударов в минуту.
