Насос вместо сердца: механические устройства¶

Насос вместо сердца — обобщающее название класса медицинских устройств, которые полностью или частично заменяют функцию естественного сердца по перекачиванию крови. К таким устройствам относят искусственные сердца и системы механической поддержки кровообращения (ventricular assist device, VAD), применяемые при тяжёлой сердечной недостаточности, когда медикаментозное лечение и трансплантация невозможны или недоступны.

¶Общее устройство и принцип работы

Основная задача любого «насоса вместо сердца» — обеспечить достаточный объёмный кровоток (в покое у взрослого человека это примерно 4–6 литров в минуту) и давление, необходимое для перфузии органов. Устройства различаются по числу замещаемых желудочков, типу привода и характеру потока.

По характеру потока выделяют:

• Пульсирующие — имитируют естественный ритм сердца, создавая чередующиеся фазы нагнетания и заполнения. Исторически первые модели.
• Непрерывно-поточные — обеспечивают постоянный ток крови; подразделяются на центробежные и осевые (роторные). Компактнее и долговечнее, поскольку не имеют клапанов и гибких мембран.

Питание обычно осуществляется через кабель (линию привода), выходящий через кожу и соединяющий насос с внешним контроллером и батареями.

¶История

Первые попытки механического замещения сердца относятся к середине XX века, когда развитие кардиохирургии и искусственного кровообращения сделало такие эксперименты технически возможными.

• 1957 — американский хирург Клэренс Деннис впервые имплантировал собаке искусственное сердце, животное прожило около 90 минут.
• 1969 — Дентон Кули выполнил первую имплантацию искусственного сердца человеку как временную меру перед трансплантацией.
• 1982 — пациент Барни Кларк прожил 112 дней с имплантированным искусственным сердцем Jarvik-7; это стало сенсацией и одновременно показало ограничения пульсирующих моделей.
• 1990-е — 2000-е — переход к непрерывно-поточным насосам, которые оказались надёжнее и меньше. Устройства стали применяться не только как «мост к трансплантации», но и как долговременная терапия.

¶Классификация

По клинической цели различают стратегии: «мост к трансплантации» (bridge to transplant), «мост к решению» (bridge to decision), «мост к выздоровлению» (bridge to recovery) и «конечная терапия» (destination therapy) для пациентов, которым трансплантация не показана.

¶Применение

Основное показание — терминальная сердечная недостаточность, при которой прогноз без вмешательства неблагоприятен. Устройства механической поддержки позволяют:

• дождаться донорского органа;
• восстановить функцию миокарда после острого повреждения;
• обеспечить длительную поддержку при отказе от трансплантации.

Современные непрерывно-поточные насосы способны работать годами. Пациенты с такими устройствами ведут относительно активный образ жизни, однако нуждаются в постоянном контроле антикоагулянтной терапии и уходе за линией привода.

¶Осложнения и ограничения

К числу основных рисков относятся:

• тромбоэмболия — образование сгустков на поверхностях насоса;
• кровотечения, связанные с приёмом антикоагулянтов;
• инфекции в месте выхода кабеля;
• правожелудочковая недостаточность при поддержке только левого желудочка;
• технические отказы — реже, но возможны.

Отдельная проблема — отсутствие пульса у пациентов с непрерывно-поточными насосами, что затрудняет привычные методы измерения артериального давления и создаёт необычные гемодинамические условия.

¶Современное состояние

К началу XXI века механическая поддержка кровообращения превратилась из экспериментальной методики в рутинную клиническую практику. Ежегодно в мире имплантируются тысячи устройств. Развиваются направления миниатюризации, полностью имплантируемых систем без внешнего кабеля, а также насосов с магнитной левитацией ротора, снижающих трение и риск тромбоза. Параллельно ведутся работы над биологическими и гибридными решениями, включая тканевую инженерию и выращивание сердечных структур.