Dlaczego potrzebujemy oczyszczenia? Często człowiek nawet nie podejrzewa, w jakim opłakanym stanie znajduje się jego ciało, jak zanieczyszczone, zżużlone, dosłownie zatkane toksynami. Z czym to się wiąże?Na każdym rogu trąbią, że Ziemia jest na skraju ekologii

Dlaczego trzeba głodować Oto kilka czynników, które negatywnie wpływają na nasze zdrowie: Środowisko: powietrze, woda, gleba, które zawierają trucizny przemysłowe. Nadmierne odżywianie, przeciążenie narządów trawiennych i innych układów organizmu. Niewłaściwa dieta (ty

Dlaczego musisz się ruszać W mojej pierwszej książce zdefiniowaliśmy już ruch. Nie mam tu na myśli codziennego ruchu (przemieszczanie się z punktu A do punktu B, gotowanie, sprzątanie i inne czynności), ale ćwiczenia fizyczne, fitness (np. gimnastyka, bieganie,

SZTUCZNE SERCE- urządzenie do całkowitego zastąpienia funkcji pompowania serca w takim czy innym czasie; jest w fazie rozwoju.

Pierwszy model I.s. został stworzony przez radzieckiego naukowca W. Demichowa w 1937 roku i wykorzystany w eksperymencie na psach, podczas którego usuwano komory serca. Składał się z dwóch sparowanych pomp membranowych napędzanych silnikiem elektrycznym umieszczonym na zewnątrz jamy klatki piersiowej. Dzięki temu urządzeniu możliwe było utrzymanie krążenia krwi w organizmie psa przez dwie i pół godziny. Szeroko zakrojone badania nad tym problemem rozpoczęły się jednak dopiero pod koniec lat 50. XX wieku.

W 1966 r. Pod przewodnictwem B.V. Pietrowskiego w Ogólnounijnym Instytucie Badań Naukowych Chirurgii Klinicznej i Doświadczalnej utworzono pierwsze laboratorium I. s. w ZSRR. Problem tworzenia I.s. rozwija się w dwóch kierunkach. Jednym z nich jest stworzenie I.s. z dyskiem zewnętrznym. O praktycznym znaczeniu prac w tym kierunku decyduje przede wszystkim konieczność posiadania gotowego modelu serca do stosowania w sytuacjach ratunkowych, zdolnego do zapewnienia przepływu krwi niezbędnego do życia organizmu przez krótki okres czasu (od od kilku godzin do kilku dni) od momentu nagłego ustania czynności chorego serca* do momentu podjęcia decyzji o przeszczepieniu serca. Ponadto utworzenie I. s. z napędem zewnętrznym umożliwia badanie materiałów do produkcji modelu wszczepialnego sztucznego serca w warunkach eksperymentalnych, badanie jego trybów pracy, a także wpływu urządzenia na organizm jako całość i na poszczególne narządy oraz systemy. Drugim, nieporównywalnie bardziej złożonym kierunkiem jest stworzenie i wykorzystanie w pełni wszczepialnego dopływu krwi, mającego na celu zapewnienie organizmowi odpowiedniego ukrwienia przez wiele lat.

Modele takich urządzeń I.s. wykorzystywane w eksperymentach umożliwiają także testowanie różnych materiałów i systemów automatycznego sterowania. Trwają poszukiwania specjalnych źródeł i konwerterów energii.

Od lat 70 Radzieccy naukowcy zajmujący się medycyną we współpracy z inżynierami stworzyli ponad 20 modeli I. s.

Dwa modele w wyniku długotrwałych badań na stanowiskach hydrodynamicznych spełniają wymagania techniczne i medyczno-biologiczne. Jeden z nich – model „workowy” (ryc. 1) – wykonany jest z gumy fluorosilikonowej. Model ten opiera się na badaniach topograficznych ludzkiego serca i wymaganiach dotyczących „pompy serca”. Wymagania te obejmują: zastosowanie materiałów, które wytrzymują długotrwałe obciążenia cykliczne i zapobiegają tworzeniu się skrzepów; tworzenie konstrukcji wykluczających powstawanie stref stagnacji, obszarów zwiększonych prędkości ścinania i naprężeń lokalnych; minimalizacja powierzchni cyklicznie stykających się powierzchni, których wielkość w dużej mierze determinuje uszkodzenie komórek krwi.

Zewnętrzna ściana komór komorowych jest twarda lub półsztywna, a wewnętrzna ściana jest miękka i elastyczna. Na wlocie i wylocie worka wewnętrznego znajdują się zawory. Kiedy pomiędzy ścianki takiej komory dostaje się powietrze lub ciecz, worek wewnętrzny ulega ściskaniu i wyciska się z niego krew.

Gdy ciśnienie pomiędzy workami maleje, worek wewnętrzny rozszerza się; ciśnienie w nim spada poniżej ciśnienia przed zaworem wlotowym, zawór otwiera się i komora wypełnia się krwią.

Nowoczesny model i.s. ma komory zapewniające pulsujący przepływ krwi. Model ten jest lekki, odpowiada średniej wielkości ludzkiego serca i jest wygodny do wszczepienia. Urządzenie jest bardzo czułe na napływ żylny i posiada możliwość zwiększenia liczby cykli pulsu do 140-150 na minutę, co pozwala na osiągnięcie minutowej objętości pompowanej krwi do 14-15 litrów.

Kolejny model I.s. (Rys. 2) ma konstrukcję „typu membrany” w sztywnej obudowie. Aktywne przedsionki zmniejszają ciśnienie pulsującego przepływu krwi w łożysku żylnym, zmniejszając w ten sposób hemolizę.

Skurczowy wyrzut krwi w tym modelu I. s. a późniejsze wypełnienie komór następuje w wyniku zmiany położenia membrany pod ciśnieniem na jej powierzchni gazu lub cieczy z napędu. Jednokierunkowy przepływ krwi w sztucznych komorach zapewniają zawory wlotowe i wylotowe.

Projekty zaworów dla m.in. niezwykle zróżnicowane. Wszystkie można podzielić na płatkowe i zaworowe. Zawory kontaktronowe występują w wersjach z jednym, dwoma, trzema, a nawet czterema kontaktronami. Zawory zaworowe posiadają elementy blokujące w kształcie dysku, stożka lub półkuli. W niektórych modelach I. s. W przypadku napędu zewnętrznego stosuje się naturalne (świeże lub konserwowe) zastawki serca zwierząt (cieląt lub świń), które mocuje się na specjalnych ramach. Na powierzchnię sztywnej konstrukcji obudowy nałożono warstwę przewodzącą, która służy jako pokrycie kondensatora dla pojemnościowego czujnika objętości krwi; druga płytka kondensatora to krew na styku krew-przepona.

Jako dyski dla I. s. Urządzenia elektromechaniczne są dość szeroko stosowane. W różnych wzorach I.s. różnią się od siebie; Najprostszy napęd elektromechaniczny składa się z silników elektrycznych prądu stałego. Napędy umieszczone na zewnątrz połączone są z komorami siłowników za pomocą węży plastikowych doprowadzających gaz lub ciecz do pomp.

Średnica przewodów, którymi przepływa gaz, zależy od rodzaju gazu użytego w systemie. Na przykład przy stosowaniu powietrza średnica linii musi wynosić co najmniej 6-7 mm. W przypadkach konieczności dostarczenia prądu stosuje się przewody pokryte biologicznie obojętnym tworzywem sztucznym.

W jednym z modeli jako źródło energii wykorzystuje się ampułkę radioizotopową zawierającą pluton-238 umieszczoną w akumulatorze termicznym. Silnik jest dwutłokowym silnikiem cieplnym z niezależnym napędem dla każdej komory. Pompa krwi jest zarówno wymiennikiem ciepła, jak i głównym czujnikiem układu regulacji. Całkowita waga modelu to niecałe 2 kg, objętość ok. 1,8 l.

Wraz z kwestiami technicznymi związanymi z tworzeniem I.s. Problem znalezienia materiałów do produkcji jednostek systemu I. nastręcza duże trudności. Stawiane są im następujące wymagania: wysoka wytrzymałość, brak „zmęczenia”, zdolność do zachowania swoich właściwości fizykochemicznych. właściwości w organizmie człowieka, mają biol, obojętność.

Projektując I.s. stal nierdzewna, stopy tytanu, materiały polimerowe (fluoroplasty, poliolefiny), różne związki kauczuków krzemoorganicznych (silikony), poliuretany, polieterokrzemouretany, pirowęglany, materiały z powłokami odpornymi na skrzepy na bazie żeli hydrofilowych, kompleksy polielektrolitów o ujemnym ładunku powierzchniowym itp. Stosowane są materiały o strukturze polimerowej, nawet podczas długotrwałej eksploatacji, zmniejszające ryzyko zakrzepicy. Jednak pomimo tego problem zapobiegania zakrzepicy, którą obserwuje się zarówno w jamach serca, jak i w łączących się drogach i wewnątrznarządowych naczyniach krwionośnych, pozostaje aktualny. W związku z tym prowadzone są badania nad patogenetycznymi mechanizmami tworzenia się skrzepliny w warunkach kontaktu krwi z dużą powierzchnią polimeru, rozległym urazie chirurgicznym spowodowanym kardiotomią, osobliwościami sztucznego krążenia i urazem komórek krwi. W tym przypadku następuje znaczne uwolnienie tromboplastyny ​​tkankowej i krwi do krwi, co tworzy nadkrzepliwe tło i pomaga aktywować właściwości krwi tworzące skrzepliny.

Ponadto w procesach zachodzących na granicy faz krew-polimer ważną rolę odgrywają zjawiska elektrokinetyczne. Wynikają one z faktu, że powstałe pierwiastki i białka krwi są naładowane ujemnie. Niezmieniona wewnętrzna wyściółka serca i naczyń krwionośnych również niesie ładunek ujemny. Odpychanie elementów krwi od podobnie naładowanej ściany naczynia jest ważnym czynnikiem zapobiegającym tworzeniu się skrzepliny. Obecność potencjału dodatniego lub zerowego na powierzchni materiału polimerowego jest najwyraźniej jedną z przyczyn predysponujących do tworzenia się skrzepliny.

Lyman (D. Lyman, 1972), Adachi (M. Adachi, 1973) zauważyli osobliwość materiałów syntetycznych, takich jak welur z nieodciętą pętelką lub o bardzo krótkich włóknach, stosowanych jako materiał plastyczny w chirurgii serca - zdolność do zatrzymywania krwi komórki. Gdy taka powierzchnia zostanie nasiąknięta krwią, powstałe elementy i białka krwi osadzają się w pętelkach weluru lub pomiędzy kosmkami, a po 40-45 dniach tworzy się bardzo gładka i cienka wyściółka biolowa, która w swojej mikroskopijnej strukturze jest niezwykle podobna do śródbłonek. Czas potrzebny do wytworzenia powłoki ochronnej na powierzchni materiałów syntetycznych znacznie ogranicza możliwość stosowania tej metody zapobiegania tworzeniu się skrzeplin w tkance dożylnej, gdyż w tym czasie nie istnieje możliwość tworzenia się skrzepów krwi na powierzchni materiałów polimerowych używane nie jest wykluczone.

Ważne miejsce w rozwoju I. z. zajmują się badaniami hydrodynamicznymi. Ich głównym celem jest poprawa geometrii wnęk, eliminacja stref stojących, przepływów wirowych turbulentnych i przepływów o dużych gradientach prędkości.

Równie trudnym zadaniem jest stworzenie automatycznej kontroli pracy układu krwionośnego, zapewniającej przepływ krwi zgodny z potrzebami organizmu. Wiadomo, że serce ludzi i zwierząt zmienia swoją dynamikę w bardzo szerokim zakresie. Tak więc u osoby w spoczynku wynosi ona 5,5-6,5 litra na minutę. i ze znaczną siłą fizyczną obciążenie wzrasta kilkukrotnie.

W modelu I.s. System sterowania „typu membrany” opiera się na informacjach pochodzących z pojemnościowego czujnika objętości przedsionkowej. Trwają prace nad systemem sterowania, w którym jako czujnik informacyjny wykorzystywana jest pozostała część żywego serca – jego przedsionek i węzeł zatokowy, które pełnią rolę czujnika wieloparametrowego w systemie sterowania. Aby określić częstotliwość skurczów komór, stosuje się elektryczny rozrusznik załamka P i konwerter czasu trwania skurczu.

Implantacja I.s. nie otrzymałem klina, aplikacja. Gotowe modele systemu sztucznej inteligencji i poszczególnych jego elementów (np. zaworów i siłowników), zanim zaczną być badane w doświadczeniach na zwierzętach, są badane na różnych stanowiskach (ryc. 3). Stanowiska te są modelem hydraulicznym układu sercowo-naczyniowego, oczywiście z wieloma założeniami i uproszczeniami. Ciecz, która krąży na stojaku, ma lepkość zbliżoną do lepkości krwi. Z reguły przepływomierze i szereg innych urządzeń znajdują się w obwodzie instalacji laboratoryjnych, na przykład komora do pomiaru wielkości wstecznego przepływu cieczy przez zawory wlotowe i wylotowe w różnych trybach pracy. Czujniki ciśnienia umieszczone w różnych sekcjach układu pozwalają określić wahania ciśnienia w jego obrębie, różnice ciśnień na zaworach i szereg innych parametrów. Na specjalnych stanowiskach bada się także turbulencje przepływów cieczy przechodzących przez układ przepływowy. i jego zastawki, stopień zniszczenia krwi itp.

Modele testowane na ławkach. wszczepiane zwierzętom (psom, świniom, owcom, ale częściej cielętom o masie ciała 70-110 kg). Wybór na przykład cieląt wynika z faktu, że w ich krwi powstają pierwiastki fizyczne. właściwości są najbliższe właściwościom człowieka. Ponadto wymiary serca cielęcia o wskazanej wadze są w przybliżeniu równe wymiarom serca dorosłego człowieka.

Operacja implantacji I.s. w eksperymencie przeprowadza się je w znieczuleniu dotchawiczym w warunkach sztucznego krążenia (patrz) lub w hipotermii (patrz Sztuczna hipotermia).

Po usunięciu serca zwierzęcia z krążenia zostaje ono usunięte, pozostawiając prawy i lewy przedsionek. Aorta i pień płucny przecinają się na poziomie zastawek półksiężycowatych. Następnie wykonywana jest implantacja. za pomocą kaniul lub szwów naczyniowych łączących odpowiednie komory. Podczas stosowania kaniul przedsionka, aorty i tętnicy płucnej I. s. łączą się z przedsionkami i dużymi naczyniami zwierzęcia. Technika implantacji i.s. jest bardziej zaawansowana. za pomocą szwów naczyniowych. Technika tej operacji nie różni się zasadniczo od ogólnie przyjętej techniki ortotopowego przeszczepu serca (patrz). Po podłączeniu I. z. wraz z ciałem powietrze jest wypierane ze wszystkich jego jam przez fizol, roztwór; dopiero po usunięciu nawet najmniejszych pęcherzyków powietrza J.s. można włączyć. Gdy tylko praca I. s. ustabilizowany, klatka piersiowa zszyta.

Oczekiwana długość życia zwierząt doświadczalnych z I. s. średnio 3-5 dni. W niektórych eksperymentach zbliża się do 1 miesiąca.

Podczas pracy I.s. Różne zmiany rozwijają się w płucach, wątrobie, nerkach i innych narządach. Zmiany te mogą mieć charakter zarówno funkcjonalny, jak i morfologiczny.

Bibliografia: Problematyka sztucznego serca i wspomaganego krążenia, wyd. B.V. Petrovsky i V.I. Shumakov, M., 1970; Shumakov V.I. i wsp. Model sztucznego serca do implantacji doosierdziowej, Med. technologii, nr 5, s. 23. 5, 1970, bibliogr.; A ku t s u T. Sztuczne serce, Całkowita wymiana i częściowe podparcie, Amsterdam, 1975; Kennedy J. H. a. o. Postęp w kierunku ortotopowej protezy serca, Biomater, med. Urządzenia art. Org., w. 1, s. 1 3, 1973; Lyman D.J., Hill D.W.a. S t i r k R. K. Oddziaływanie komórek tkankowych z powierzchniami polimerowymi, Trans. Amera. Towarzystwo artef. stażysta. Org., w. 18, s. 18 19.1972, bibliogr.

V. I. Szumakow.

Sztuczne serce

Pompa tętnicza pełniąca funkcję serca

Pompa tętnicza w Londyńskim Muzeum Nauki

Sztuczne serce- jest urządzeniem technologicznym, którego zadaniem jest utrzymanie parametrów hemodynamicznych wystarczających do życia.

Obecnie sztuczne serce odnosi się do dwóch grup urządzeń technicznych.

• Do pierwszej grupy zaliczają się oksygenatory hemowe, tzw maszyny płuco-serce. Składają się z pompy tętniczej pompującej krew oraz jednostki oksygenacyjnej nasycającej krew tlenem. Sprzęt ten jest aktywnie wykorzystywany w kardiochirurgii, podczas operacji serca.
• Do drugiej zaliczają się protezy serca, czyli urządzenia techniczne wszczepiane w organizm człowieka, mające za zadanie zastąpić mięsień sercowy i poprawić jakość życia pacjenta. Należy zaznaczyć, że obecnie są to urządzenia jedynie eksperymentalny i przechodzą badania kliniczne. Pionierem w rozwoju tego urządzenia był radziecki naukowiec Demichow.

W 2009 roku nie powstała jeszcze skuteczna wszczepialna proteza całego serca dla człowieka. W wielu wiodących klinikach kardiochirurgicznych z sukcesem przeprowadza się częściową wymianę składników organicznych na sztuczne. Na przykład wymiana zaworów, dużych naczyń, przedsionki , komory. Należy również zauważyć, że przeszczep serca dawcy jest dość skuteczny.

Od 2010 roku istnieją prototypy skutecznych, sztucznie wszczepianych ludziom protez całego serca. W dniu 26 marca 2010 roku w Centrum Bakulev została przeprowadzona przez kardiochirurga operacja całkowitej wymiany serca ludzkiego na sztuczny analog Leon Boqueria wraz ze swoim amerykańskim kolegą. Urządzenie to zapewnia odpowiedni dopływ krwi do narządów i tkanek pacjenta, jego główną wadą jest obecność 10-kilogramowego akumulatora, który należy ładować co 12 godzin. Obecnie protezy te uważane są za rozwiązanie tymczasowe, umożliwiające pacjentowi z ciężką patologią serca przeżycie do czasu przeszczepu serca.

Oprócz kardiochirurgii problem sztucznego serca ma także aspekt medyczny i psychologiczny. Tym samym u jednej czwartej pacjentów po operacji wymiany zastawki serca w okresie pooperacyjnym tworzy się specyficzny zespół objawów psychopatologicznych, tzw. Zespół psychopatologiczny protezy serca, opisany w 1978 r. Możliwe, że podobny problem będzie trzeba napotkać podczas operacji na większą skalę wszczepiania sztucznego serca.

Notatki

Spinki do mankietów

• Po raz pierwszy na świecie w Szpitalu Watykańskim pacjentowi pediatrycznemu wszczepiono na stałe sztuczne serce.

Fundacja Wikimedia. 2010.

• Sztuczny system bioenergii
• Sztuczni ludzie Marsa

Zobacz, co kryje się pod hasłem „Sztuczne serce” w innych słownikach:

SZTUCZNE SERCE- SZTUCZNE SERCE, urządzenie stosowane w chirurgii, które przejmuje funkcje serca i płuc. Stosuje się go podczas operacji na otwartym sercu, gdy następuje chwilowe przerwanie krążenia własnego pacjenta. Składa się z pompy,... ... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

sztuczne serce- Urządzenie do sztucznego krążenia wewnątrzustrojowego. [GOST 23498 79] Tematy: sprzęt do sztucznego krążenia krwi ... Przewodnik tłumacza technicznego

sztuczne serce- dirbtinė širdis statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. sztuczny układ sercowy vok. künstliches Blutkreislaufgerät, n; künstliches Herz Lungen System, n rus. maszyna płuco-serce, m; sztuczne serce, n pranc. cœur … Automatikos terminų žodynas

„SZTUCZNE SERCE – PŁUCA”- URZĄDZENIE, czyli maszyna do sztucznego krążenia krwi (ACB), zapewnia optymalne. poziom krążenia krwi i procesów metabolicznych w organizmie pacjenta lub w izolacji. narząd dawcy; Zaprojektowany na czas, pełniący funkcje serca i płuc. AIK obejmuje: aparaturę... Wielki encyklopedyczny słownik politechniczny

Sztuczne serce – urządzenie płucne- (Urządzenie „Sztuczne serce-płuco”), takie samo jak urządzenie do sztucznego krążenia krwi... Wielka encyklopedia radziecka

Sztuczne serce to urządzenie mechaniczne, które jest częściowo lub całkowicie wszczepione. Gdy serce pacjenta nie jest w stanie dostarczyć organizmowi wystarczającej ilości krwi, wszczepiane jest urządzenie, które tymczasowo lub na stałe zastępuje funkcję pompowania.

Elementy sztucznego serca

Pacjenci z ciężkimi patologiami serca wymagają wszczepienia urządzenia. Mogłoby być

• choroba niedokrwienna serca po ciężkim zawale mięśnia sercowego;
• niektóre formy kardiomiopatii rozstrzeniowej i innych chorób.

Często pacjentom oczekującym na przeszczep narządu wszczepia się sztuczne serce. Znalezienie dawcy od razu jest prawie niemożliwe, a urządzenie chwilowo będzie działać jak pompa serca. Często zdarzają się przypadki, gdy po operacji na otwartym sercu nie ma możliwości odłączenia pacjenta od aparatu. Następnie podłączane jest sztuczne serce.

Najbardziej zaawansowany pod względem technicznym można nazwać sztucznym sercem z napędem pneumatycznym. Jego elementy konstrukcyjne:

1. Wszczepialne urządzenie pompujące.

Część robocza mechanizmu wykonana jest z biopolimerów medycznych. Składa się z dwóch sztucznych komór. Każdy z nich posiada komorę krwio-powietrzną.

2. Mankiety ze sztucznymi zastawkami.

Są niezbędne do mocowania sztucznych komór do przedsionków, aorty i pnia płucnego.

3. Kanał powietrzny.

Długa rurka (od półtora do dwóch metrów) łącząca komory powietrzne komór ze sprężarkami umieszczonymi na zewnątrz ciała pacjenta.

Budowę sztucznego serca pokazano na rysunku:

1 – aorta; 2 – tętnica; 3 – mikrofiltr krwi; 4 – pompa tętnicza; 5 – dotleniacz (nasyca krew tlenem); 6 – żyła; 7 i 8 – żyła główna dolna i górna.

Jak działa sztuczne serce?

1. Powietrze dostarczane jest do komór powietrznych komór.

2. Przez elastyczną membranę przedostaje się do komory krwionośnej i wypycha krew do głównego naczynia.

3. W komorze powietrznej tworzy się próżnia, która powoduje wciągnięcie membrany do wewnątrz.

4. Krew dostaje się do komory krwi z przedsionka.

Cały proces regulowany jest przez sztuczny napęd serca. Urządzenie jest w stanie utrzymać pacjenta przy życiu przez kilka tygodni. To prawda, że ​​​​istnieją dowody na długotrwałe stosowanie, gdy średnia długość życia człowieka po przeszczepieniu sztucznego serca przekracza sześćset dni.

Ciągle powstają nowe urządzenia. Celem twórców jest sprawienie, aby sztuczne serce było w pełni wszczepialne i zdolne do pompowania krwi przez dłuższy czas. Są przecież pacjenci, którzy mają przeciwwskazania do przeszczepienia serca.

Możliwości współczesnych nauk medycznych

Termin „sztuczne serce” odnosi się do protez komór, przedsionków lub zastawek serca. Sztuczna wymiana całego serca nie jest obecnie w powszechnym użyciu. Najczęściej pacjentowi wszczepiane są protezy komorowe. Odbywa się to w terminalnym stadium niewydolności serca.

Ale nauka nie stoi w miejscu. Prototypy całego serca już istnieją. Pierwszą znaną operację wszczepienia narządu przeprowadzono w 2010 roku. Wykonawca: kardiochirurg Leo Bockeria. Sztuczne serce pracowało na ciężkiej baterii, którą trzeba było ładować dwa razy dziennie. Niezbyt wygodne dla ludzi. Dlatego taką protezę uważa się za środek tymczasowy.

Izraelskim lekarzom udało się całkowicie wymienić serce. Operacja przeszczepienia odbyła się w Centrum Medycznym Rabin w 2012 roku. Media podały, że urządzenie firmy Syncardia jest odporne na blokady spowodowane skrzepami krwi i pompuje prawie dziewięć litrów krwi na minutę.