Джоэль Курцмен - Да сгинет смерть! [Победа над старением и продление человеческой жизни]

Бионическая печень

Более 25 больных в Англии, страдавших острой недостаточностью печени, испробовали на себе прибор, напоминающий прибор для гемодиализа, который сконструировал д-р Ричард Уиллсон из Медицинской школы Вашингтонского университета. По мнению Уиллсона, прибор может быть изготовлен в портативном варианте. Другие ученые разрабатывают имплантируемую искусственную печень.

Бионические легкие

Большая часть легких состоит из мембран, так что возникает максимальная поверхность, на которой происходит газообмен. Омывая мембраны, кровь теряет углекислый газ и другие газообразные продукты обмена, одновременно насыщаясь кислородом. В 1963 г. Джон Гиббон из Джефферсонского медицинского колледжа штата Виргиния изобрел машину сердце — легкие, которая одновременно прогоняет кровь через сосуды тела и обогащает ее кислородом; это позволяет хирургам на время операций на сердце освободить от крови кровеносные сосуды, соединяющие сердце и легкие. С появлением этого аппарата началась новая эра операций на открытом сердце. До этого единственный способ, позволяющий оперировать на сердце, заключался в том, что врачи охлаждали тело больного, пропуская кровь через змеевик, до 24 °C — прерывание тока крови на короткое время не приносило особого вреда больному. Но в этом случае на саму операцию оставалось не более получаса, так как возникала опасность повреждения мозга от переохлаждения или недостатка кислорода.

Вместе с тем разрабатывались бионические легкие как таковые. В ходе экспериментов выяснилось, что "переносной мембранный оксигенатор", изобретенный Конверсом Пирсом (госпиталь для ветеранов в Бронксе, Нью-Йорк) и успешно испытанный на собаках, можно облегчить до 4–5 кг, и его можно будет носить как рюкзак. Льюис Хэд и его коллеги из Северо-Западного мемориального госпиталя в Чикаго создали искусственное легкое из силастиковых трубочек, помещенных в мягкий пластиковый контейнер; его имплантировали собакам и овцам.

Широкое испытание искусственных легких, начатое в апреле 1975 г., финансируется Национальным институтом сердца и легких. Опыты осуществляются в девяти госпиталях и университетских исследовательских центрах США. До сих пор лечению подверглось свыше 150 человек с острой респираторной недостаточностью. Некоторые из них были подключены к искусственному легкому на срок до трех недель. В апреле 1975 г. журнал "Сайнтифик америкэн" писал: "Искусственное легкое скоро может пополнить список надежных искусственных… заменителей для тех органов человека, которые плохо работают".

Бионическое сердце

Когда с возрастом или в результате болезни сокращения сердца делаются аритмичными или замедленными по сравнению с нормой (около 70 ударов в минуту), происходит недостаточное снабжение кровью всего организма. В прошлом это состояние пытались корректировать введением гормональных стимуляторов непосредственно в сердце, но лечение часто запаздывало, и больной, страдавший сердечной аритмией, умирал, не дождавшись помощи.

Замысел прибора, который посылал бы электрические импульсы в область предсердия и таким образом регулировал ритм сокращений, впервые зародился у д-ра А. С. Химена, директора Уиткинского фонда по профилактике сердечных болезней, еще в 1928 г. Однако прошел 31 год, прежде чем было произведено первое вживление водителя сердечного ритма (кардиостимулятора). Такой разрыв во времени объяснялся несовершенством технологии. Многие материалы, использованные в кардиостимуляторе — эпоксидные смолы, силастик, нержавеющая сталь, титан, — стали доступными только в 50-х годах, когда начались работы по программе космических исследований. Сказанное относится и к созданию ртутной батарейки, которая способна давать ток по крайней мере в течение трех лет. Электронный таймер, необходимый для посылки электрических импульсов к сердцу, появился только в начале 50-х годов, после того как изобретенный в 1948 г. транзистор позволил его миниатюризовать. Первый кардиостимулятор, весивший всего 140 г, был имплантирован больному в 1959 г. д-ром Сэмюэлем Хантером из Медицинской школы Миннесотского университета.

Регуляторы ритма сердечных сокращений имеют свои недостатки. Их работе, например, мешают микроволновые печи. Случалось, что некоторые новейшие модели, активирующие сердце посредством направленных в имплантированный приемник радиоволн, даже заставляли срабатывать электронную защиту от воров, которой оборудованы склады. Известны случаи, когда батарейки садились, — к счастью, почти всегда без трагического исхода.

Недавно был изобретен аккумулятор, который можно подзаряжать непосредственно в теле больного. Это избавляет его от необходимости операции для замены использованной батарейки. Новейшие достижения в области атомной энергии позволили хирургам вживлять в грудную полость больного стимулятор, работающий на радиоактивном плутонии. Плутоний, заключенный в покрытую инертным пластиком свинцовую оболочку, может давать энергию в течение десяти и более лет.

Рис. 5. Искусственное сердце Кольффа. На рисунке показаны основные принципы конструкции большинства моделей искусственного сердца, предназначенных для обеспечения кровообращения в организме. Предложенный Кольффом вариант работает на сжатом воздухе, который проходит по трубкам, выходящим из полости тела, к компрессорам или воздушным насосам. Другие разновидности искусственного сердца приводятся в действие электрическим током или маленьким ядерным реактором

Но, несмотря на огромные успехи хирургии и бионики, от инфарктов все еще погибает свыше 500 000 американцев в год. Совершенно ясно, что необходимо создать бионическое сердце, которое полностью взяло бы на себя функции больного органа. Не удивительно, что в разных медицинских центрах США ученые наперебой стараются изобрести такой аппарат. Группы ученых, такие, как возглавляемая Ди Бейки в Бэйлорском медицинском колледже, Кольффом в Университете штата Юта, Кули в Техасском институте сердца в Хьюстоне и Тецузо Акуцу в Университете штата Миссисипи, ежегодно публикуют тома новых разработок.

К настоящему времени ученые во всем мире с тем или иным успехом испытали более полусотни разных прототипов бионического сердца. Создатели аппарата сталкиваются с двумя основными трудностями.

Во-первых, нужен насос, который при вживлении обеспечил бы бесперебойное кровообращение во всем теле без ущерба для крови. Во-вторых, необходим миниатюрный источник энергии. Конечно, с тех пор как в 1957 г. Акуцу и Кольфф пересадили первое искусственное сердце собаке, достигнуты значительные успехи. Одним из показателей прогресса является время выживания животных с вживленным искусственным сердцем: если первая собака прожила всего полтора часа, то уже в 1974 г. теленок жил 28 дней.