Штучні механічні органи - мабуть, найбільш реалістичний на сьогодні спосіб полагодити порядком зносилося тіло, якому вже не допоможе традиційний терапевтичний "ремонт". Що стосується інших методів, то пересадка органів ускладнюється дефіцитом донорів та біологічної несумісністю. А стовбурові клітини, про які так багато говорять, на жаль, поки дуже далекі від практичного застосування.
Першими штучними органами, мабуть, варто вважати зубні протези. Пізніше хірурги стали імплантувати металеві суглоби і зв'язки, а потім з'явилися і електронні протези кінцівок. Але назвати ці апарати "революцією в штучних органах" можна лише з натяжкою. Звичайно, вони покращують якість життя, але прожити можна і без них. Для створення таких апаратів головне - підібрати міцний, легкий і безпечний матеріал, виготовити з нього потрібну деталь і розробити технологію "установки" в людське тіло.
Інша справа - наші внутрішні органи. Мільйони людей щорічно помирають від важких хвороб серця, легенів, печінки і нирок, і допомогти їм часто немає ніякої можливості. Майже всі винайдені апарати для підтримки життя - штучне легке, печінку чи нирки - займають місця не менше, ніж холодильник і розглядаються лише як тимчасовий захід. Як правило, пацієнт знаходиться близько такої машини постійно і очікує органу для пересадки. Але відповідних донорів вдається знайти далеко не завжди.
Але не все так безнадійно. Самим "простим" з цих органів є серце. Ще в 1938 році американські хірурги вперше використали апарат штучного кровообігу. Не так давно було створено штучне серце AbioCor, яке дозволяє людині не просто "доживати", А ходити і навіть займатися спортом. А остання розробка - австралійський прилад VentrAssist - зовсім повинна працювати 50 років. Але про цей апарат ми розповімо пізніше, тому що його технічні характеристики будуть виглядати занадто блякло без теоретичного вступу.
Параметри штучного тіла
Ідеальні штучні органи - це машини, які працюватимуть десятки років під великими навантаженнями і не вимагати якогось технічного обслуговування. Скажімо, потужність серця людини в спокої становить трохи більше 3 ват. Це означає, що за день воно здійснює роботу майже в 90 кілоджоулів. Тобто "піднімає" тонну вантажу на четвертий поверх. При фізичному навантаженні, природно, його продуктивність повинна значно зростати. А тепер уявіть, що такий апарат ще повинен уміщатися в грудях, мати запас енергії, і не зупинятися ні на хвилину протягом усього життя.
Штучні легені - не менш складна задача. Поверхня "оригінальних" дихальних органів приблизно дорівнює тенісному корту. За одну хвилину на ній двадцять разів рівномірно "розливається" і забирається стакан крові. Крім того, постійно відбувається самоочищення легенів від сажі, пилу та інших шкідливих часток, які ми вдихаємо. Якщо додати, що такий орган за обсягом не повинен перевищувати п'яти літрів, стає зрозуміло, що робота над таким апаратом ще дуже далека від завершення.
Печінка - теж досить маленький орган, в якому вміщується "хімічний завод" і потужна система фільтрації. Тільки за одну хвилину через неї проходить півтора літра крові, яку потрібно очистити від продуктів життєдіяльності, не порушивши при цьому електролітний, гормональний і білковий баланс. Багато речовин, наприклад - алкоголь, ліки, жири, не просто затримуються в печінці, а й переробляються в форму, найбільш зручну для виведення з організму. Крім того, цей орган відповідає за синтез приблизно літра жовчі - емульгатора харчова жирів.
Ще один орган, без якого людина прожити не може - це нирка. Апарат, його заміщає повинен, як і печінку, фільтрувати всю кров організму. Але на цьому функція нирок не закінчується: їх біологічний "комп'ютер" аналізує склад крові і на підставі цих даних підтримує в дуже вузьких межах зміст практично всіх розчинених у ній речовин.
Бездротове серце
Тепер, коли ми оцінили масштаби завдання, подивимося, як вона вирішується відносно серця. Апарат AbioCor Денвера компанії Abiomed - це справжнє штучне серце, яке замінює обидва шлуночка і забезпечує надходження крові в легені і інші органи людини. У приладі розміром з грепфрута і вагою 900 грамів знаходяться титановий насос, блок управління і батарея. Її ємності вистачає на 30 хвилин автономної роботи, а зарядка відбувається через шкіру: тобто на поверхню тіла не виходить ніяких проводів. Зовнішня батарея, носиться на поясі, дозволяє залишатися без підзарядки кілька годин.
Такий апарат призначений для пацієнтів з кінцевою стадією серцевої недостатності і несприятливим прогнозом. Причому, творці апарату заявляють, що він дозволяє хворим не просто "доживати", Але гарантує їм цілком прийнятну якість життя.
Перше серце AbioCor було пересаджено в 2001 році. З тих пір було встановлено не більше 20 апаратів, проте в компанії дивляться на перспективи апарату оптимістично і оцінюють ринок в 100000 операцій на рік.
Насос на 50 років
Апарат VentrAssist, створений австралійськими дослідниками, на відміну від серця AbioCor, не може повністю замінити природний орган. VentrAssist лише допомагає перекачувати кров лівому шлуночку - самому навантаженому відділу серця.
Всередину тіла поміщається лише титановий роторний насос. Його ресурс австралійці оцінюють як 50 років безперервної роботи. Контролер і батарею, ємності якої вистачає на 8 годин, хворий носить на поясі.
За задумом розробників, такий прилад повинен допомогти багатьом людям з серцевою недостатністю. Однак у медичній практиці він з'явиться лише після відповідного дозволу видають ліцензії.
Якщо життя дорога ...
Серце AbioCor зараз коштує трохи менше 100 тисяч доларів, VentrAssist обійдеться приблизно в 50. Однак ця ціна значно менше витрат, пов'язаних з кожною пересадкою донорського серця.
Якщо врахувати ще й ті кошти, які йдуть на медичне обслуговування хворих з серцевою недостатністю, стане зрозуміло: штучне серце не тільки корисно, але й вигідно для медичної індустрії. А фінансові стимули, як відомо - найсильніші. У тому числі і для технічного прогресу.
Залишається тільки уточнити, що підтримувати цей прогрес ціною власного життя зовсім необов'язково. При своєчасній профілактиці серцевих захворювань ваше власне серце може прослужити значно довше, ніж 50 років. І головне, практично безкоштовно.