Ты теперь не так уж будешь биться: как работает искусственное сердце

Одним из самых сложных органов в человеческом организме является сердце, необходимое для обеспечения органов кровью, богатой кислородом и питательными веществами. Искусственное сердце уже существует? и недавно французская компания Carmat выпустила его новую версию.
Она оснащена биологическими клапанами, благодаря которым у человека с меньшей долей вероятности возникают осложнения, а сам аппарат работает гораздо тише. Это важное достижение в области медицины, поэтому давайте изучим конструкцию искусственного сердца подробнее.

Искусственное сердце от французской компании Carmat

Как работает сердце?

Сразу же отмечу, что мы рассмотрим работу искусственного сердца вкратце, потому что это очень сложный орган и для объяснения всех принципов нужно написать целую книгу. По данным издания Interesting Engineering, имплант почти полностью имитирует работу настоящего сердца. Этот орган качает кровь за счет сокращения четырех разных камер: левого предсердия, правого предсердия, левого желудочка и правого желудочка. У здоровых людей один цикл (удар) состоит из трех коротких этапов:
наполнения предсердия, при котором кровь из крупных вен наполняет предсердия (0,10 секунд);
сокращения желудочков, при котором кровь отправляется в органы (0,32 секунды);
перерыва, при котором сердце отдыхает (0,4 секунды).
Правый желудочек и левое предсердие отвечают за малый круг кровообращения. По малому кругу бедная кислородом венозная кровь течет из правого желудочка сердца по легочным артериям к легким и обогащается кислородом. Так из венозной она превращается в артериальную и по легочным венам отправляется в левое предсердие.

Строение человеческого сердца

Левый желудочек и правое предсердие отвечают за большой круг кровообращения. Этот круг необходим для кровоснабжения всех органов организма человека, в том числе легких.

Большой и малый круг кровообращения человека

Cначала рассмотрим искусственное сердце от компании Carmat.

Особенности искусственного сердца

Важно отметить, что искусственное сердце любого производителя не может заменить собой настоящее. Оно лишь дает время для того, чтобы дождаться донорского органа. Помимо ограниченного времени службы длиной 180 дней, у искусственного сердца есть еще один минус — человек вынужден носить с собой 4-килограммовый ящик с жидкостью для его правильной работы. Также во внешнем модуле расположены две аккумуляторные батареи, которых хватает на 4 часа автономной работы. Ранее хирурги устанавливали пациентам искусственные сердца SynCardia с четырьмя механическими клапанами. Главное новшество новинки от Carmat заключается в том, что в ней используются биологические клапаны. Благодаря натуральным материалам, у пациента снижается риск возникновения тромбов, а устройство работает намного тише, чем аналоги.

3D-модель искусственного сердца

Операция по установке искусственного сердца проходит в несколько этапов. Сначала в грудную клетку пациента вставляется сердечный протез, который при помощи кабеля подключен к внешнему модулю. Протез состоит из упомянутых выше камер и четырех биологических клапанов, благодаря которым и работает как настоящее сердце. Также орган соединяется с главной артерией тела аортой и легочной артерией. Для движения крови используются насосы, которые в зависимости от потребностей человека могут качать кровь с разной силой. А для определения потребностей используются датчики, которые крепятся на тело пациента.

Искусственное сердце в руках хирургов

В конечном итоге получается, что во время ожидания донорского органа пациенты частично превращаются в киборгов. В 2020 году компании Carmat было дано разрешение на продажу своего искусственного сердца. Недавно операция по его установке была проведена 39-летнему жителю американского штата Северная Каролина. У него была диагностирована сердечная недостаточность, из-за чего ему было сделано шунтирование — создание нового пути кровотока в обход пораженного участка артерии. Но этот способ не помог, поэтому в его тело было установлено искусственное сердце. Известно, что на данный момент мужчина находится в стабильном состоянии. Такая операция обходится в 150 000 евро, что в пересчете на наши день равно примерно 13 миллионам рублям.