И вместо сердца… мотор?

Модель искусственного сердца в одном из музеев Нью-Йорка. Keystone

Спрос на здоровые донорские человеческие органы растет, однако удовлетворить его становится все сложнее. Именно поэтому современная наука во все большей степени концентрируется на создании искусственных органов. Крупнейшая швейцарская клиника «Inselspital» (г. Берн) создала с этой целью специальный Центр.

«Почему так важно создавать искусственные человеческие органы?», – спрашивает Феликс Фрей (Felix Frey), инициатор создания Центра, профессор, главный врач отделения нефрологии клиники «Inselspital Bern». И сам же отвечает с точки зрения лечащего врача:

«Если человек серьезно заболевает, то он восстает против судьбы и стремится стать снова здоровым. Такой поведенческий алгоритм заложен в каждом. Однако бывает так, что ничего сделать более нельзя – и тогда остается только одно, а именно, заменить больной орган здоровым»

Конечно, очень здорово, когда донорский орган помогает сохранить жизнь. Однако в процентном соотношении сделать так получается нечасто, по одной простой причине: донорских органов катастрофически не хватает.

«В моей области, то есть сфере почечных болезней, это видно особенно отчетливо. В мире около миллиона человек зависят от искусственного диализа. Машина, которая проводит операцию гемодиализа, тоже является своего рода искусственным органом, расположенным, правда, вне организма человека», – говорит Ф. Фрей.

Конечно, почки пересаживаются относительно часто, однако тут все равно возникает проблема, связанная с качеством донорских органов и с их недостаточным количеством. Не говоря уже обо всех побочных явлениях, связанных с необходимостью для пациента глотать огромное количество сильнодействующих лекарств. «Именно поэтому мы хотим усиленно инвестировать в науку», – подчеркивает доктор Фрей.

В результате всего лишь за девять месяцев и исключительно на средства собственного фонда клиники «Inselspital» был построен научный Центр в тысячу квадратных метров для почти трех сотен доцентов, студентов и докторантов. Центр будет специализироваться на биомедицине и создании искусственных органов.

Донорские органы

В 2010 г. число доноров в Швейцарии впервые опустилось ниже отметки в 100 человек.

В 2010 в целом было трансплантировано 508 органов для 504 пациентов (против 466 годом раньше).

В этот же промежуток времени умерло 98 человек, которые были зарегистрированы в качестве доноров (103). Среди живых в качестве доноров в конце января 2011 г. были зарегистрированы 116 человек (109 год назад).

Число умерших пациентов, так и не дождавшихся донорских органов, достигло 59-ти человек (годом раньше – 67 чел.). По состоянию на 1 января 2011 г. трансплантации ожидали 1 021 пациент.

На 1 миллион жителей в Швейцарии приходится 12,6 погибших доноров (европейский средний показатель – 20 доноров на миллион).

В 2010 г. чаще всего в Швейцарии пересаживались почки (294 раза), печень (100), легкие (49), сердце (35) и поджелудочная железа (30).

В 2010 г. из Швейцарии было экспортировано 19 органов (годом раньше – 9). Импорт составил 18 органов (годом раньше – 24). 

Типичный донор в Швейцарии находится в возрасте 50 лет. Причина его смерти – кровоизлияние в мозг.

Не все органы столь уж сложны

«Сложность создания искусственного органа зависит от сложности его функций», – говорит доктор Фрей.

«Например, возьмем тазобедренные суставы. Тут мы имеем дело с шаровидным суставом, который уже с 1960-е гг. удалось заменить специальной металлической сфероидной конструкцией. А сегодня мы в состоянии производить коленные протезы и искусственные позвоночники».

Все это стало возможным, говорит врач, «потому, что суставы это довольно элементарный механизм. Поэтому их и можно относительно легко заменить». Однако все резко усложняется, когда орган должен исполнять сразу несколько функций. «Глаз, например, должен уметь видеть вдали и вблизи. Если этого не получается, мы помогаем себе при помощи очков, которые служат нам частичной заменой утраченных глазом функций».

Затем пришло время, и были изобретены контактные линзы, – рассказывает доктор Фрей далее. Сегодня мы уже пытаемся искусственно создавать сетчатку глаза. «Так оно и происходит: орган за органом, шаг за шагом».

Другая проблемная сфера – сахарный диабет. «Столь распространенную на западе болезнь удалось более или менее поставить под контроль путем инъекций инсулина на основе показаний специального датчика, измеряющего уровень глюкозы в крови».

Банальное сердце

«Парадоксально – но факт», – говорит далее доктор Фрей, – «Сердце все еще пока не удалось заменить искусственным органом, хотя речь тут идет всего лишь о самой обыкновенной помпе/насосе, и не более того. И это притом, что насосная техника в настоящее время шагнула очень далеко. Вспомним только о самолетах, которые летают только благодаря сложнейшим насосно-помповым системам».

«Что же касается сердца, то вся проблема состоит в энергии, необходимой для того, чтобы приводить этот насос в движение. Такое искусственное сердце нуждается либо в электричестве, либо в бензине, а источник энергии должен быть мобильным, по примеру автомобильного аккумулятора». 

Поэтому Фрей надеется, что научный прогресс создаст в скором времени подходящую для искусственного сердца батарею, причем они должны давать возможность бесконтактной подзарядки. По его мнению, «сердечная» область показывает в целом направление, в котором должна двигаться наука.

«В Швейцарии почти треть населения подвержена риску смерти от болезней сердечнососудистой системы. Однако в год происходит всего 40 операций по трансплантации сердца. Это говорит о том, что тут нужно искать иное решение».

Сила – в единстве

Условием рывка в сфере создания искусственных органов является плотное междисциплинарное сотрудничество. «В прошлом успехи медицины базировались на сотрудничестве химиков и биохимиков. Сегодня нам нужна помощь физиков и инженеров», – считает доктор Фрей.

Именно на принципе междисциплинарности базируется и работа Ценра, созданного при клинике «Inselspital». «Для создания каждого органа мы можем привлечь физика или инженера. Их работа финансируется вузами, а вузы, в свою очередь, получают средства от заинтересованных клиник». Цель – не только создавать здесь в Берне искусственные органы, но и развивать науку в целом.

Перевод с немецкого – Игорь Петров. Дата первой публикации материала – 9 апреля 2011 г.