На пути к созданию искусственного сердца

esoreiter.ru

Человеческое сердце является поистине уникальным органом. Каждый год нашей жизни оно совершает по сорок два миллиона сокращений. Только природа могла создать столь износостойкий механизм.

Нет ничего удивительного в том, что лучшие умы нашей планеты многие десятилетия бьются над проблемой создания искусственного сердца и никак не могут достичь нужных результатов. Даже самый современный динамичный аппарат, призванный сокращаться сто пятнадцать тысяч раз в сутки, не продержится при таких нагрузках и двух лет, перманентно подвергая жизнь владельца опасности.

Американские ученые, похоже, совершили первый шаг на пути к созданию долговечного искусственного сердца. Специалисты разработали прототип имплантата, который не имитирует сердцебиения и не испытывает благодаря этому существенных нагрузок. В середине бионического прототипа находится вращающийся диск, оснащенный ребрами. Диск поддерживается магнитным полем и циклично вращается, обеспечивая движение крови по сосудам. Устройство не перекачивает жидкость, а толкает ее. Американцы уверены, что их разработка уже значительно опережает все ранее представленные прототипы.

Тестирование электрической разработки было осуществлено на крупном рогатом скоте с болезнями сердца. Имплантат позволял коровам ходить и даже бегать. Наиболее продолжительный срок жизни животного с искусственным органом внутри составил почти месяц с момента имплантации, однако перебои в работе техники пока приводят к смерти скота. Исследования также показали, что изобретение идеально взаимодействует с легкими и почками животных.

Создана искусственная медуза

Ученым из США при помощи мускульных клеток удалось создать искусственную медузу. Размер биоробота, получившего имя «Медузоид» примерно равен монете номиналом 10 копеек. «Медузоид способен двигаться в толще вод, подобно своему прототипу, при помощи импульса, который создается при сокращении силиконового тела биоробота. Создатели «Медузоида» считают, что их изобретение станет значимой вехой на пути к созданию искусственного сердца для человека.

Отметим, что идея создания биоробота пришла американским ученым при изучении характера передвижения личинки ушастой аурелии. Отметим, что эта особь водится в акватории Черного моря. Ученые воссоздали облик аурелии из силикона, одну сторону которого они решили покрыть живыми мускульными клетками, полученными из сердца лабораторной крысы.

Создана искусственная медуза

С помощью мускульных клеток сердца крысы американские ученые создали искусственную медузу. Биоробот - "Медузоид" - размером не более десятикопеечной монеты, он способен передвигаться в воде, подобно медузе, благодаря импульсу, производимому при сокращении силиконового тела.

Создатели "Медузоида" из Калифорнийского технологического института и Гарвардского университета отмечают, что данная разработка является вехой на пути к разработке искусственного сердца. В статье, опубликованной в журнале Nature Biotechnology. Кит Паркер из Гарварда и Джанна Наурот из Калтеха объяснили, что идея "Медузоида" пришла им в голову в результате изучения движения личинки ушастой аурелии , которая, кстати, водится и в Черном море.

Личинки-эфиры медузы выглядят как прозрачные звездочки с восемью остроконечными лучами и лишены краевых щупалец и ротовых лопастей. Ученые воспроизвели этот облик из силикона, одну сторону которого покрыли живыми мускульными клетка сердца лабораторной крысы. Чтобы клетки удерживались в нужных точках, силиконовую поверхность обработали протеинами по особой схеме. Сокращение клеток биоробота, погруженного в аквариум, вызывают электрические разряды от двух электродов.

Паркер поделился, что на разработку его вдохновили наблюдения за медузой в Бостонском аквариуме, что в штате Массачусетс. "Когда я сказал коллегам, что хочу создать медузу, они покрутили пальцем у виска", - признался он. Но через четыре года упорной работы скептиков уже не осталось. "Я считаю, что это удивительный результат, - отметил Джозеф Ваканти, биоинженер из Массачусетского госпиталя в Бостоне, который не принимал участия в исследовании. - Это мощная демонстрация работоспособности химерической системы из живых и неживых компонентов".

"Медузу сделать не очень сложно, но теперь нам предстоит более серьезный проект, затем еще один, и так мы надеемся создать искусственное сердце", - рассказал ученый. Со временем, по мнению Паркера, технологию можно будет использовать для тестирования новых лекарств, предназначенных для лечения болезней сердца. А в ближайшей перспективе ученые приступят к изготовлению искусственного осьминога. "У нас уже целый аквариум кандидатов в роботы", - заключил Паркер.

Почему останавливаются искусственные сердца

esoreiter.ruИскусственное сердце не болит при сбое, и потому человек просто не знает, что у него проблемы. В Париже умер пациент, которому пересадили первое в мире искусственное сердце французского производства. Оно билось в его груди 75 дней. Парижское сердце в очередной раз высветило более широкую проблему: по какому пути сейчас идет конструирование киборга, и по какому пойдет в будущем.

Сердце, которое никогда не болит

Разработанное под руководством профессора Алена Карпантье французское искусственное сердце замечательно тем, что само автоматически настраивается при изменении физической нагрузки на организм человека. В других моделях искусственных сердец такая подстройка осуществляется извне.

Но какими бы совершенными автоматами ни были сердца такого типа, главный их недостаток состоит в том, что это всего лишь насос. Электромеханический имплантат, пересаженный в грудь человека на место настоящего сердца и выполняющий роль кровяного насоса, принципиально ничем не отличается от ныне модных зубных имплантатов.

Искусственные зубы, привинченные на них, даже красивее и прочнее настоящих, да и свою главную функцию — откусывать и жевать — выполняют лучше настоящих. Но у них есть неустранимый недостаток — они не болят. Точно так же не болят протезы рук, ног. Точно так же не болит протез сердца. Он даже не бьется, как настоящее сердце, а тихо жужжит, перекачивая кровь. Человеку невозможно к этому привыкнуть.

Нашим отечественным ученым Виктором Скуминым описан кардиопротезный психопатологический синдром, вошедший в учебники как "синдром Скумина". Внимание человека постоянно фиксируется на работающем в нем моторчике. В отличие от протезов, например, зубов, и даже рук и ног отвлечь от этого человека просто невозможно. Человек постоянно ждет: а вдруг моторчик замолкнет?

В живом сердце об этом сигнализирует боль. Здесь боли нет и быть не может. В будущем, вероятно, появятся протезы сердца, имитирующие его биение. Но болеть они тоже не будут, а потому синдром Скумина по-прежнему будет довлеть над психикой человека с сердечным протезом.

Незаменимые сердца

Другой путь создания искусственных органов давно известен. Он — просто логическое продолжение пересадок донорских органов. В 1967 году южноафриканский хирург Кристиан Барнард пересадил сердце погибшей молодой девушки 55-летнему мужчине, и тот прожил с ним 18 дней.

Сейчас люди с чужими сердцами живут годами и даже десятилетиями. Здесь беда не только в том, что подходящее донорского сердца оказывается под рукой у врачей очень редко, а еще в том, что не всем смертельно больным сердечникам можно пересадить чужое сердце, даже если оно полностью подходит по всем иммунным показателям и не будет отторгнуто организмом.

Есть такие сердечные недуги, что сделать это просто нельзя. С новым сердцем моментально произойдет то же самое, что со старым, и оно выйдет из строя. Таких больных может спасти только неживой насос на батарейке или свое собственное, только новое, без дефектов.

Создана искусственная мышца сердца

Команда учёных из Гарварда сумела создать из эмбриональных стволовых клеток мыши полосу пульсирующей сердечной мышцы. Специалисты убеждены, что это важный шаг на пути к созданию искусственных элементов сердца; такие элементы необходимы для замены частей сердечной мышцы, повреждённых при приступах или болезнях.

Российские исследователи планируют создать искусственное сердце, которое будет давать человеку полноценную жизнь, а не временное существование.

Ученые сообщают, что аналоги сердца существуют в настоящий момент, но полноценной жизни оно не дает человеку. Оно является как бы временным. «Объединенная приборостроительная корпорация» уже начала работать над новым российским трехкамерным кардиостимулятором. Ученые утверждают, что новинка к концу текущего года уже будет готова.

По словам экспертов, в ближайшие 5 лет, будет создана новая биотехнология, которая поможет вырастить живое человеческое сердце. Поэтому неизвестно, насколько актуально окажется новое изобретенное искусственное сердце.

Уже в этом году "Объединенная приборостроительная корпорация" и Московский авиационный институт возьмутся за новый невероятный проект. Они начнут работать над сознанием искусственного сердца. И, казалось бы, можно подумать, что такое изобретение уже есть, однако современные искусственные сердца, это лишь временная мера, которая помогает больному дождаться пересадки донорского сердца.

Что же касается, новой разработки, то ученые хотят создать полноценный орган, который сможет обеспечить долгую жизнь пациенту. И максимально долгий срок такого сердца, сейчас самый актуальный вопрос. Потому что, уже создано искусственное сердце с постоянным кровотоком, однако этот механизм быстро изнашивает кровеносную систему пациента. Главная задача сейчас, создать искусственное сердце с импульсным кровотоком. Тогда процесс циркуляции крови в организме будет максимально приближен к естественному.

Разумеется, есть риск, что через 5 лет эта разработка будет особо никому уже не нужна, так как сейчас идут исследования и по выращиванию живого сердца. Однако, в любом случае, искусственное сердце, станет важным технологическим прорывам, и сможет использоваться в других целях.

Источники: esoreiter.ru, svit24.net, rg.ru, ria.ru, www.spa.su, rusevik.ru, www.express-novosti.ru

Клипер – российский многоразовый космический корабль

Розенкрейцеры. Орден розенкрейцеров

Терракотовая армия Китая

Мумия алтайской принцессы

Летательные аппараты древней Индии

Церковь в скале Хельсинки

Церковь в прямом смысле вырублена в гранитной скале и покрыта стеклянной крышей на металлических опорах. Одна из самых интересных достопримечательностей Хельсинки ...


Его величество Петербург

Санкт-Петербург – пожалуй, самый красивый город нашей страны России, славящийся своими уникальными строениями и неповторимой атмосферой старины времён Петра ...


Церковь в скале Хельсинки

Церковь в прямом смысле вырублена в гранитной скале и покрыта стеклянной крышей на металлических опорах. Одна из самых интересных достопримечательностей Хельсинки ...


Чем хороши пластиковые окна для вашего дома

Замена старых окон пластиковыми очень популярна в наше время, так как они недорогие. Есть много вариантов пластиковых окон: двойные, ...


Врата Богов города Мачу-Пикчу

В мире существуют древние города, один взгляд на которые вызывает ощущение великой тайны. Один из них, называемый Мачу-Пикчу, располагается в ...


Образовательная робототехника

Образовательная робототехника – это инструмент, закладывающий прочные основы системного мышления, интеграция информатики, математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с ...


Лагерь Сталкер в Карелии - любителям приключений

Еще со своих детских воспоминаний мы знаем, что такое поездки в летние лагеря. А потому летом с волнением и радостным ...


Энергосбережение - светодиодное освещение

Сегодня на рынке основные виды энергосберегающего освещения представлены люминесцентными лампами типа КЛЛ и светодиодными светильниками. Люминесцентная энергосберегающая лампа мощностью ...


Град Китеж – легенда о таинственном городе

Град Китеж является загадочным древним городом Руси. Одна из наиболее известных легенд связывает его с именем великого благоверного князя Георгия Всеволодовича. ...