Корпорация начала работу с 2015 года, параллельно разрабатывая первый российский трехкамерный кардиостимулятор, который успешно прошел предварительные испытания и, уже используется в медицине.



Специалисты Клиники Мешалкина создали первый отечественный дисковый насос совместно с Институтом теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН: сердце было сделано на основе насоса, ранее применявшегося в космосе. Получившееся устройство представляет собой пакет дисков, расположенных друг над другом с фиксированным зазором в 0,5 мм. При вращении диски крутятся благодаря специальному электродвигателю, за счет молекулярного трения захватывают кровь и в итоге выбрасывают ее обратно в организм. Насос совсем небольшой - диаметром в 4 см и высотой в 2 см, его легче и удобнее имплантировать, при этом он способен качать 7 - 8 литров крови в минуту. Также насос снижает контакт деталей с кровью и риск образования тромбов. Около стенки диска образуется безэритроцитный слой плазмы, поэтому эритроциты не контактируют с поверхностью и благодаря этому предотвращается повреждение элементов крови. Но, насос еще на испытаниях: неизвестно, сколько времени понадобится, прежде чем он войдет в практику. Еще решены не все проблемы: у ученых пока не получилось создать хороший мотор, крутящий диски с малым потреблением энергии и без нагрева. Мотор - специфичное изделие, которое должно быть небольшим, компактным, хорошо управляемым и обладать мощностью в 5 - 6 ватт. Моторы на 25 - 30 ватт быстро нагреваются, а температура более 40 °C в организме приводит к ожогам окружающих тканей и свертыванию крови.

Но, технология постоянно развивается: сейчас появилась идея о зарядке сердца через кожу с помощью электромагнитного поля. Пока это не совсем безопасно - в результате такого "питания" появляется дерматит и воспаление кожи, однако ученые занимаются разработкой специальных защитных гелей. Если все получится, система будет полностью имплантирована в организм - без кабеля, который является основным источником инфекции.

9.Проведите сравнительный анализ разработанных в последнее десятилетие аппаратов “искусственное сердце”. Анализ необходимо провести на примере 3-4 аппаратов, один из которых должен быть отечественного производства. Сравните их технические характеристики, размеры, уровень сложности операции по пересадке, время работы без подзарядки, стоимость. Данные занесите в таблицу. Сделайте соответствующие выводы.

---

Г рудной блок состоит из двух герметичных насосов крови, разделенных преобразователем энергии. Каждый насос крови можно рассматривать как твёрдую камеру, содержащую мешочек, заполненный кровью. Пространство между мешочком и преобразователем энергии заполнено рабочей жидкостью. Преобразователь энергии перемещает рабочую жидкость из одной стороны в другую, сжимая мешок в одном насосе и прогоняя кровь из него. Одновременно кровь активно втягивается в другой насос, заполняя его в течение следующего цикла. Преобразователь энергии толкает рабочую жидкость поочередно в обоих направлениях, заставляя насосы попеременно выталкивать кровь и наполняться ею. Контроллер - это мозг вживленной системы, его функции: мониторинг грудного блока и прочих имплантированных компонентов управление грудным блоком связь между внешними компонентами и внутренними
Имплантированная батарея, когда она новая и полностью заряжена, содержит достаточное количество электрической энергии для приведения в действие системы AbioCor примерно в течение 60 минут без внешнего источника питания. Имплантированная система ЧПЭ получает электрическую энергию в виде радиоволн от внешней системы ЧПЭ и преобразует ее в напряжение постоянного тока, используемого остальной частью AbioCor. Console является основным внешним компонентом AbioCor системы. Он обеспечивает подачу питания и передачи данных внутренним компонентам, и представляет возможность пациенту или другим людям мониторинга и настройки работы системы. Console передает энергию через систему ЧПЭ, и обменивается данными через модуль связи RF. Электроника, переносимая пациентом, представляет собой портативную систему, которая обеспечивает зарядку батареи в имплантированной AbioCor системе через внешнюю систему ЧПЭ, размещается в нейлоновой мешке с батареями, который можно носить через плечо. (Но,стоит заметить, что компания-производитель отказалась от дальнейшего развития устройства)
У стройство под названием BiVACOR было создано специалистами Технологического университета Квинсленда. Вместо «помп» и шарообразных мешков, имитирующих работу живого сердца, ученые использовали вращающийся диск, который разгоняет кровь по всему телу. Проект BiVACOR, над которым работают специалисты из Австралии и США, на данный момент проходит стадию испытаний на животных. Преимущество данной разработки - длительный срок эксплуатации, который создатели устройства оценивают в 5-10 лет и более. Эта модель не имитирует пульсирующую работу живого сердца, а обеспечивает постоянные потоки артериальной и венозной крови, для перекачивания которой используется вращающийся двусторонний ротор, подвешенный в магнитном поле. Отсутствие крепежей и других зон механического контакта позволяет минимизировать износ деталей.

---

также оснащен внешними контроллерами, которые позволяют менять скорость кровотока в зависимости от физической и эмоциональной активности пациента. Аккумуляторы у этой системы также внешние. Само устройство меньше сердца взрослого человека, и, как сообщают его разработчики, в перспективе может имплантироваться даже детям.




CARMAT Разработанное под руководством профессора Алена Карпантье искусственное сердце CARMAT (Франция) замечательно тем, что само автоматически настраивается при изменении физической нагрузки на организм человека. В других моделях искусственных сердец такая подстройка осуществляется извне. Устройство состоит из двух частей - имплантируемой и внешней. В отличие от всех своих предшественников внутренняя часть устройства, как и живое сердце, имеет два желудочка - левый и правый, которые разделены с помощью гибкой биомембраны. Один из них предназначен для крови, другой - для специальной жидкости, которая также заполняет и внешний пластичный мешок устройства. Два миниатюрных насоса создают гидравлическое действие и заставляют жидкость давить на мембрану, имитируя тем самым сокращение сердечной мышцы. При этом искусственные клапаны обеспечивают перекачивание крови строго в одном направлении. Работу протеза регулирует встроенный микропроцессор и система датчиков высоты и давления, которые отслеживают параметры кровотока в сердце. Благодаря этой миниатюрной системе искусственный орган мгновенно реагирует на изменения со стороны организма и корректирует скорость потока внутри себя. Это ещё одно весомое преимущество перед аналогами, поскольку большинство из них перекачивают кровь с постоянной скоростью. Снаружи на теле пациента будет закреплена система для записи и передачи данных о работе сердца. Таким образом, лечащий врач сможет наблюдать за своими пациентами дистанционно. В домашних условиях предполагается наличие внешнего блока питания, который можно будет повесить через плечо или перемещать на тележке. Сейчас это литиевые аккумуляторы. В дальнейшем планируется создание топливных элементов, которые при весе менее 3 килограммов обеспечат 12 часов бесперебойной работы искусственного сердца. Ориентировочная цена сердца вместе с операцией составит от 140 до 180 тысяч евро.

SynCardia Искусственное сердце стоимостью 124800 долларов используют в случае полного отказа сердечной мышцы: шестикилограммовое устройство с портативной батареей можно носить с собой в рюкзаке. Уникальность SynCardia Freedom Portable Driver заключена в том, что ранее переносные приборы помогали лишь в случае частичного отказа сердца, не заменяя настоящий орган, а таких пациентов, как Стэн, подключали к стационарному аппарату, и в течение многих месяцев и лет те оказывались прикованными к постели.

---

стройство замещает оба желудочка и четыре клапана сердца, способствуя восстановлению жизненно важных органов пациента. Это, в совокупности с отменой иммуносупрессивных препаратов, позволяет организму подготовиться к трансплантации. На сегодняшний день проведено уже более 1 000 трансплантаций полностью искусственного сердца SynCardia, что помогло более чем 270 пациентам дождаться донорского сердца.- искусственное сердце на пневмоприводе. Рабочая его часть (имплантируемое насосное устройство) представляет собой два искусственных желудочка, изготовленных из биополимеров медицинского назначения (полиуретана). Каждый искусственный желудочек состоит из кровяной и воздушной камер. Кровяные камеры с помощью специальных манжет, содержащих искусственные клапаны, соединяют с предсердиями, аортой и легочным стволом. Воздушные камеры через воздуховод связаны с компрессорами, которые находятся вне организма больного. При подаче воздуха гибкая мембрана, разделяющая камеры, перемещается в полость кровяной камеры, и происходит выброс крови в магистральный сосуд. При создании вакуума мембрана втягивается в полость воздушной камеры, благодаря чему кровь из предсердий поступает в кровяную камеру. Регуляция этого процесса осуществляется с помощью специальной системы управления - привода искусственного сердца. Так же используется SynCardia Freedom Portable Driver, что позволяет пациентам покинуть больницу, пока они ждут донорского сердца.
10.Составьте общую структурную схему искусственного сердца и одного из аппаратов, представленных в пункте 4. Опишите предназначение каждого из блоков. Рассчитайте надежность БТС “Искусственного сердца” на своем примере. Сделайте выводы.




Хотя современные аппараты сердце-легкие по производительности и эффективности намного превосходят первую модель, принцип их работы остается тем же. Венозную кровь больного, чаще всего с помощью крупных канюль (трубок), введенных через правое предсердие в верхнюю и нижнюю полые вены, отводят в оксигенатор - устройство, в котором кровь на большой поверхности контактирует с богатой кислородом газовой смесью, что обеспечивает ее насыщение кислородом и потерю углекислоты. Затем оксигенированная (насыщенная кислородом) кровь через канюлю, помещенную в артерию (обычно в аорту вблизи отхождения от нее безымянной артерии), нагнетается обратно в тело больного. При прохождении крови через аппарат сердце-легкие, как правило, используют приспособления для ее подогрева и охлаждения, а также добавляют к ней необходимые вещества. В настоящее время применяются оксигенаторы двух основных типов. В одних из них (пузырьковых) для создания большой поверхности контакта между кровью и газом богатая кислородом газовая смесь пропускается через кровь в виде пузырьков. Недостатком этого эффективного и недорогого метода оксигенации является повреждение клеток крови при длительном прямом воздействии кислорода. Другой тип - мембранные оксигенаторы, в которых между кровью и газом находится тонкая пластиковая мембрана, защищающая кровь от непосредственного контакта с газовой смесью. Однако мембранные оксигенаторы несколько дороже и сложнее в работе, поэтому обычно их применяют лишь в тех случаях, когда предполагается длительное использование аппарата.

---

Метаболический уровень взаимодействия в БТС в наибольшей степени проявляется при создании искусственных органов (искусственное сердце, почки), а также систем жизнеобеспечения при работе человека в экстремальных условиях среды (космические, глубоководные исследования). Технические звенья формирования лечебного воздействия могут использовать вещественный, энергетический и информационный типы управления состоянием организма. Эффективность БТС, в этом случае, определяется степенью близости текущего состояния организма или показателей эффективности функционирования физиологических систем к норме.

9. 
   Ваши предположения по развитию данного направления. Что по вашему будет через пару десятилетий?
   

Технический уровень в этой области ещё не настолько высок, чтобы от пересаженного на длительное время искусственного сердца можно было ожидать действительно существенного продления срока жизни пациента, да и стоимость не доступна каждому.

Однако перспективы здесь бесспорны: нет сомнения в том, что в конечном итоге будет создан аппарат, способный временно или постоянно выполнять функции сердца. Но пройдет еще немало времени, прежде чем он хотя бы приблизительно сравняется с настоящим сердцем в работоспособности, надежности, точности ритма и реакции на изменения потребностей организма. В ближайшем будущем искусственное сердце, разумеется, может использоваться для облегчения работы и восстановления функции сердца в пред- и послеоперационный периоды.

Но, все может измениться благодаря упорным исследованиям ученым по выращиванию нового сердца из стволовых клеток

10. 
    Заключение по всей работе.
    В результате данной работы мы ознакомились с разработками «искусственное сердце». Провели анализ аппаратов «искусственное сердце», составили структурную схему аппарата, узнали историю его создания, и провели сравнение донорского и искусственного сердца при пересадке.
    

---

Смотрите также файлы

• Вариант 2 Ответьте на вопрос.docx

• Путешествие мышонка Шуши Автоматизация звука ш в слогах, словах, фразах.pptx

• Правовые и организационные основы социальная защиты лиц, проходящих службу в органах внутренних дел, на примере умвд по Республике Коми.rtf

• Техника промывания желудка.pptx

• Упражнения на чтение.ppt