Создан пропеллер, спасающий сердце при инфаркте

Он сможет временно брать на себя функцию миокарда, предоставляя пациентам возможность дождаться серьезного хирургического вмешательства.

Исследователи Университета штата Пенсильвания разработали устройство, которое позволит части пациентов избежать тяжелых масштабных операций. Крошечный сердечный насос для чрезкожного введения Heartmat, ширина которого составляет 6 мм, вводится в бедренную артерию, по которой его перемещают в левый желудочек, где он поддерживает кровоток, давая сердцу возможность быстро восстановиться. Недавно это устройство получило одобрение для клинического применения в Европе и в настоящее время проходит клинические исследования в США для получения одобрения Администрации по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA).

Руководитель разработчиков Роберт Кунц (Robert Kunz) не имеет отношения к хирургии, а является специалистов в области аэрокосмической инженерии, на первый взгляд никак не связанной с биомедицинскими разработками. Однако фактически кровяной насос по своей сути является миниатюрным пропеллером, при разработке которого авторы руководствовались принципами, по которым разрабатываются пропеллеры для подводных лодок и торпед.

Многопрофильная группа исследователей, в которую входят инженеры, а также специалисты по гидродинамике, материаловедению и строительной механике, еще в 2004 году начала работу над прототипом насоса и моделью сердца, необходимой для оценки производительности наноса.

Насос состоит из крошечного быстро вращающегося винта, лопасти которого имеют консистенцию ластика и могут складываться таким образом, что помещаются внутри сжимающегося катетера, диаметр которого составляет 3 мм. В то же время они настолько прочны, что могут перекачивать более чем 4 литра крови в минуту с приростом давления в одну десятую атмосферы, что соответствует мощности сердца здорового мужчины. Кунц поясняет, что после попадания введенного в бедренную артерию насоса в сердце врач тянет за тросик управления, в результате чего насос выходит из катетера, разворачивается, увеличиваясь до 6 мм в диаметре, и начинает вращаться.

Благодаря небольшому диаметру он может вращаться с очень высокой скоростью, достигающей почти 20 тысяч оборотов в минуту. Это представляет собой потенциальную проблему, так как помещение быстро вращающегося винта в относительно медленно текущую кровь может привести к разрушению хрупких эритроцитов - клеток, обеспечивающих транспортировке кислорода и углекислого газа по организму. Эта проблема была решена с помощью метода «проб и ошибок» и в результате авторам удалось получить оптимальную комбинацию формы лопастей и скорости их вращения, обеспечивающую сохранность эритроцитов.

Исследователи считают, что конечный продукт их работы позволит спасти огромное количество людей, перенесших инфаркт миокарда. Он сможет временно брать на себя функцию сердечной мышцы, предоставляя пациентам возможность дождаться хирургического вмешательства или, в наиболее легких случаях, обеспечивая возможность самостоятельного восстановления функции сердца.