8 марта 1952 года считается днём рождения «искусственного сердца».
В этот день в Пенсильванском госпитале в Филадельфии в ходе операции хирургам пришлось остановить сердце пациента и впервые в истории подключить организм к механическому устройству. В течение 50-ти минут врачи оперировали больного и спасли ему жизнь.
Предшественником приборов искусственного кровообращения, можно считать так называемый перфузионный насос, который в 1935 году изобрели Чарльз Линдберг и Алексис Каррель. С его помощью заменитель крови прокачивали через ампутированные органы животных в процессе их транспортировки — чтобы поддерживать их жизнедеятельность.
В 50-х годах прошлого столетия над созданием всевозможных «искусственных сердец» работало множество компаний, однако далеко не все разработанные приборы дошли до стадии клинических испытаний. Один из первых удачных образцов был создан в лаборатории компании General Motors под руководством хирурга-кардиолога Додрилла в 1952 году. Аппарат Dodrill-GMR и стал тем первым в истории искусственным сердцем. Аппарат напоминал многоцилиндровый двигатель и был весьма несовершенен — он интенсивно разрушал клетки крови. В последующем конструкцию доработали и с 1957 года кардиохирурги начали использовать улучшенный вариант аппаратов искусственного кровообращения на базе конструкции Джона Гиббона.
А первый образец имплантируемого искусственного сердца в 1969 году представили научной общественности американские ученые Д. Лиотта и Д.Кули. Их прибор поддерживал жизнь пациента в течение 64 часов, пока готовилось к операции человеческое сердце-трансплантат.
Первая имплантация искусственного сердца, рассчитанного на длительную эксплуатацию, была проведена 2 декабря 1982 года опять там же в Америке в Медицинском центре Ютского университета. Пациенту успешно установили аппарат Jarvik-7, названный так в честь изобретателя Р. Джарвика. Прибор был изготовлен из полиуретана с резиновыми мембранами, игравшими роль поршней. Подводимый извне сжатый воздух растягивал мембраны, которые выталкивали кровь через клапаны в артерии.
В дальнейшем усилия конструкторов были направлены на создание полностью автономных имплантируемых аппаратов искусственного кровообращения.
Существующие сегодня образцы искусственных сердец не сильно отличаются друг от друга конструктивно, будучи в основе своей всего лишь механическими насосами. Надежды на создание в будущем всё более совершенных искусственных сердец связаны сегодня не с механикой, а с технологиями стволовых клеток.
Учёные, исследующие процессы превращения универсальных стволовых клеток в специфические клетки тканей того или иного органа, в последние несколько лет добились впечатляющих успехов в деле выращивания мышечной ткани сердца и даже отдельных его компонентов. В 2004 году в Массачусетском технологическом институте группа исследователей впервые вырастила ткань сердечной мышцы, обладающей способностью сокращаться под воздействием электрических импульсов. А спустя три года серьёзного успеха добились британские учёные – они сумели вырастить из стволовых клеток важнейшую деталь сердца — клапан.
Еще одним прорывом в области кардиологии в 2013 году стало открытие ученых Питсбургского университета. Им удалось полностью убрать из сердца крысы все клетки, оставив лишь «каркас» — матрикс из белковой соединительной ткани. После этого, матрикс «заселяли» стволовыми клетками, полученными из человеческих клеток фибробластов путём специальной процедуры.
После 20-дневной инкубации, в течение которой стволовые клетки превращаются в клетки тканей сердца, исследователи получили крысиное — конструктивно, но человеческое -по клеточному составу сердце, которое не содержало ни одной небиологической детали. Более того, такое сердце самостоятельно запустилось в работу, его пульс составил 40–50 ударов в минуту.
Параллельно развивается ещё одно направление создания искусственных живых органов — технология 3D-биопринтеров, «печатающих» живые органы (и сердце в том числе) специальными «чернилами», которые состоят из помещённых в гелевый матрикс живых клеток ткани.
Что касается операций на остановленном сердце, то сегодня они стали едва ли не рутинной процедурой. Благодаря этой методике врачи ежегодно спасают тысячи жизней пациентов по всему миру.
