Искусственный левый желудочек — самый востребованный тип механических помощников сердца: он берёт на себя насосную функцию у пациентов с тяжёлой сердечной недостаточностью, пока они ожидают пересадки или если трансплантация противопоказана. Современные модели, включая российские, — это в основном лопастные насосы (ротор с импеллером, вращающимся со скоростью 7–10 тыс. об/мин). Их недостатки: высокий травматизм клеток крови, образование тромбов и большие габариты. Питание — от двух сменных батарей на 4 часа каждая; на ночь требуется подключение к сети через внешний коммутатор и кабель, что создаёт риск инфекций.
Дисковый насос: как он работает и чем лучше
Учёные из Новосибирска взяли за основу дисковый насос, ранее использовавшийся в космических системах перекачки топлива. В рабочей камере установлен пакет дисков с зазором 0,5 мм между ними. При вращении дисков за счёт молекулярного трения возникает поток, который захватывает кровь и выбрасывает её в аорту. Скорость вращения ниже, чем у импеллера, — 3–5 тыс. об/мин, что снижает механическое разрушение эритроцитов и активацию свертывающей системы. Отсутствие лопастей и центрального винта также уменьшает зоны турбулентности и застоя крови.
Преимущества перед лопастными аналогами
Компактность: диаметр устройства — всего 4 см, высота — 2 см. Его легче имплантировать внутри грудной клетки, особенно пациентам с небольшим объёмом перикарда. Производительность — 7–8 литров крови в минуту, что достаточно для взрослого человека в покое и при умеренной нагрузке. Сниженный контакт крови с твёрдыми поверхностями и отсутствие высокоскоростных элементов уменьшают риск тромбоэмболий — одного из главных осложнений при использовании механических насосов.
Текущий статус и ближайшие планы
Сейчас насос проходит стендовые испытания на гидравлических стендах, имитирующих сопротивление сосудов. Инженерам предстоит решить две главные задачи: снизить потребление энергии (цель — не более 5–6 Вт, чтобы батареи хватало на 6–8 часов) и отвести тепло от электродвигателя, не допуская нагрева крови выше физиологических норм. После доработки начнутся испытания на лабораторных животных (крупный рогатый скот или овцы), которые по протоколам должны подтвердить гемосовместимость и надёжность. Клинические испытания на людях возможны не раньше 2028–2029 годов.
Российский вектор
Создание отечественного дискового насоса снижает зависимость от импортных систем (HeartMate, HeartWare), поставки которых осложнены санкциями. Кроме того, устройство может стоить дешевле западных аналогов (ориентировочно 2–3 млн рублей против 5–7 млн), а его ремонт и обслуживание будут проводиться в России без логистических рисков. Учёные надеются, что через 5–7 лет дисковые насосы станут стандартом для длительного механического вспоможения кровообращения, а не только временного «моста» к трансплантации.