Глава 27. Пересадка на станцию жизнь

Что делать, если по той или иной причине сердце перестало справляться со своей работой? Насос ослаб и больше не может перекачивать необходимый для нормальной жизни объем крови. Влияние силы тяжести на кровь превышает резервы насоса, лишняя жидкость откладывается в тканях и полостях нашего организма, нарастают симптомы сердечной недостаточности. Очень часто с ситуацией удается справиться с помощью лекарств. Но бывают случаи, когда таблетки уже не работают.

Тогда у пациента остаются две надежды – пересадка сердца или сердце искусственное. Современная медицина активно работает по обоим направлениям, причем путь к искусственному миокарду оказался более длинным и интересным. Несмотря на то, что полноценное искусственное сердце до сих пор не создано, различные методики, разработанные, что называется, по пути, активно применяются в наши дни.

Пересадка сердца – отдельная история, по праву считающаяся вершиной кардиохирургии. Согласитесь, в том, чтобы взять сердце одного, трагически погибшего человека, и пересадить другому, погибающему от тяжелой болезни, заново вдохнув в него жизнь, есть что-то божественное.

История любого большого дела всегда немного цинична и местами искажена. Всем известно, что первым доктором, успешно пересадившим сердце, был южноафриканский кардиохирург Кристиан Бернард. А давайте задумаемся, почему в качестве плацдарма для космического масштаба прорыва в медицине была выбрана далеко не самая ведущая медицинская держава? Возможно, потому что пациент в развитых странах слишком хорошо защищен от медицинских экспериментов подобного рода? Оставлю этот вопрос вам на самостоятельный анализ.

Есть в этой истории и своя «тень отца Гамлета». Ведь вы не знали, что Кристиан Бернард всегда называл своим учителем советского ученого Владимира Демихова, еще в 40-е годы отработавшего технологию пересадки сердца на собаках, которые у него жили с чужими сердцами по несколько недель. Именно он получил патент на способ сохранения органов для трансплантации, основы которого до сих пор применяются во всем мире.

За несколько лет до первой успешной операции (в 1960 году) Кристиан на 8 дней прилетал в СССР как турист и вместо осмотра шпилей все дни учился технологии пересадки в небольшой лаборатории Демихова в подвале института Склифосовского. И конечно, не знаете, как через много лет, прилетев на волне успеха к нам в страну, вместо официального приема в Кремле попросил отвезти его на встречу с учителем – Владимиром Демиховым, и как чиновники от Минздрава изумленно переглядывались с кагэбэшниками: а кто это вообще такой? Не зря говорят, нет пророка в своем отечестве.

Но факт остается фактом: с начала 1970-х годов эта операция получила широкое распространение в мире, а с конца 1980-х сердца пересаживают у нас. Сегодня география отечественных «пересадочных пунктов» широка – Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск. В этих городах расположены институты, в которых операция проводится давно, технология хорошо отработана и поставлена на поток. И все равно пока ощущается дефицит – у нас проводится примерно столько же пересадок сердца, сколько в Германии, но население России почти в два раза больше.

Только в НМИЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В. И. Шумакова (Москва) в 2017 году проведена 161 трансплантация сердца.

С внедрением иммуносупрессивной терапии сердца перестали отторгаться, а операция по пересадке далеко не самая сложная в кардиохирургии. Сложен сам процесс забора и доставки органа, определения максимальной совместимости тканей донора и реципиента, выхаживание больного после операции.

Вспоминаю стажировку у ведущего французского кардиохирурга профессора Обадиа в Лионе. После плодотворного рабочего дня в клинике профессор пригласил нас на ужин. Не успел он расправиться с огромным лангустом и допить бокал красного сухого, как зазвонил телефон. В Париже разбился мотоциклист, и вертолет с сердцем и почками через полчаса приземлится на крыше университетской больницы. Вздохнув, мсье пожелал нам хорошего вечера, элегантным движением завязал шейный платок, носить который так органично умеют только французские мужчины, и помчался по вечерним улицам Лиона спасать очередную жизнь.

Сегодня люди с пересаженным сердцем живут 10, 20 лет и больше. Занимаются спортом, летают на самолетах, в общем, практически ничем не отличаются от окружающих. Но наука не стоит на месте. Желание уйти от пресловутого «листа ожидания» и избежать осложнений длительной иммуносупрессивной терапии (среди которых на первом месте – рост числа злокачественных новообразований на фоне медикаментозного подавления иммунитета) заставляло ученых на протяжении всего времени развития трансплантологии искать возможность вживить человеку не чей-то орган «б/у», а новое искусственное сердце.

Первые попытки создать искусственный аналог датированы серединой 30-х годов прошлого века. Причем пионером и в этом направлении стал наш ученый Владимир Демихов, в далеком 1937 году вжививший лабораторной собаке пластиковый насос с электродвигателем. Собака прожила с искусственным сердцем два с половиной часа и открыла в медицине новую эру.

С тех пор человечество значительно продвинулось вперед. На сегодняшний день в арсенале кардиологов есть несколько высокотехнологичных аппаратов, протезирующих ту или иную сердечную функцию, а иногда и полностью его заменяющих.

Новое сердце для Homo Cardiovasculares

Искусственное кровообращение

На самом деле искусственное сердце «на пару часов» давно рутинно применяется во время операций на сердце, например, аортокоронарном шунтировании или протезировании клапанов сердца. Речь идет об искусственном кровообращении, где в качестве механического сердца выступает аппарат сердце-легкие. При этом собственное сердце пациента может быть остановлено, а может и продолжать работать, при этом практически не испытывая нагрузки. Минусы аппарата – он в 2 раза больше стиральной машинки, его трудно вывезти из операционной, работа насоса по возможности не должна продолжаться дольше 3 часов, в дальнейшем с каждым часом риск серьезных осложнений возрастает в геометрической прогрессии.

Внутриаортальный баллонный контрпульсатор

Это, конечно, не искусственное сердце, но достойный помощник настоящего, испытывающего проблему с кровоснабжением. Через прокол в бедренной артерии в аорту вводят баллон, который раздувается с каждым сердечным сокращением. Таким образом он помогает сердцу, вбрасывая дополнительную порцию крови в сердечные артерии. Сегодня ВАБК (внутриаортальный баллонный контрпульсатор) активно применяют в наших больницах при операциях на сердце, в кардиореанимации у больных после инфаркта, при острой сердечной недостаточности.

ЭКМО

Экстракорпоральная мембранная оксигенация – неплохой вариант продлить искусственное кровообращение, когда «отойти» от классического ИК не получается, а риск осложнений от его продолжения становится слишком высоким. В этом случае аппарат подключают уже не к сердцу, а к артериям и венам, например, на бедре. Поэтому пациент на ЭКМО может несколько дней находиться в отделении реанимации. Аппарат насыщает кровь кислородом, разгружает легкие, тем самым облегчая работу сердца и улучшая его питание. Через несколько суток, когда функции сердца и легких восстановятся, аппарат отключают, и органы продолжают нормально работать без механической поддержки. Благодаря этому аппарату, несколько дней трудящемуся за легкие и сердце, многие тяжелые больные переносят спасительную кардиохирургическую операцию. А недавно в сети появилось видео, как испанские врачи подключили аппарат ЭКМО пациенту, находящемуся в состоянии клинической смерти, прямо на платформе метрополитена.

Обход левого или правого желудочка

Еще один способ поддержать работу ослабшего сердца, который обычно применяется во время операции, но служит несколько дней после ее завершения. Если операция практически закончена, а сердцу не хватает сил для самостоятельной работы, хирург прямо в операционной может наладить систему, при которой часть крови из левого желудочка сердца будет сразу попадать в аорту, или из правого желудочка – в сосуды легких. В зависимости от того, какой из желудочков сердца не может в полном объеме выполнять свою функцию. При этом появится возможность завершить искусственное кровообращение и отвезти пациента в реанимацию. Когда состояние пациента стабилизируется и сердце сможет работать самостоятельно – а это может занять несколько дней, – хирурги отключат систему.

Искусственный желудочек или механическое сердце

Главное отличие этого приспособления в том, что человек может жить с ним не несколько дней, а несколько лет. По сути, это и есть то самое механическое сердце, способное и днем, и ночью оказывать собственному сердцу немалую помощь, а в ряде случаев практически выполнять его работу. Если сначала искусственный желудочек был разработан для того, чтобы дать пациенту возможность дожить до трансплантации сердца, впоследствии хорошие отдаленные результаты позволили пересаживать механическое сердце навсегда. Это особенно важно для пациентов, которые имеют те или иные противопоказания к трансплантации.

Что же собой представляет механическое сердце? По сути, то же самое, что и сердце натуральное, – то есть насос. Только так называемого осевого типа. Умная конструкция дает возможность максимально увеличить производительность, при этом лучше других сберегая клетки крови, ведь случайное разрушение эритроцитов и лейкоцитов – одна из основных опасностей применения механического сердца. Насос с помощью двух полых трубок соединяется с левым желудочком и аортой. Чтобы кровь не сворачивалась и не разрушались ее форменные элементы, внутренний контур канюль и насоса покрыт специальном веществом, разработкой которого занималась космическая промышленность. После установки механизма и отладки системы часть поступившей в него крови левый желудочек выбрасывает в аорту сам, а часть – насос искусственного сердца.

Минус механического сердца в том, что до сих пор пациент вынужден носить на плече или поясе сумку с батареей и «мозговым центром» насоса. Говорят, что своя ноша не тянет, но, если учесть, что вес сумочки составляет несколько килограммов, становится очевидной потеря мобильности. Тем не менее многие пациенты смогли практически полностью вернуться к активной жизни, водят автомобиль, работают, отдыхают на море. Ведь благодаря помощнику нагрузка на сердце падает более чем в два раза, и симптомы сердечной недостаточности значительно уменьшаются.

Рассказывая об искусственном сердце, вспоминаю свою стажировку в университетской клинике немецкого города Йена. Там расположено отделение, специализирующееся в том числе и на имплантации искусственных сердец людям, ожидающим пересадки. Последние 10 лет это новая системе «HERZ 2», пришедшая на смену устаревшей «HERZ 1».

– Вообще с внедрением «HERZ 2» у нас наметилась странная тенденция, – рассказывала мне доктор Мария, курирующая этих больных. – Люди начали отказываться от пересадки. Если с первым искусственным сердцем приходилось постоянно носить с собой системный блок размером с большой транзисторный радиоприемник, то с новым – лишь маленькую коробочку, больше напоминающую портмоне. Но люди привыкают так жить и уже не хотят рисковать, не хотят идти на большую операцию.

Сегодня под наблюдением доктора Марии более 100 пациентов с искусственным сердцем, несколько десятков из них перешагнули 10-летний рубеж после имплантации и абсолютно довольны своим качеством жизни. Единственный минус – стоит им подхватить гайморит или пневмонию, как из любого конца Германии их тут же переводят в родную клинику.

– Мы ничего не понимаем в ваших биороботах, а вдруг своим лечением что-нибудь важное нарушим, лечите их сами, – дословно пересказывала мне типичный звонок из какого-нибудь баварского госпиталя доктор Мария.

Немало таких пациентов и в отечественном Институте трансплантологии и искусственных органов, детище великого академика Шумакова, где применяется искусственное сердце отечественной разработки и, как говорят мне коллеги из института, тоже наметилась подобная тенденция. В воздухе уже витает – осталось чуть-чуть, и скоро какой-нибудь «HERZ 3» вообще не будет иметь наружного блока. Все будет спрятано под кожей, и тогда вопрос о пересадке чужого сердца отпадет сам собой.

А пока разработка искусственного сердца параллельно пошла по еще одной, очень живописной дороге. Не исключено, что сердечный имплант будущего будет не из пластика и силикона, а выращен из стволовых клеток собственного организма. Да что там выращен – напечатан на биологическом принтере. Новые горизонты в пересадке органов открывает тканевая инженерия – наука на стыке генетики, анатомии, физиологии и механики.

Возможность использовать собственные стволовые клетки человека для выращивания необходимых ему органов разом убивает двух зайцев. Во-первых, решает проблему отторжения трансплантата и необходимой постоянной иммуносупрессии. Во-вторых, в отличие от механических сердец абсолютно не повышает риск инфекционных осложнений и тромбообразования. Первым этапом в выращивании биологического искусственного сердца стала возможность получать из стволовых клеток кардиомиоциты. Эту технологию получилось освоить более 15 лет назад.

Сегодня уже сделан и следующий шаг для полноценного производства органов – разработана методика «укладки» дифференцирующихся стволовых клеток в трехмерную структуру, полностью повторяющую границы создаваемого органа. Речь идет о так называемых биологических принтерах, успешно «напечатавших» фрагменты мочевого пузыря, почки и некоторых других органов. Сначала в виде каркаса ученые использовали выщелоченные (обесклеченные) трупные органы, затем предпочли применять в качестве основы специальный гидрогель. При этом на каркас из геля напыляются стволовые клетки, а затем по аналогии с рассасывающимся шовным материалом каркас растворяется. Но в последнее время и вовсе используют так называемый 3D-биопринтер, которому не нужен каркас органа. Создается трехмерная модель органа, которая конвертируется в CAD-файл для биопринтера, последний печатает не чернилами, а клетками и точно знает, в какую точку пространства положит соответствующую ему клетку.

Ученые уверены, что в ближайшие 30 лет с помощью 3D-биопринтера будут «напечатаны» и пересажены все основные органы человека. Хотя на сегодняшний день ни один орган, напечатанный на 3D-биопринтере, еще не был имплантирован Homo Sapiens. Зато есть более десяти разных случаев успешной пересадки таких органов животным. А вот органы, полученные без технологии биопронтинга, уже были успешно пересажены. Так, ученым уже удалось вырастить из стволовых клеток пациента мочевой пузырь и трахею, которые были удачно имплантированы самим же донорам клеток.

Осенью 2006 года ученые из университета Цюриха впервые в мире вырастили сердечные клапаны из стволовых клеток околоплодных вод беременной. Такой подход позволит пересаживать новый клапан ребенку после рождения, если он страдает врожденным пороком сердца. Весной 2007 года группе британских ученых под руководством Магди Якуба удалось вырастить из стволовых клеток фрагмент соединительной ткани сердца. А в 2013 году японские ученые из Киотского университета вырастили из стволовых клеток настоящий бьющийся миокард. Мало того что он был полностью идентичен натуральному, но еще и сокращался с частотой 50–70 ударов в минуту.