Карагандинский  Государственный  Медицинский Университет 
 
 

Кафедра медицинской биофизики  и информатики 
 
 
 
 
 
 
 

СРС

Тема: искусственные органы 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент 1 курса ОМФ

146 группы Цой В.  М.

Проверил: преподаватель 

Шайхин  А. М. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Караганда 2010

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

Искусственное сердце и кардиостимуляторы. 4

Искусственная почка и гемодиализ 6

Искусственное легкое или оксигенатор 10

Разработки искусственной печени 14

Заключение 15

Список использованной литературы 17

 

ВВЕДЕНИЕ

    Современная медицина предлагает уникальные методики восстановления и полной замены отдельных  органов человеческого тела. Ниже приведем наиболее популярные технологии восстановления функций жизнедеятельности  человека.

    Восстановление  отдельных частей мозга. Мозговые протезы  — очень сложная, однако выполнимая задача. Уже сегодня возможно внедрение  в человеческий мозг специального чипа, который будет отвечать за кратковременную  память и пространственные ощущения. Такой чип станет незаменимым  элементом для индивидуумов, страждущих на нейродегенеративные недуги. Мозговые протезы пока еще только тестируются, однако результаты исследований показывают, что человечество имеет все шансы  на замену частей мозга в будущем.

    Замена  конечностей. Протезирование конечностей  совершенно не новая технология, однако её развитие шагнуло далеко за пределы  привычных возможностей. Ученые утверждают, что сегодня человеку доступны протезы, которыми можно управлять не силовым, а ментальным воздействием. Так, уникальная «бионическая рука», предложенная американским ученным, подсоединяется непосредственно  к моторным нервам утраченной конечности. Сигналы нервов перемещаются на другую часть человеческого тела, где  и происходить считывание информации электродами протеза. Новые разработки американских ученых предполагают, что  в будущем будет возможно считывание протезом информации о температуре, давлении и вибрации.

    Искусственное колено. Коленные протезы применяются  в медицинской практике достаточно давно. Такие коленные протезы предварительно запрограммированы на определенные функции движения, поэтому не учитывают  индивидуальных особенностей походки  и строения тела человека. Новые  коленные протезы RHEO позволяют достигнуть невероятных результатов, так как  считывание необходимой информации происходит в момент движения человека.

    Новые клетки. Клетки крови являются основным «транспортным средством» для питательных  веществ в пределах организма. Кроме  того, лекарственные препараты также  доставляются к определенным участкам тела посредством кровяных тел. Тем  не менее, бывают ситуации, когда самые  современные препараты и уколы  не могут оказать необходимого воздействия. В этом случае используются искусственные  клетки, которые способны передвигаться  в организме человека с таким  же удобством, как и белые клетки крови. Сделано это «чудо» из специального полимера и способно доставить лекарство  в заранее определенный пункт  назначения. Благодаря искусственным  клеткам человечество получило возможность  более эффективно бороться с отдельными заболеваниями.

    Переносная  почка. Американскими учеными была разработана переносная почка, которая  с легкостью помещается в миниатюрной  сумочке. Такая почка полностью  устраняет необходимость систематического гемодиализа, так как подключена к организму человека 7 дней в неделю и 24 часа в сутки. Вес такой почки равен нескольким килограммам и работает она от аккумуляторных батареек на протяжении 6-8 часов.

    Искусственное зрение. Современная медицина предлагает возможность частичного восстановления зрения для людей, которые совершенно лишены возможности созерцать свет и формы. Основной принцип работы искусственного зрения — запись информации из внешнего мира и последующая её передача через специальные электроды. Проблема данной технологии заключается  в том, что максимальный эффект будет  достигаться с людьми, ранее имевшими зрение — их мозг будет адекватно  реагировать на визуальную информацию.

Искусственное сердце и кардиостимуляторы.

• имплантация искусственного водителя ритма (кардиостимулятора)
• имплантация искусственных клапанов сердца
• имплантация искусственных желудочков
• имплантация искусственного сердца

    В здоровом сердце клетки миокарда реагируют  на импульсы водителя ритма (называемого также пейсмекером) - сокращением предсердий и желудочков. Выполнение сердцем функций по сбору и перекачиванию крови зависит от ритма движения крошечных импульсов, поступающих из верхней камеры сердца в нижнюю. Эти импульсы распространяются по проводящей системе сердца, которая задает необходимую частоту, равномерность и синхронность сокращений предсердий и желудочков в соответствии с потребностями организма. В естественном водителе ритма сердца возникают электрические импульсы, которые проходят через предсердия, заставляя их сокращаться.

    Применение  искусственного водителя ритма показано при серьезных нарушениях ритма сердца:

• Синдром слабости синусового узла (заболевание синусового узла). В этих случаях частота импульсов в синусовом узле значительно снижается и не соответствует потребностям организма.
• Блокада сердца. При этом либо не все импульсы возбуждения синусового узла достигают желудочков сердца, либо они вообще не проходят и предсердия и желудочки сокращаются независимо друг от друга. Блокада сердца может произойти в атриовентрикулярном (предсердно-желудочковом) узле или проводящих тканях.

    Нарушения сердечного ритма могут вызываться различными причинами, включая наследственные дефекты сердца, процесс старения, образование рубцовых изменений  тканей после перенесенного инфаркта миокарда, инфекционные заболевания.

    Кардиостимулятор задает сердцу постоянный и адекватный ритм, заставляя сердечную мышцу ритмично сокращаться. Таким образом, нормализуется циркуляция крови и снабжение организма кислородом и питательными веществами.

    Вся система электрокардиостимулятора состоит из двух частей:

• Импульсного генератора, который собственно и называется электрокардиостимулятор. Импульсный генератор состоит из электронной схемы и батареи, которые помещены в герметичный корпус. Электронная схема проводит исследование активности сердца и генерирует посылаемые к сердцу импульсы, контролируя их синхронизацию.
• Электрода (или двух электродов), который представляет собой специальный спиральный проводник, обладающий достаточной гибкостью, чтобы выдерживать кручение и сгибание, вызываемые движениями тела и сокращениями сердца. Электрод передает сердцу электрический импульс, вырабатываемый импульсным генератором, и несет обратно информацию об активности сердца.

    Одной из важных областей деятельности кардиологии  является хирургия клапанов сердца.

    В настоящее время многие из пороков сердца поддаются хирургическому лечению, что обеспечивает возможность дальнейшей нормальной жизни. Основным методом лечения сердца у людей с приобретенными пороками является операция — митральная комиссуротомия или протезирование клапанов.

    При нарушении работы клапанов сердца - их сужении (т.н. стеноз), сращении или недостаточности существует возможность их замены или реконструкции.

    При замене клапанов применяются современные  механические (искусственные клапаны  сердца) и биологические модели.

    Механические (искусственные клапаны  сердца) очень надежны, служат всю жизнь и не нуждаются в замене, но требуют постоянного приёма специальных медикаментов для понижения свёртываемости крови, без этого будут образовываться тромбы и появляться тяжелейшие осложнения.

    Биологические клапаны (свиные или  сделанные из лошадиного перикарда) со временем могут разрушаться, при этом срок службы этих клапанов сильно зависит от возраста больного и его сопутствующих заболеваний. С возрастом процесс разрушения биологических клапанов сильно замедляется. Решение о том, какой клапан в конкретной ситуации является наилучшим вариантом, принимается индивидуально перед операцией в обязательной беседе между хирургом и больным.

    Применение  метода дилятации фиброзных колец клапанов, когда это возможно, позволяет устранить недостаточность митрального и трикуспидального клапанов сердца и сохранить естественный клапан сердца пациента.

    Искусственное сердце или искусственные желудочки применяются у больных в терминальной стадии сердечной недостаточности для спасения их жизни и поддержки кровообращения до того момента, когда найдется подходящей для пересадки сердца донорский орган. У некоторых больных с противопоказаниями для пересадки сердца (возраст, сопутствующие заболевания и т.д.) искусственное сердце может быть имплантировано как окончательный вариант.

    Отечественные ученые и конструкторы разработали  ряд моделей под общим названием  «Поиск». Это четырехкамерный протез сердца с желудочками мешотчатого  типа, предназначенный для имплантации  в ортотопическую позицию.

    В модели различают левую и правую половины, каждая из которых состоит  из искусственного желудочка и искусственного предсердия. Составными элементами искусственного желудочка являются: корпус, рабочая  камера, входной и выходной клапаны. Корпус желудочка изготавливается  из силиконовой резины методом наслоения. Матрица погружается в жидкий полимер, вынимается и высушивается — и так раз за разом, пока на поверхности матрицы не создается  многослойная плоть сердца. Рабочая  камера по форме аналогична корпусу. Ее изготавливали из латексной резины, а потом из силикона. Конструктивной особенностью рабочей камеры является различная толщина стенок, в которых  различают активные и пассивные  участки. Конструкция рассчитана таким  образом, что даже при полном напряжении активных участков противоположные  стенки рабочей поверхности камеры не соприкасаются между собой, чем  устраняется травма форменных элементов  крови.

    Российский  конструктор Александр Дробышев, несмотря на все трудности, продолжает создавать новые современные  конструкции «Поиска», которые будут  значительно дешевле зарубежных образцов.

    Одна  из лучших на сегодня зарубежных систем «Искусственное сердце» «Новакор»  стоит 400 тысяч долларов. С ней  можно целый год дома ждать  операции. В кейсе-чемоданчике «Новакора» находятся два пластмассовых  желудочка. На отдельной тележке  наружный сервис компьютер управления, монитор контроля, который остается в клинике на глазах у врачей. Дома, с больным блок питания, аккумуляторные батареи, которые сменяются и  подзаряжаются от сети. Задача больного — следить за зеленым индикатором  ламп, показывающих заряд аккумуляторов.

Искусственная почка и гемодиализ

    Каждый  из нас хоть раз в своей жизни  слышал слова «искусственная почка» или «гемодиализ». И многие из нас  не имеют никакого представления  о том, что из себя представляют эти  понятия. Я постараюсь объяснить  вам всю серьезность этих слов и рассказать вам что они из себя представляют.

    В 1925 году Дж. Хаас провел первый диализ у человека, а в 1928 году он же использовал  гепарин, поскольку длительное применение гирудина было связано с токсическими эффектами, да и само его воздействие  на свертывание крови было нестабильным. Впервые же гепарин был применен для диализа в 1926 году в эксперименте X. Нехельсом и Р. Лимом.

    Поскольку перечисленные выше материалы оказывались  малопригодными в качестве основы для  создания полупроницаемых мембран, продолжался поиск других материалов. И в 1938 году впервые для гемодиализа  был применен целлофан, который в  последующие годы длительное время  оставался основным сырьем для производства полупроницаемых мембран.