Штучна печінка - не зовсім вірна назва. Оскільки відтворити цей орган сучасна наука поки ще не може. Печінка для цього влаштована занадто складно і виконує величезне число функцій. Наприклад, основна функція нирок - виділення зайвої води і речовин з організму. Саме функцію видалення токсичних речовин виконує штучна нирка. Штучне серце виконує цю функцію насосом, що нагнітає кров до всіх органів. Печінка виконує більше ста функцій. Створити прилад, який виконує стільки функцій, практично нереально. Однак пристрої існують, виробляються в декількох країнах і вже допомогли багатьом людям. Розберемося, що роблять апарати штучної печінки, чим вони відрізняються один від одного.
Печінкова недостатність
Основна патологія печінки, з якою стикаються лікарі всього світу, - недостатність. Головними причинами виступають вірусні ураження - гепатит В і С, алкогольна інтоксикація, також викликати патологію може тривале застосування ліків, в основному парацетамолу, і отруєння токсинами. Недостатність печінки - стан, коли орган не може підтримувати сталість внутрішнього середовища і метаболізм речовин.
Складність лікування полягає в тому, що всі заходи, які лікар може провести (усунення порушень згортання крові, гіпоксії, нормалізація водно-сольового балансу та кислотно-лужного стану), не покращує стану хворого. Основою перебігу хвороби є накопичення токсичних речовин, різних за хімічним складом, розчинності та органам-мішеням. Всі ці речовини не потрапляють періодично в організм, а є продуктами життєдіяльності самого організму. Це означає, що токсини безперервно накопичуються, і для підтримки життя хворого необхідно постійно їх видаляти.
Сучасні способи лікування печінкової недостатності
Єдиним радикальним способом усунення печінкової недостатності є пересадка печінки. Однак навіть у Європі щорічно гине близько 15 тис. осіб, не дочекавшись цієї операції: кількість донорів і реципієнтів печінки абсолютно різна.
В основі перебігу печінкової недостатності лежить загибель клітин печінки (гепатоцитів) під дією пошкоджувальних факторів (вірусів, ліків тощо). Поява клінічних ознак недостатності печінки говорить про те, що не функціонує вже 80% гепатоцитів. Клітини печінки добре відновлюються, але для цього з них потрібно тимчасово зняти навантаження і взяти на себе їхні функції. Тобто основне завдання лікування хворих - створення умов для регенерації гепатоцитів. Для цього в сучасній медицині застосовується кілька екстракорпоральних (тобто "поза тілом") методів лікування. Ці методи можна розділити на дві групи: біологічні та небіологічні.
Біологічні методи підтримки функції печінки
Передбачають використання живих гепатоцитів, узятих від тварин, стовбурових або ракових клітин. Пристрої переробляють такі токсичні продукти життєдіяльності, як аміак, жовчні кислоти, білірубін. На клітинному принципі створено кілька систем підтримки печінки: "допоміжна печінка" Н. Ю. Корухова, "допоміжна штучна печінка", "біоскусственная підтримуюча система печінки" та інші біологічні системи.
Апарати являють собою порожні трубки з гепатоцитами, через які проходить кров або плазма пацієнта. Кров за час проходження трубкою контактує з гепатоцитами, які знешкоджують її. Потім очищена кров повертається в організм людини.
Джерело клітин - найбільш обговорювана тема. Найперспективніші варіанти:
- клітини печінки, взяті від живих свиней, мають коротку тривалість життя;
- стовбурові клітини, взяті у плода людини, викликають етичні питання;
- ракові клітини - перспективний варіант.
Перевагою біологічних систем штучної печінки є те, що вони не тільки знешкоджують токсини, а й виконують інші функції печінки: беруть участь у метаболізмі, синтезують низку речовин, депонують кров, беруть участь в антибактеріальному захисті. Недоліки використання живих клітин полягають у складності роботи з ними і, відповідно, високій ціні систем, в необхідності включати в пристрій додаткові прилади для забезпечення клітин киснем.
Зараз у декількох країнах використовують пристрій штучної печінки, що працює на основі ракових клітин і розроблений у США, - ELAD.
Небіологічні методи підтримки функції печінки
Передбачають використання методів на основі адсорбції і фільтрації, що заміщають знешкоджувальну функцію печінки. Сюди ставляться:
- гемодіаліз;
- гемофільтрація;
- гемосорбція;
- плазмообмін;
- молекулярна адсорбуюча рециркулююча система ("" МАРС ");
- сепарація і адсорбція фракціонованої плазми ("" Прометеус ").
Ці методи мають свої недоліки: перші три способи заміщення функції печінки знижують концентрацію окремих токсинів у крові, проте загалом не забезпечують виживання пацієнтів. Більш ефективним виявляється палазмообмін, але він вимагає великої кількості донорської плазми, що призводить до ризику інфікування вірусами, в тому числі імунодефіциту і гепатитів. Крім того, незначно знижує смертність. Варто зазначити, що перші чотири методи мають багато негативних ефектів на організм хворого.
Передумови створення "" МАРСу "і" Прометеусу "
Головною причиною смертності пацієнтів з печінковою недостатністю є інтоксикація хворого продуктами життєдіяльності, що викликає жовтяницю, печінкову енцефалопатію (пошкодження головного мозку), гепаторенальний синдром (одночасне ураження печінки і нирок), порушення гемодинаміки і в багатьох випадках недостатність роботи багатьох органів і Летальність при гострій печінковій недостатності досягає 90%.
Токсичні продукти можна розділити на дві групи:
- водорозчинні - аміак, тирозин, фенілаланин;
- водонерастворимі, зазвичай пов 'язані з альбуміном: білірубін, жовчні кислоти, жирні кислоти, ароматичні сполуки.
Причому печінка синтезує переважно речовини другої групи.
Існуючі методи екстракорпоральної підтримки роботи печінки - гемодіаліз, плазмообмін, гемофільтрація і гемосорбція - дозволяють видаляти з крові тільки переважно водорозчинні речовини. У крові, таким чином, залишаються водонерастворимі токсичні речовини, пов 'язані з альбумінами.
Розвиток сучасної медицини дозволяє об 'єднати застосовувані екстракорпоральні методи терапії і створити штучну печінку нового покоління. Саме ці системи підтримки життя і застосовують зараз у багатьох країнах.
Система Prometheus
У 1999 році в Німеччині була розроблена система штучної печінки, названа Prometheus. Принцип її роботи заснований на поєднанні двох способів екстракорпорального лікування:
- гемадсорбція - поділ плазми крові на окремі фракції (сепарація) і адсорбція токсинів на альбуміновій фракції;
- гемодіаліз - очищення крові фільтром.
Сепарація йде за допомогою фільтра, проникного для альбуміну, що має малі розміри і не пропускає клітини і великі молекули. Далі відокремлений від крові альбумін з токсинами проходить через систему адсорбентів, де ці токсини залишаються, а сам альбумін повертається в кров хворого. Таким чином, водорозчинні речовини видаляються гемодіалізом, пов 'язані з альбуміном - гемадсорбцією. Так, система штучної печінки "" Прометеус "" підтримує знешкоджувальну функцію органу, полегшуючи тим самим регенерацію гепатоцитів.
Апарати "Прометеус" "застосовують у багатьох країнах, у тому числі і в Росії. Наприклад, його використовують у Центрі хірургії МОЗ Росії.
Система Mars
Штучна печінка "" МАРС "", розроблена в 90-х роках у Німеччині, як і "Прометеус" "поєднує сорбцію і діаліз. Але методика очищення інша. Кров пацієнта потрапляє на мембрану, проникну тільки для дрібних молекул токсинів. Вони проходять крізь мембрану і зв 'язуються з донорським альбуміном. Очищена кров повертається в організм пацієнта. Альбумін, пов 'язаний з токсинами, очищається, проходячи через комплекс адсорбентів, і повертається в систему. Таким чином, відмінність і головна перевага штучної печінки Mars в тому, що альбумін може багаторазово використовуватися.
"" МАРС "" успішно застосовується в Росії з 2002 року. Апарати штучної печінки в Москві є в декількох клініках, наприклад в Науковому центрі серцево-судинної хірургії ім. Бакульова є і "" Прометеус "", і "МАРС" ".
Незважаючи на постійні пошуки нових методик створення апаратів штучної печінки, деякі з них вже довели ефективність роботи і успішно застосовуються в багатьох країнах, у тому числі і в Росії.