Sulla strada per creare un cuore artificiale. Gli scienziati hanno creato un cuore artificiale

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Se il cuore o qualsiasi parte di esso non può svolgere la sua funzione, il paziente è minacciato di morte. Solo la sostituzione di un cuore malato può salvarlo. Questa sostituzione può essere effettuata in due modi. Il primo è il trapianto di un cuore donatore (trapianto), il secondo è l'impianto di una protesi (cuore artificiale). Per diversi decenni, scienziati di vari paesi hanno cercato di creare un cuore artificiale che possa funzionare normalmente. Tuttavia, questo non è stato fatto finora. Tutti i modelli creati sono estremamente complessi e di dimensioni troppo grandi. Pertanto, la parte principale della protesi (pompa) si trova più spesso al di fuori del corpo umano. Anche il problema della nutrizione della protesi non è stato risolto. Il paziente è tenuto a portare sempre con sé batterie cariche. Per questi motivi, una protesi cardiaca artificiale viene utilizzata solo temporaneamente, ad esempio in preparazione al trapianto in attesa di un campione di donatore. Tuttavia, i test e lo sviluppo della protesi dell'organo principale del corpo umano sono costantemente in corso.

Tipi di impianti cardiaci

I tipi di impianti cardiaci differiscono nella funzione: sostituzione di soli due ventricoli del cuore con una protesi e sostituzione con una protesi del cuore. Se la protesi sostituisce solo la funzione dei due ventricoli del cuore, rimangono gli atri, il tronco polmonare e le valvole aortiche del paziente. I ventricoli vengono rimossi contemporaneamente alle valvole che impediscono al sangue di ritornare negli atri. Al loro posto vengono impiantati quelli artificiali, creati a forma di ventricoli cardiaci.

Negli ultimi anni le protesi sono state migliorate per sostituire tutte le funzioni del cuore. Gli scienziati stanno cercando di creare una protesi che svolga al meglio non solo la funzione del cuore, ma corrisponda anche alla sua struttura anatomica. Questo è particolarmente importante perché c'è tanto spazio nel torace per un impianto quanto per un cuore naturale. La presenza di una protesi che supera le dimensioni complessive del cuore naturale causerà una compromissione della funzionalità polmonare e renderà difficile l'attaccamento di grandi vasi ad essa.

Fino ad ora non è stato progettato un cuore artificiale che possa essere impiantato per tutta la vita. Pertanto, gli impianti vengono utilizzati solo temporaneamente, fino a quando non viene selezionato un organo donatore. Nel 1982 a un paziente americano fu impiantato un cuore artificiale, con un sistema di sonde attaccate a un piccolo compressore accanto al letto. La protesi pompava aria compressa, la sua funzione di pompaggio era simile a quella di un cuore naturale. Il paziente ha vissuto con questa protesi per 4 mesi.

Durante le operazioni cardiache, il paziente è collegato a un complesso sistema di supporto vitale artificiale, i cui componenti sono tutti al di fuori del corpo umano.

È pericoloso impiantare un cuore artificiale?

Dopo l'intervento chirurgico, ci sono molte complicazioni associate alla coagulazione del sangue. Soprattutto alla giunzione dell'impianto e dei vasi sanguigni naturali, si formano rapidamente pericolosi coaguli di sangue, se vengono separati, può verificarsi un'embolia dei polmoni, dei vasi cerebrali e di altri organi o sistemi. Inoltre, alla giunzione, è possibile la formazione di crepe o rotture delle pareti dei vasi sanguigni, che sono le cause di gravi emorragie interne. Pertanto, l'operazione per impiantare un cuore artificiale è piuttosto pericolosa. Viene eseguito solo se non ci sono altri modi per mantenere in vita il paziente fino al trapianto del cuore del donatore.

Speriamo che un giorno gli scienziati siano in grado di inventare un cuore artificiale perfetto. Inoltre, negli ultimi anni, mini-macchine e dispositivi efficienti, ad alta velocità, potenti e allo stesso tempo compatti vengono costantemente creati nelle industrie della tecnologia dell'informazione, dello spazio e dell'aviazione. La difficoltà sta nel fatto che hai bisogno di una corrente elettrica e di una pompa potente. Di norma, tali sistemi consumano molta energia e le batterie esistenti oggi non soddisfano i requisiti necessari.

Un cuore artificiale è un dispositivo meccanico parzialmente o completamente impiantabile. Quando il cuore del paziente non è in grado di fornire all'organismo una quantità sufficiente di sangue, viene impiantato un dispositivo che sostituisce temporaneamente o definitivamente la funzione di pompaggio.

Elementi di cuore artificiale

I pazienti con gravi patologie cardiache necessitano dell'impianto del dispositivo. Potrebbe essere

cardiopatia ischemica dopo grave infarto miocardico;
alcune forme di cardiomiopatia dilatativa e altre malattie.

Spesso, un cuore artificiale viene impiantato in pazienti in attesa di un trapianto di organi. È quasi impossibile trovare subito un donatore e il dispositivo fungerà temporaneamente da pompa cardiaca. Non è raro che, dopo un intervento chirurgico a cuore aperto, non sia possibile disconnettere il paziente dal dispositivo. Quindi il cuore artificiale è collegato.

Il più perfetto in termini di prestazioni tecniche può essere definito un cuore artificiale su azionamento pneumatico. I suoi elementi strutturali:

1. Dispositivo di pompaggio impiantabile.

La parte operativa del meccanismo, realizzata in biopolimeri medici. Consiste di due ventricoli artificiali. Ognuno di loro ha una camera del sangue e dell'aria.

2. Polsini con valvole artificiali.

Sono necessari per collegare camere artificiali agli atri, all'aorta e al tronco polmonare.

3. Condotto dell'aria.

Un lungo tubo (da uno e mezzo a due metri) che collega le camere d'aria dei ventricoli con i compressori situati all'esterno del corpo del paziente.

La struttura del cuore artificiale è mostrata nella figura:

1 - aorta; 2 - arteria; 3 - microfiltro del sangue; 4 - pompa arteriosa; 5 - ossigenatore (satura il sangue con l'ossigeno); 6 - vena; 7 e 8 - vena cava inferiore e superiore.

Come funziona un cuore artificiale?

1. L'aria viene fornita alle camere d'aria dei ventricoli.

2. Attraverso una membrana flessibile, entra nella camera del sangue e spinge il sangue nel vaso principale.

3. Si forma un vuoto nella camera d'aria, che fa sì che la membrana venga tirata verso l'interno.

4. Il sangue entra nella camera del sangue dall'atrio.

L'intero processo è controllato dalla spinta del cuore artificiale. Il dispositivo è in grado di mantenere in vita il paziente per diverse settimane. È vero, ci sono prove di un uso più lungo, quando l'aspettativa di vita di una persona dopo il trapianto di un cuore artificiale ha superato i seicento giorni.

Nuovi dispositivi vengono costantemente sviluppati. Il compito degli sviluppatori è rendere il cuore artificiale completamente impiantabile, oltre che in grado di pompare sangue più a lungo. Dopotutto, ci sono pazienti che hanno controindicazioni al trapianto di cuore.

Possibilità della moderna scienza medica

Il termine "cuore artificiale" si riferisce alle protesi dei ventricoli, degli atri o delle valvole cardiache. Un sostituto artificiale del cuore intero non è attualmente ampiamente utilizzato. Molto spesso, al paziente vengono impiantate protesi ventricolari. Fallo nella fase terminale dell'insufficienza cardiaca.

Ma la scienza non si ferma. Esistono già prototipi dell'intero cuore. Il primo intervento chirurgico di impianto di organi noto è stato eseguito nel 2010. Eseguito dal cardiochirurgo Leo Bokeria. Il cuore artificiale funzionava con una batteria pesante che doveva essere ricaricata due volte al giorno. Non molto comodo per una persona. Pertanto, tale protesi è considerata una misura temporanea.

I medici israeliani sono riusciti a sostituire completamente il cuore. L'operazione di trapianto è avvenuta presso il Rabin Medical Center nel 2012. I media hanno riferito che il dispositivo, prodotto da Syncardia, era resistente ai coaguli e pompava quasi nove litri di sangue al minuto.

CUORE ARTIFICIALE- un apparecchio per la completa sostituzione una volta o l'altra della funzione di pompaggio del cuore; è in fase di sviluppo.

Il primo modello di I. s. fu creato dallo scienziato sovietico V. Demikhov nel 1937 e applicato in un esperimento su cani, la Crimea tolse ventricoli di cuore. Consisteva in due pompe gemelle a membrana azionate da un motore elettrico situato all'esterno della cavità toracica. Con l'aiuto di questo dispositivo è stato possibile mantenere la circolazione sanguigna nel corpo del cane per due ore e mezza. Tuttavia, ricerche approfondite su questo problema sono iniziate solo alla fine degli anni '50.

Nel 1966, sotto la guida di B. V. Petrovsky, fu creato il primo laboratorio in URSS presso l'All-Union Research Institute of Clinical and Experimental Surgery. Il problema della creazione di I. s. si sviluppa in due direzioni. Uno di questi è la creazione di I. s. con unità esterna. Il significato pratico del lavoro in questa direzione è dovuto principalmente alla necessità di disporre di un modello di cuore pronto all'uso per situazioni di rianimazione di emergenza, in grado di fornire il flusso sanguigno necessario per la vita del corpo per un breve periodo di tempo (da diverse ore a diversi giorni), dal momento dell'improvvisa cessazione dell'attività del cuore malato * fino al momento della selezione di un trapianto di cuore. Inoltre, creazione E. con un azionamento esterno consente di studiare i materiali per la fabbricazione di un modello di cuore artificiale impiantabile in condizioni sperimentali, di studiarne le modalità operative, nonché l'effetto del dispositivo sul corpo nel suo insieme e sui singoli organi e sistemi. La seconda direzione, incommensurabilmente più complessa, è la creazione e l'uso di un I. s. completamente impiantabile, progettato per fornire al corpo un'adeguata circolazione sanguigna per molti anni.

Modelli di tali dispositivi E. se utilizzati nell'esperimento, consentono anche di testare vari materiali, sistemi di controllo automatico. È in corso la ricerca di fonti speciali e convertitori di energia.

Dagli anni '70. Scienziati medici sovietici in collaborazione con ingegneri hanno creato più di 20 modelli di I. con.

Come risultato di test a lungo termine su supporti idrodinamici, due modelli soddisfano i requisiti tecnici e biomedici. Uno di questi - il modello "a sacco" (Fig. 1) - è realizzato in gomma fluorosilicone. Questo modello si basa su studi topografici del cuore umano e sui requisiti di una "pompa cardiaca". Questi requisiti includono: l'uso di materiali in grado di sopportare carichi ciclici a lungo termine e prevenire la trombosi; creazione di strutture che escludano la formazione di zone stagnanti, aree di maggiore velocità di taglio e tensioni locali; riducendo al minimo l'area delle superfici a contatto ciclico, la cui dimensione determina in gran parte la lesione delle cellule del sangue.

La parete esterna delle camere ventricolari è rigida o semirigida, mentre la parete interna è morbida ed elastica. Ci sono valvole all'ingresso e all'uscita della sacca interna. Quando l'aria o il liquido vengono forniti tra le pareti di un tale ventricolo, il sacco interno viene compresso e il sangue viene espulso da esso.

Quando la pressione tra le sacche si riduce, la sacca interna si espande; la pressione al suo interno diventa inferiore alla pressione davanti alla valvola di ingresso, la valvola si apre e il ventricolo si riempie di sangue.

Modello moderno E. ha ventricoli che forniscono un flusso sanguigno pulsante. Questo modello ha un peso ridotto, corrisponde alla dimensione media del cuore umano ed è conveniente per l'impianto. Il dispositivo è altamente sensibile all'afflusso venoso e ha la capacità di aumentare il numero di cicli di impulsi fino a 140-150 al minuto, il che consente di raggiungere il volume minuto di sangue pompato fino a 14-15 litri.

Un altro modello I. s. (Fig. 2) ha un design "tipo diaframma" in una custodia rigida. Gli atri attivi riducono la pressione del flusso sanguigno pulsante nel letto venoso, riducendo così l'emolisi.

Eiezione sistolica del sangue in questo modello E. e il successivo riempimento dei ventricoli avviene a seguito di un cambiamento nella posizione del diaframma sotto pressione sulla sua superficie di gas o liquido dall'attuatore. Il flusso sanguigno unidirezionale nei ventricoli artificiali è fornito da valvole di ingresso e uscita.

Disegni di valvole per E. estremamente vario. Tutti loro possono essere divisi in tipo di petalo e valvola. Le valvole a petalo sono a uno, due, tre e persino quattro petali. Le valvole a valvola hanno elementi di bloccaggio a forma di disco, cono o emisfero. In alcuni modelli E. con azionamento esterno vengono utilizzate valvole cardiache naturali (fresche o in scatola) di animali (vitelli o maiali), fissate su appositi telai. La superficie della struttura rigida del corpo viene utilizzata per applicare uno strato conduttivo, che funge da rivestimento per il condensatore del sensore capacitivo del volume sanguigno; la seconda piastra del condensatore è il sangue all'interfaccia sangue-diaframma.

Come guida per E. i dispositivi elettromeccanici sono ampiamente utilizzati. In vari modelli e. sono diversi l'uno dall'altro; L'azionamento elettromeccanico più semplice è costituito da motori CC. Gli attuatori posizionati esternamente sono collegati alle camere dell'attuatore mediante tubi di plastica per fornire gas o liquido alle pompe.

Il diametro delle linee attraverso le quali passa il gas dipende dal gas utilizzato nel sistema. Ad esempio, quando si utilizza l'aria, il diametro della linea deve essere di almeno 6-7 mm. Nei casi in cui è necessario fornire energia elettrica, vengono utilizzati fili rivestiti con plastica biologicamente inerte.

In uno dei modelli, un'ampolla di radioisotopi con plutonio-238 posta in un accumulatore di calore viene utilizzata come fonte di energia. Il motore è un motore termico a due pistoni con azionamento indipendente per ciascun ventricolo E. La pompa del sangue è sia uno scambiatore di calore che un sensore primario per il sistema di controllo. Il peso totale del modello è inferiore a 2 kg, il volume è di ca. 1,8 l.

Insieme a domande tecniche sulla creazione E. grandi difficoltà sono presentate dal problema di trovare materiali per la fabbricazione di nodi E. A loro vengono imposti i seguenti requisiti: elevata forza, mancanza di "affaticamento", capacità di mantenere il proprio fisico. proprietà in un corpo umano, possedere biol, inerzia.

Quando si progetta e. Acciai inossidabili, leghe di titanio, materiali polimerici (fluoroplastiche, poliolefine), varie mescole di gomme organosilicio (siliconi), poliuretani, polietersiliconuretani, pirocarburi, materiali con rivestimenti tromboresistenti a base di gel idrofili, complessi polielettrolitici con carica superficiale negativa, ecc. Tuttavia, nonostante ciò, rimane rilevante il problema della prevenzione della trombosi, che si osserva sia nelle cavità del cuore, sia nelle vie di collegamento e nei vasi sanguigni intraorganici. A questo proposito, sono in corso studi sui meccanismi patogenetici della trombosi in condizioni di contatto sanguigno con un'ampia area della superficie polimerica, trauma chirurgico esteso causato da cardiectomia, caratteristiche del bypass cardiopolmonare e trauma delle cellule del sangue. Allo stesso tempo, vi è un significativo rilascio di tromboplastina tissutale e sanguigna nel sangue, che crea uno sfondo ipercoagulabile e contribuisce all'attivazione delle proprietà trombogeniche del sangue.

Inoltre, i fenomeni elettrocinetici giocano un ruolo importante nei processi che avvengono all'interfaccia sangue-polimero. Sono dovuti al fatto che gli elementi formati e le proteine del sangue sono caricati negativamente. Anche il guscio interno immutato del cuore e dei vasi sanguigni porta una carica negativa. La repulsione degli elementi del sangue dalla parete vascolare caricata in modo simile è un fattore importante che impedisce la formazione di trombi. La presenza di un potenziale positivo o nullo sulla superficie del materiale polimerico è apparentemente uno dei motivi che predispongono alla formazione di trombi.

Lyman (D. Lyman, 1972), Adachi (M. Adachi, 1973) hanno notato la particolarità di materiali sintetici come il velluto con un anello non tagliato o con villi molto corti quando usati come materiale plastico nella chirurgia cardiaca: la capacità di trattenere le cellule del sangue. Quando una tale superficie è impregnata di sangue, elementi formati e proteine del sangue si depositano nelle anse di velluto o tra i villi e dopo 40-45 giorni si forma un biolo molto liscio e sottile, il rivestimento, che è estremamente simile nella struttura microscopica all'endotelio. Il periodo di tempo per la formazione di un rivestimento protettivo sulla superficie dei materiali sintetici limita significativamente la possibilità di utilizzare questo metodo per prevenire la trombosi in I. S., poiché durante questo periodo non è esclusa la possibilità di formazione di coaguli di sangue sulla superficie dei materiali polimerici utilizzati.

Un posto importante nello sviluppo di I. con. impegnato nella ricerca idrodinamica. Il loro obiettivo principale è quello di migliorare la geometria delle cavità, per escludere zone stagnanti, flussi turbolenti vorticosi e flussi con grandi gradienti di velocità.

Compito non meno difficile è la creazione del controllo automatico del lavoro di I. Page, che fornisce il flusso sanguigno in base alle esigenze del corpo. È noto che il cuore dell'uomo e degli animali cambia le sue dinamiche in una gamma molto ampia. Quindi, in una persona a riposo, è di 5,5-6,5 litri per 1 minuto. e con un fisico notevole il carico aumenta più volte.

Nel modello di I. con. Il sistema di controllo del "tipo a diaframma" si basa sulle informazioni provenienti da un sensore di volume atriale capacitivo. È in fase di sviluppo un sistema di controllo, in cui la parte rimanente del cuore vivente viene utilizzata come sensore di informazioni: i suoi atri e il nodo del seno, che fungono da sensore multiparametrico nel sistema di controllo. Per formare la frequenza delle contrazioni ventricolari, vengono utilizzati un pacemaker elettrico a onda P e un convertitore di durata della sistole.

Impianto e. non ha ricevuto un cuneo, domanda. I modelli già pronti di I. s., i suoi singoli componenti (ad esempio valvole e azionamenti), prima che inizino a essere studiati in un esperimento sugli animali, vengono esaminati su vari supporti (Fig. 3). Questi supporti sono un modello idraulico del sistema cardiovascolare, ovviamente, con molte ipotesi e semplificazioni. Il liquido, che circola sul cavalletto, si avvicina alla viscosità del sangue nella sua viscosità. Di norma, i flussimetri e una serie di altri dispositivi sono inclusi nel circuito delle installazioni da banco, ad esempio una camera per misurare l'entità del flusso inverso di liquido attraverso le valvole di ingresso e uscita in varie modalità operative dell'I.S. I sensori di pressione introdotti in vari reparti della pagina I. consentono di determinare le fluttuazioni di pressione al suo interno, le cadute di pressione attraverso le valvole e una serie di altri parametri. Su appositi supporti studiano anche la turbolenza dei flussi di fluido che attraversano l'I. con. e le sue valvole, il grado di distruzione del sangue, ecc.

Testato sugli stand del modello I. con. impiantato negli animali (cani, maiali, pecore, ma più spesso vitelli di peso compreso tra 70 e 110 kg). La scelta, ad esempio, dei vitelli è dovuta al fatto che gli elementi formati dal loro sangue nel loro fisico. proprietà sono le più vicine a quelle degli esseri umani. Inoltre, le dimensioni del cuore di un vitello del peso indicato sono approssimativamente uguali alle dimensioni del cuore di un adulto.

Operazione di impianto E. in un esperimento è effettuato sotto un'anestesia endotracheale nelle condizioni di circolazione del sangue artificiale (vedi) o sotto un'ipotermia (vedi. Ipotermia artificiale).

Dopo aver spento il cuore dell'animale dalla circolazione, viene rimosso, lasciando gli atri destro e sinistro. L'aorta e il tronco polmonare si intersecano a livello delle valvole semilunari. Quindi fai l'impianto E. utilizzando cannule o suture vascolari che collegano le rispettive camere. Usando cannule di un padiglione auricolare, un'aorta e un'arteria polmonare E. connettersi con gli atri e i grandi vasi dell'animale. Più perfetta è la tecnica di impianto E. con suture vascolari. La tecnica di questa operazione non differisce sostanzialmente dalla tecnica generalmente accettata del trapianto di cuore ortotopico (vedi). Dopo la connessione E. con un organismo l'aria da tutte le sue cavità viene espulsa fiziol, soluzione; solo dopo la rimozione anche delle più piccole bolle d'aria Y. s. può essere incluso. Non appena I. lavora con. stabilizzato, il torace viene suturato.

Aspettativa di vita di animali da esperimento con E. in media 3-5 giorni. In alcuni esperimenti, si avvicina a 1 mese.

Al lavoro E. vari cambiamenti si sviluppano nei polmoni, nel fegato, nei reni e in altri organi. Questi cambiamenti possono essere sia funzionali che morfologici.

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VI SHUMAKOV

Con un grado estremo di violazione della contrattilità del cuore o durante interventi cardiaci, viene utilizzato un dispositivo meccanico che mantiene temporaneamente un livello sufficiente di parametri vitali.

Tutti i dispositivi per il bypass cardiopolmonare si dividono in ossigenatori (saturano il sangue con l'ossigeno) e cardioprotesi (impiantati nel corpo). Tali dispositivi aiutano a eseguire operazioni a lungo termine sul miocardio aperto o rappresentano una speranza salvavita in attesa di un organo donatore per il trapianto.

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La storia della scoperta di un cuore meccanico

Lo scopritore della possibilità di mantenere il flusso sanguigno attraverso i vasi all'esterno del corpo fu il medico sovietico Demikhov. Ha eseguito un'operazione su un cane nel 1937, installando una pompa al posto del cuore, che era collegata a un motore elettrico. Negli anni '60, gli scienziati americani Kolf e Akutsu hanno creato un cuore di plastica con 4 valvole tricuspidi. Il suo lavoro è stato fornito da un azionamento pneumatico.

Ma il vero successo dell'impianto di un cuore artificiale fu effettuato solo nel 1969 da un chirurgo americano Cooley. Il paziente soffriva di un aneurisma del ventricolo sinistro. Ha subito un'ampia resezione (rimozione) di parte del miocardio, dopodiché è stato impossibile disconnettersi dall'apparato di circolazione extracorporea.

Poiché l'unica possibilità per salvare una vita potrebbe essere che sia stato installato un trapianto meccanico prima che venga eseguito. Ha lavorato per 64 ore, poi è stato trovato e trapiantato un cuore donatore. Sfortunatamente, il paziente è morto di polmonite, avendo vissuto meno di 2 giorni. Ma un tale trapianto in due fasi è la base delle operazioni moderne.

Tutti gli ulteriori tentativi di creare un analogo artificiale del cuore non hanno portato al risultato atteso. I modelli di dispositivi russi possono funzionare fino a 100 giorni, il loro motore esterno è ingombrante, la ricarica dovrebbe avvenire ogni 12 ore.

Il primo dispositivo di questo tipo è stato collegato a un paziente del Bakulev Center nel 2010. Può essere utilizzato per ora come salvataggio temporaneo per i pazienti in attesa di un trapianto di cuore.

Poiché la domanda di un cuore artificiale aumenta ogni anno, c'è un costante miglioramento dei dispositivi e delle scoperte scientifiche in questo settore. Gli ultimi, ma sperimentali, sviluppi includono un cuore stampato in 3D e un cuore cresciuto da cellule staminali.

Esempi di successo dell'installazione di un organo artificiale in diversi paesi

Per molto tempo il cuore meccanico più famoso è stato il modello Jarvik 7, l'aspettativa di vita record di un paziente era di 620 giorni. Questo è quanto ha vissuto U. Schroeder dall'installazione (nel 1985), dimostrando che è possibile sostituire un organo biologico con uno artificiale.

Jarvik 7 modello di cuore artificiale

La versione successiva di un tale dispositivo era Symbion, e attualmente Syncardia è praticamente l'unico modello riuscito di cuori artificiali. Il problema principale con tali dispositivi è il peso del caricabatterie, che doveva essere portato con te o portato in uno zaino sulla schiena.

I pazienti con un tale dispositivo non sono esenti dalla necessità di un trapianto di organi da donatore, ma possono aspettarsi il trapianto non solo in ospedale, come era prima, ma anche caricare la batteria da una normale presa mentre sono a casa. Le sincardie sono state installate in 1600 pazienti, il periodo massimo di lavoro ha superato i 3,5 anni. Pertanto, i pazienti hanno la possibilità di vivere fino al momento in cui viene trovato un donatore idoneo.

Principi di lavoro

La connessione della macchina cuore-polmone dipende dal metodo scelto di intervento chirurgico. Lo schema più comune prevede i seguenti passaggi:

Prelievo di sangue da entrambe le vena cava o dall'atrio destro, ventricolo.
Ingresso all'ossigenatore.
Pompaggio nell'arteria femorale.
Avanzare lungo l'aorta addominale e toracica (contro la direzione abituale).
Il sangue scorre attraverso l'arco aortico nelle arterie coronarie e cerebrali.

La durata della connessione dipende dal tipo di operazione, da alcuni minuti a 4-8 ore. Allo stesso tempo, il medico cerca di mantenere il paziente in perfusione artificiale il meno possibile. Se l'operazione richiede più di un'ora, il sangue viene ulteriormente raffreddato. Ciò riduce la necessità di ossigeno e quindi la velocità del flusso sanguigno. Con interventi particolarmente complessi, l'ipotermia può raggiungere i 15 gradi.

L'effetto della circolazione artificiale sul corpo

Le condizioni emodinamiche percepite dal corpo come stressanti includono:

flusso inverso di sangue nell'aorta,
il livello minimo di pressione nelle cavità del cuore,
distruzione delle cellule del sangue durante il periodo di spostamento lungo autostrade difficili,
arresto del flusso sanguigno polmonare,
accumulo di mediatori del dolore nel sangue,
ipotensione e basse resistenze vascolari.

Un'operazione collegata a una macchina cuore-polmone è come un grave infortunio, perdita di sangue e shock. Per compensare, il corpo ridistribuisce la nutrizione in modo tale da proteggere il cervello e il cuore a scapito di altri organi. Ciò rende difficile ottenere un normale flusso sanguigno anche a tassi di perfusione elevati. Pertanto, i tessuti soffrono di mancanza di ossigeno e acidificazione metabolica del sangue.

Complicazioni dopo

I più difficili per il trattamento successivo sono tali disturbi dopo aver disconnesso il paziente dal dispositivo:

blocco di vasi di organi vitali da embolo, trombo, calcio o gocce di grasso, aria;
ischemia d'organo;
reazione al sangue in scatola;
sanguinamento eccessivo dovuto all'introduzione di eparina o all'attivazione della fibrinolisi.

Per prevenire queste complicazioni durante il periodo di flusso sanguigno extracorporeo, viene effettuato uno studio costante delle condizioni del paziente e dei parametri di laboratorio. I dispositivi moderni sono dotati di sistemi di filtri multistadio.

Un cuore artificiale è un dispositivo attraverso il quale il sangue scorre durante la cardiochirurgia o viene impiantato nel corpo del paziente. Sebbene ci siano esempi di lunga vita con un tale dispositivo, questa installazione è una misura temporanea per i pazienti in attesa di un donatore di cuore.

Valvole o ventricoli protesici possono causare problemi psicologici complessi. Durante l'operazione, la sostituzione delle proprie funzioni dei polmoni e del cuore con l'hardware consente di eseguire le necessarie manipolazioni a cuore aperto.