Mākslīgās aknas nav īsti īstais nosaukums. Tā kā mūsdienu zinātne vēl nevar atjaunot šo orgānu. Aknas tam ir pārāk sarežģītas un veic milzīgu skaitu funkciju. Piemēram, nieru galvenā funkcija ir izvadīt no organisma lieko ūdeni un vielas. Tā ir toksisko vielu izvadīšanas funkcija, ko veic mākslīgā niere. Mākslīgā sirds veic šo funkciju, sūknējot asinis uz visiem orgāniem. Aknas veic vairāk nekā simts funkcijas. Ir gandrīz neiespējami izveidot ierīci, kas pilda tik daudz funkciju. Tomēr ierīces pastāv, tiek ražotas vairākās valstīs un jau ir palīdzējušas daudziem cilvēkiem. Izdomāsim, ko dara mākslīgie aknu aparāti, kā tie atšķiras viens no otra.
Aknu mazspēja
Galvenā aknu patoloģija, ar ko saskaras ārsti visā pasaulē, ir nepietiekamība. Galvenie cēloņi ir vīrusu bojājumi - B un C hepatīts, alkohola intoksikācija un ilgstoša narkotiku, galvenokārt paracetamola, lietošana un saindēšanās ar toksīniem var izraisīt arī patoloģiju. Aknu mazspēja ir stāvoklis, kad orgāns nevar uzturēt pastāvīgu iekšējo vidi un vielu metabolismu.
Ārstēšanas sarežģītība slēpjas apstāklī, ka visi pasākumi, ko ārsts var veikt (asinsreces traucējumu novēršana, hipoksija, ūdens-sāļu līdzsvara un skābju-bāzes stāvokļa normalizēšana) neuzlabo pacienta stāvokli. stāvokli. Slimības gaitas pamatā ir toksisku vielu uzkrāšanās, kas atšķiras pēc ķīmiskā sastāva, šķīdības un mērķa orgāniem. Visas šīs vielas periodiski nenokļūst organismā, bet ir paša organisma atkritumi. Tas nozīmē, ka toksīni pastāvīgi uzkrājas, un, lai pacients būtu dzīvs, tie ir pastāvīgi jāizņem.
Mūsdienu aknu mazspējas ārstēšanas metodes
Vienīgais radikālais veids, kā novērst aknu mazspēju, ir aknu transplantācija. Tomēr pat Eiropā katru gadu, nesagaidot šo operāciju, mirst aptuveni 15 tūkstoši cilvēku: aknu donoru un saņēmēju skaits ir pilnīgi atšķirīgs.
Aknu mazspējas gaitas pamatā ir aknu šūnu (hepatocītu) nāve kaitīgu faktoru (vīrusu, medikamentu u.c.) ietekmē. Aknu mazspējas klīnisko pazīmju parādīšanās liecina, ka 80% hepatocītu vairs nefunkcionē. Aknu šūnas labi atgūstas, taču šim nolūkam tām uz laiku jānoņem slodze un jāpārņem savas funkcijas. Tas ir, galvenais pacientu ārstēšanas uzdevums ir radīt apstākļus hepatocītu atjaunošanai. Šim nolūkam mūsdienumedicīna izmanto vairākas ekstrakorporālas (tas ir, "ārpus ķermeņa") ārstēšanas metodes. Šīs metodes var iedalīt divās grupās: bioloģiskās un nebioloģiskās.
Bioloģiskās metodes aknu darbības uzturēšanai
Tas nozīmē, ka tiek izmantoti dzīvi hepatocīti, kas ņemti no dzīvniekiem, cilmes vai vēža šūnām. Ierīces apstrādā tādus toksiskus atkritumu produktus kā amonjaks, žultsskābes, bilirubīns. Pēc šūnu principa ir izveidotas vairākas aknu atbalsta sistēmas: N. Ju. Koruhova "palīgaknas", "mākslīgās palīgaknas", "biomākslīgā aknu atbalsta sistēma" un citas bioloģiskās sistēmas.
Aparāti ir dobas caurules ar hepatocītiem, caur kurām iziet pacienta asinis vai plazma. Asinis, izejot cauri caurulei, nonāk saskarē ar hepatocītiem, kas padara tās nekaitīgas. Pēc tam attīrītās asinis tiek atgrieztas cilvēka ķermenī.
Šūnu avots ir visvairāk apspriestā tēma. Daudzsološākās iespējas:
- aknu šūnām, kas ņemtas no dzīvām cūkām, ir īss mūžs;
- cilvēka augļa cilmes šūnas rada ētiskus jautājumus;
- vēža šūnas ir daudzsološs risinājums.
Mākslīgo aknu bioloģisko sistēmu priekšrocība ir tā, ka tās ne tikai neitralizē toksīnus, bet arī veic citas aknu funkcijas: piedalās vielmaiņā, sintezē virkni vielu, nogulda asinis, piedalās antibakteriālajā aizsardzībā. Dzīvu šūnu izmantošanas trūkumiir darba sarežģītība ar tiem un attiecīgi sistēmu augstā cena, nepieciešamība ierīcē iekļaut papildu ierīces, lai nodrošinātu šūnas ar skābekli.
Pašlaik ASV izstrādāta uz vēža šūnām balstīta mākslīgā aknu ierīce ELAD tiek izmantota vairākās valstīs.
Nebioloģiskas metodes aknu darbības atbalstam
Nozīmē tādu metožu izmantošanu, kuru pamatā ir adsorbcija un filtrēšana, aizstājot aknu neitralizējošās funkcijas. Tie ietver:
- hemodialīze;
- hemofiltrācija;
- hemosorbcija;
- plazmas apmaiņa;
- molekulārā adsorbenta recirkulācijas sistēma ("MARS");
- frakcionētas plazmas atdalīšana un adsorbcija ("Prometejs").
Šīm metodēm ir savi trūkumi: pirmās trīs aknu funkcijas aizvietošanas metodes samazina noteiktu toksīnu koncentrāciju asinīs, bet kopumā nenodrošina pacientu izdzīvošanu. Palazmoobmen ir efektīvāks, taču tam nepieciešams liels daudzums donoru plazmas, kas rada risku inficēties ar vīrusiem, tostarp imūndeficītu un hepatītu. Tas arī nedaudz samazina mirstību. Ir vērts atzīmēt, ka pirmajām četrām metodēm ir daudz negatīvas ietekmes uz pacienta ķermeni.
Priekšnoteikumi "MARS" un "Prometeja" izveidei
Galvenais nāves cēlonis pacientiem ar aknu mazspēju ir pacienta intoksikācija ar atkritumvielām, izraisot dzelti,aknu encefalopātija (smadzeņu bojājums), hepatorenālais sindroms (vienlaicīga aknu un nieru bojājums), hemodinamikas traucējumi un daudzos gadījumos daudzu orgānu un sistēmu mazspēja. Mirstība akūtas aknu mazspējas gadījumā sasniedz 90%.
Toksisku pārtiku var iedalīt divās grupās:
- ūdenī šķīstošs - amonjaks, tirozīns, fenilalanīns;
- Ūdenī nešķīstošs, parasti saistīts ar albumīnu: bilirubīnu, žultsskābēm, taukskābēm, aromātiskiem savienojumiem.
Turklāt aknas sintezē galvenokārt otrās grupas vielas.
Esošās aknu ekstrakorporālās atbalsta metodes – hemodialīze, plazmas apmaiņa, hemofiltrācija un hemosorbcija – ļauj no asinīm izvadīt tikai pārsvarā ūdenī šķīstošas vielas. Tādējādi ūdenī nešķīstošās toksiskās vielas, kas saistītas ar albumīnu, paliek asinīs.
Mūsdienu medicīnas attīstība dod iespēju apvienot pielietotās ekstrakorporālās terapijas metodes un radīt jaunas paaudzes mākslīgās aknas. Tieši šīs dzīvības uzturēšanas sistēmas tagad tiek izmantotas daudzās valstīs.
Prometheus System
1999. gadā Vācijā tika izstrādāta mākslīgā aknu sistēma ar nosaukumu Prometejs. Tās darbības princips ir balstīts uz divu ekstrakorporālās ārstēšanas metožu kombināciju:
- hemadsorbcija - asins plazmas atdalīšana atsevišķās frakcijās (atdalīšana) un toksīnu adsorbcija uz albumīna frakcijas;
- hemodialīze - asiņu attīrīšana ar filtru.
Atdalīšana tiek veikta, izmantojot filtru, kas ir caurlaidīgs albumīnam, kas ir mazs izmērs un neļauj šūnām un lielām molekulām iziet cauri. Tālāk albumīns ar toksīniem, kas atdalīti no asinīm, iziet cauri adsorbentu sistēmai, kur šie toksīni paliek, un pats albumīns atgriežas pacienta asinīs. Tādējādi ūdenī šķīstošās vielas tiek izvadītas ar hemodialīzi, kas saistīta ar albumīnu - hemadsorbciju. Tādējādi "Prometeja" mākslīgā aknu sistēma atbalsta orgāna neitralizējošu funkciju, tādējādi veicinot hepatocītu atjaunošanos.
Prometheus ierīces tiek izmantotas daudzās valstīs, tostarp Krievijā. Piemēram, to izmanto Krievijas Veselības ministrijas Ķirurģijas centrā.
Marsa sistēma
Mākslīgās aknas "MARS", kas izstrādātas 90. gados Vācijā, tāpat kā "Prometheus" apvieno sorbciju un dialīzi. Bet tīrīšanas metode ir atšķirīga. Pacienta asinis iekļūst membrānā, kas ir caurlaidīga tikai mazām toksīnu molekulām. Tie iziet cauri membrānai un saistās ar donora albumīnu. Attīrītās asinis tiek atgrieztas pacienta ķermenī. Albumīns, kas saistīts ar toksīniem, tiek attīrīts, izejot cauri adsorbenta kompleksam, un tiek atgriezts sistēmā. Tādējādi Marsa mākslīgo aknu atšķirība un galvenā priekšrocība ir tā, ka albumīnu var izmantot atkārtoti.
"MARS" Krievijā veiksmīgi tiek izmantots kopš 2002. gada. Mākslīgās aknu ierīces Maskavā ir vairākās klīnikās, piemēram, Sirds un asinsvadu ķirurģijas zinātniskajā centrā.viņiem. Bakuļevam ir gan Prometejs, gan MARS.
Neskatoties uz nepārtrauktu jaunu metožu meklēšanu mākslīgo aknu ierīču radīšanai, dažas no tām jau ir pierādījušas savu efektivitāti un tiek veiksmīgi izmantotas daudzās valstīs, tostarp Krievijā.
