Umelá pečeň nie je celkom správny názov. Keďže moderná veda ešte nedokáže tento orgán znovu vytvoriť. Pečeň je na to príliš zložitá a vykonáva obrovské množstvo funkcií. Napríklad hlavnou funkciou obličiek je vylučovanie prebytočnej vody a látok z tela. Je to funkcia odstraňovania toxických látok, ktorú vykonáva umelá oblička. Umelé srdce plní túto funkciu pumpovaním krvi do všetkých orgánov. Pečeň vykonáva viac ako sto funkcií. Je takmer nemožné vytvoriť zariadenie, ktoré vykonáva toľko funkcií. Zariadenia však existujú, vyrábajú sa vo viacerých krajinách a pomohli už mnohým ľuďom. Poďme zistiť, čo robia stroje na umelú pečeň, ako sa navzájom líšia.
Zlyhanie pečene
Hlavnou patológiou pečene, ktorej čelia lekári na celom svete, je nedostatočnosť. Hlavnými príčinami sú vírusové lézie - hepatitída B a C, intoxikácia alkoholom, patológiu môže spôsobiť aj dlhodobé užívanie drog, najmä paracetamol, a otravy toxínmi. Zlyhanie pečene je stav, keď orgán nedokáže udržať konštantné vnútorné prostredie a metabolizmus látok.
Komplexnosť liečby spočíva v tom, že všetky opatrenia, ktoré môže lekár urobiť (odstránenie porúch zrážanlivosti krvi, hypoxia, normalizácia vodno-soľnej rovnováhy a acidobázického stavu) nezlepšia stav pacienta. stav. Základom priebehu ochorenia je hromadenie toxických látok, odlišných chemickým zložením, rozpustnosťou a cieľovými orgánmi. Všetky tieto látky sa periodicky nedostávajú do tela, ale sú odpadovými produktmi samotného tela. To znamená, že toxíny sa neustále hromadia a aby pacient zostal nažive, musia sa neustále odstraňovať.
Moderné metódy liečby zlyhania pečene
Jediným radikálnym spôsobom, ako odstrániť zlyhanie pečene, je transplantácia pečene. Avšak aj v Európe každý rok zomrie asi 15 tisíc ľudí bez čakania na túto operáciu: počet darcov a príjemcov pečene je úplne iný.
Priebeh zlyhania pečene je založený na odumieraní pečeňových buniek (hepatocytov) pod vplyvom poškodzujúcich faktorov (vírusy, lieky a pod.). Výskyt klinických príznakov zlyhania pečene naznačuje, že 80 % hepatocytov už nefunguje. Pečeňové bunky sa dobre zotavujú, ale na to potrebujú dočasne odstrániť záťaž a prevziať ich funkcie. To znamená, že hlavnou úlohou liečby pacientov je vytvoriť podmienky na regeneráciu hepatocytov. Na to v modernommedicína využíva niekoľko mimotelových (teda „mimo tela“) liečby. Tieto metódy možno rozdeliť do dvoch skupín: biologické a nebiologické.
Biologické metódy na udržanie funkcie pečene
Naznačovať použitie živých hepatocytov odobratých zo zvierat, kmeňových alebo rakovinových buniek. Zariadenia spracovávajú také toxické odpadové produkty, ako je amoniak, žlčové kyseliny, bilirubín. Na bunkovom princípe bolo vytvorených niekoľko systémov na podporu pečene: „pomocná pečeň“N. Yu. Korukhova, „pomocná umelá pečeň“, „systém na podporu bioumelej pečene“a ďalšie biologické systémy.
Zariadenia sú duté trubice s hepatocytmi, ktorými prechádza krv alebo plazma pacienta. Krv sa počas prechodu trubicou dostáva do kontaktu s hepatocytmi, ktoré ju robia neškodnou. Vyčistená krv sa potom vráti do ľudského tela.
Cell Source je najdiskutovanejšia téma. Najsľubnejšie možnosti:
- pečeňové bunky odobraté zo živých ošípaných majú krátku životnosť;
- ľudské fetálne kmeňové bunky vyvolávajú etické otázky;
- rakovinové bunky sú sľubnou možnosťou.
Výhodou umelých biologických systémov pečene je, že nielen neutralizujú toxíny, ale plnia aj ďalšie funkcie pečene: podieľajú sa na metabolizme, syntetizujú množstvo látok, usadzujú krv, podieľajú sa na antibakteriálnej ochrane. Nevýhody použitia živých bunieksú zložitosť práce s nimi, a teda vysoká cena systémov, potreba zahrnúť do zariadenia ďalšie zariadenia na zásobovanie buniek kyslíkom.
V súčasnosti sa v niekoľkých krajinách používa zariadenie na umelú pečeň s rakovinovými bunkami, ELAD, vyvinuté v USA.
Nebiologické metódy na podporu funkcie pečene
Vyžaduje použitie metód založených na adsorpcii a filtrácii, ktoré nahrádzajú neutralizačnú funkciu pečene. Patria sem:
- hemodialýza;
- hemofiltrácia;
- hemosorbcia;
- výmena plazmy;
- systém recirkulácie molekulárnych adsorbentov („MARS“);
- separácia a adsorpcia frakcionovanej plazmy („Prometheus“).
Tieto metódy majú svoje nevýhody: prvé tri metódy nahradenia funkcie pečene znižujú koncentráciu určitých toxínov v krvi, ale vo všeobecnosti nezabezpečujú prežitie pacientov. Palazmoobmen je účinnejší, ale vyžaduje si veľké množstvo darcovskej plazmy, čo vedie k riziku infekcie vírusmi vrátane imunodeficiencie a hepatitídy. Mierne znižuje aj úmrtnosť. Stojí za zmienku, že prvé štyri metódy majú veľa negatívnych účinkov na telo pacienta.
Predpoklady na vytvorenie „MARS“a „Prometheus“
Hlavnou príčinou úmrtia pacientov so zlyhaním pečene je intoxikácia pacienta odpadovými látkami spôsobujúca žltačku,hepatálna encefalopatia (poškodenie mozgu), hepatorenálny syndróm (súčasné poškodenie pečene a obličiek), hemodynamické poruchy a v mnohých prípadoch zlyhanie mnohých orgánov a systémov. Úmrtnosť pri akútnom zlyhaní pečene dosahuje 90 %.
Toxické potraviny možno rozdeliť do dvoch skupín:
- rozpustný vo vode - amoniak, tyrozín, fenylalanín;
- Vo vode nerozpustné, zvyčajne spojené s albumínom: bilirubín, žlčové kyseliny, mastné kyseliny, aromatické zlúčeniny.
Pečeň navyše syntetizuje najmä látky druhej skupiny.
Existujúce metódy mimotelovej podpory pečene – hemodialýza, výmena plazmy, hemofiltrácia a hemosorpcia – umožňujú odstraňovať z krvi len prevažne vo vode rozpustné látky. Vo vode nerozpustné toxické látky spojené s albumínom teda zostávajú v krvi.
Vývoj modernej medicíny umožňuje kombinovať aplikované mimotelové metódy terapie a vytvárať umelú pečeň novej generácie. Práve tieto systémy podpory života sa teraz používajú v mnohých krajinách.
Systém Prometheus
V roku 1999 bol v Nemecku vyvinutý systém umelej pečene s názvom Prometheus. Princíp jeho práce je založený na kombinácii dvoch metód mimotelového liečenia:
- hemadsorpcia - separácia krvnej plazmy na samostatné frakcie (separácia) a adsorpcia toxínov na albumínovú frakciu;
- hemodialýza – čistenie krvi pomocou filtra.
Separácia sa vykonáva pomocou filtra, ktorý je priepustný pre albumín, ktorý má malú veľkosť a neprepúšťa bunky a veľké molekuly. Ďalej albumín s toxínmi oddelenými z krvi prechádza cez systém adsorbentov, kde tieto toxíny zostávajú a samotný albumín sa vracia do krvi pacienta. Vo vode rozpustné látky sa teda odstraňujú hemodialýzou spojenou s albumínom – hemadsorpciou. Umelý pečeňový systém „Prometheus“teda podporuje neutralizačnú funkciu orgánu, čím uľahčuje regeneráciu hepatocytov.
Zariadenia Prometheus sa používajú v mnohých krajinách vrátane Ruska. Používa sa napríklad v Centre pre chirurgiu Ministerstva zdravotníctva Ruska.
systém Mars
Umelá pečeň „MARS“, vyvinutá v 90. rokoch v Nemecku, podobne ako „Prometheus“spája sorpciu a dialýzu. Ale spôsob čistenia je iný. Krv pacienta vstupuje do membrány, ktorá je priepustná len pre malé molekuly toxínov. Prechádzajú cez membránu a viažu sa na donorový albumín. Vyčistená krv sa vracia do tela pacienta. Albumín spojený s toxínmi sa čistí prechodom cez adsorbčný komplex a vracia sa do systému. Rozdiel a hlavná výhoda umelej pečene z Marsu je teda v tom, že albumín možno znovu použiť.
„MARS“sa v Rusku úspešne používa od roku 2002. Prístroje na umelú pečeň sú v Moskve na viacerých klinikách, napríklad vo Vedeckom centre pre kardiovaskulárnu chirurgiuich. Bakulev má Prometheus aj MARS.
Napriek neustálemu hľadaniu nových metód na vytváranie zariadení na umelú pečeň, niektoré z nich už preukázali svoju účinnosť a úspešne sa používajú v mnohých krajinách vrátane Ruska.
