Umělá játra není úplně správný název. Protože moderní věda ještě nemůže tento orgán znovu vytvořit. Játra jsou na to příliš složitá a plní obrovské množství funkcí. Například hlavní funkcí ledvin je vylučování přebytečné vody a látek z těla. Právě funkci odstraňování toxických látek plní umělá ledvina. Umělé srdce plní tuto funkci pumpováním krve do všech orgánů. Játra plní přes sto funkcí. Je téměř nemožné vytvořit zařízení, které plní tolik funkcí. Zařízení však existují, vyrábí se v několika zemích a pomohla již mnoha lidem. Pojďme zjistit, co dělají stroje na umělá játra, jak se od sebe liší.
Selhání jater
Hlavní patologií jater, které čelí lékaři na celém světě, je nedostatečnost. Hlavní příčinou jsou virové léze - hepatitida B a C, intoxikace alkoholem, patologie může způsobit i dlouhodobé užívání léků, zejména paracetamolu, otravy toxiny. Selhání jater je stav, kdy orgán nemůže udržet stálé vnitřní prostředí a látkovou výměnu.
Složitost léčby spočívá v tom, že všechna opatření, která může lékař učinit (odstranění poruch srážlivosti krve, hypoxie, normalizace rovnováhy voda-sůl a acidobazického stavu) nezlepšují pacientovu nemoc. stav. Základem průběhu onemocnění je hromadění toxických látek, odlišných chemickým složením, rozpustností a cílovými orgány. Všechny tyto látky se do těla periodicky nedostávají, ale jsou odpadními produkty těla samotného. To znamená, že toxiny se neustále hromadí, a aby pacient zůstal naživu, musí být neustále odstraňovány.
Moderní metody léčby selhání jater
Jediným radikálním způsobem, jak odstranit selhání jater, je transplantace jater. I v Evropě však ročně zemře asi 15 tisíc lidí, aniž by na tuto operaci čekali: počet dárců a příjemců jater je úplně jiný.
Průběh jaterního selhání je založen na odumírání jaterních buněk (hepatocytů) pod vlivem poškozujících faktorů (viry, léky atd.). Objevení se klinických příznaků jaterního selhání naznačuje, že 80 % hepatocytů již nefunguje. Jaterní buňky se dobře zotavují, ale k tomu potřebují dočasně odstranit zátěž a převzít jejich funkce. To znamená, že hlavním úkolem léčby pacientů je vytvořit podmínky pro regeneraci hepatocytů. K tomu v modernímedicína používá několik mimotělních (tj. „mimo tělo“) léčby. Tyto metody lze rozdělit do dvou skupin: biologické a nebiologické.
Biologické metody k udržení funkce jater
Předpokládá použití živých hepatocytů odebraných ze zvířat, kmenových nebo rakovinných buněk. Zařízení zpracovávají takové toxické odpadní produkty, jako je amoniak, žlučové kyseliny, bilirubin. Na buněčném principu bylo vytvořeno několik systémů podpory jater: „pomocná játra“N. Yu. Korukhova, „pomocná umělá játra“, „systém podpory bioumělých jater“a další biologické systémy.
Přístroje jsou duté trubice s hepatocyty, kterými prochází pacientova krev nebo plazma. Krev při průchodu trubicí přichází do kontaktu s hepatocyty, které ji činí neškodnou. Vyčištěná krev se poté vrací do lidského těla.
Cell Source je nejvíce diskutované téma. Nejslibnější možnosti:
- jaterní buňky odebrané z živých prasat mají krátkou životnost;
- lidské fetální kmenové buňky vyvolávají etické otázky;
- rakovinové buňky jsou slibnou možností.
Výhodou biologických systémů umělých jater je, že nejen neutralizují toxiny, ale plní i další funkce jater: podílejí se na metabolismu, syntetizují řadu látek, ukládají krev, podílejí se na antibakteriální ochraně. Nevýhody použití živých buněkjsou složitost práce s nimi, a tedy vysoká cena systémů, nutnost zahrnout do zařízení další zařízení, která buňkám zásobují kyslík.
V současné době se v několika zemích používá zařízení ELAD na bázi rakovinných buněk, vyvinuté v USA.
Nebiologické metody na podporu funkce jater
Předpokládá použití metod založených na adsorpci a filtraci, nahrazujících neutralizační funkci jater. Patří mezi ně:
- hemodialýza;
- hemofiltrace;
- hemosorbce;
- výměna plazmy;
- systém recirkulace molekulárního adsorbentu („MARS“);
- separace a adsorpce frakcionované plazmy („Prometheus“).
Tyto metody mají své nevýhody: první tři metody náhrady jaterních funkcí snižují koncentraci určitých toxinů v krvi, ale obecně nezajišťují přežití pacientů. Palazmoobmen je účinnější, ale vyžaduje velké množství dárcovské plazmy, což vede k riziku infekce viry, včetně imunodeficience a hepatitidy. Mírně také snižuje úmrtnost. Stojí za zmínku, že první čtyři metody mají mnoho negativních účinků na tělo pacienta.
Předpoklady pro vytvoření „MARS“a „Prometheus“
Hlavní příčinou úmrtí pacientů s jaterním selháním je intoxikace pacienta odpadními látkami, způsobující žloutenku,jaterní encefalopatie (poškození mozku), hepatorenální syndrom (současné poškození jater a ledvin), hemodynamické poruchy a v mnoha případech selhání mnoha orgánů a systémů. Úmrtnost při akutním selhání jater dosahuje 90 %.
Toxické potraviny lze rozdělit do dvou skupin:
- rozpustný ve vodě - amoniak, tyrosin, fenylalanin;
- Nerozpustné ve vodě, obvykle spojené s albuminem: bilirubin, žlučové kyseliny, mastné kyseliny, aromatické sloučeniny.
Játra navíc syntetizují hlavně látky druhé skupiny.
Stávající metody mimotělní podpory jater - hemodialýza, výměna plazmy, hemofiltrace a hemosorpce - umožňují odstraňovat z krve pouze látky převážně rozpustné ve vodě. Ve vodě nerozpustné toxické látky spojené s albuminem tak zůstávají v krvi.
Vývoj moderní medicíny umožňuje kombinovat aplikované mimotělní metody terapie a vytvořit novou generaci umělých jater. Právě tyto systémy podpory života se nyní používají v mnoha zemích.
Systém Prometheus
V roce 1999 byl v Německu vyvinut systém umělých jater s názvem Prometheus. Princip její práce je založen na kombinaci dvou metod mimotělní léčby:
- hemadsorpce - separace krevní plazmy na samostatné frakce (separace) a adsorpce toxinů na albuminové frakci;
- hemodialýza – čištění krve pomocí filtru.
Separace se provádí pomocí filtru, který je propustný pro albumin, který má malou velikost a neumožňuje průchod buňkám a velkým molekulám. Dále albumin s toxiny oddělenými z krve prochází systémem adsorbentů, kde tyto toxiny zůstávají a samotný albumin se vrací do krve pacienta. Ve vodě rozpustné látky se tedy odstraňují hemodialýzou spojenou s albuminem – hemadsorpcí. Systém umělých jater "Prometheus" tedy podporuje neutralizační funkci orgánu, čímž usnadňuje regeneraci hepatocytů.
Zařízení Prometheus se používají v mnoha zemích, včetně Ruska. Používá se například v Centru chirurgie Ministerstva zdravotnictví Ruska.
systém Mars
Umělá játra "MARS", vyvinutá v 90. letech v Německu, jako "Prometheus" kombinuje sorpci a dialýzu. Ale způsob čištění je jiný. Krev pacienta vstupuje do membrány, která je propustná pouze pro malé molekuly toxinů. Procházejí membránou a vážou se na donorový albumin. Vyčištěná krev se vrací do těla pacienta. Albumin spojený s toxiny se čistí průchodem přes adsorbční komplex a vrací se do systému. Rozdíl a hlavní výhoda umělých jater na Marsu spočívá v tom, že albumin lze znovu použít.
„MARS“se v Rusku úspěšně používá od roku 2002. V Moskvě jsou umělé jaterní přístroje na několika klinikách, například ve Vědeckém centru kardiovaskulární chirurgiejim. Bakulev má Promethea i MARS.
Navzdory neustálému hledání nových metod pro vytváření umělých jaterních zařízení již některé z nich prokázaly svou účinnost a jsou úspěšně používány v mnoha zemích včetně Ruska.
