Ученые из Физико-технического института УрО РАН в Ижевске предложили свой метод лечения одного из серьезнейших заболеваний сердца, с которым сталкиваются тысячи людей. Речь идет о неправильной работе клапанов, когда кровь пропускается в неправильном направлении. На долю заболеваний системы кровообращения в Удмуртии по итогам семи месяцев 2016 года пришлось 42% смертей. И возможно, их проект может этот процент снизить.

Пожалуй, любой, кто не пропускал в школе уроки биологии, знает примерный принцип работы сердца человека: за счет сокращения сердечной мышцы кровь «втягивается» через один клапан, проходит через весь «насос», после чего выталкивается через другой клапан. Порой этот механизм дает сбой, и в конце концов это может привести к летальному исходу.

«Клапан должен впускать кровь в одном направлении при открытом состоянии и не пропускать в другом, когда закрыт. Среди нарушений функций сердца существует так называемая регургитация — пропускание кровотока в обратном направлении при закрытом клапане, — говорит главный научный сотрудник Физико-технического института УрО РАН, доктор технических наук Владимир Захаров. — При некоторых видах и степенях этой болезни возможна механическая процедура восстановления функции створок клапана путём хирургического вмешательства. Эта процедура называется анулопластикой, и одной из её разновидностей является установка на клапан специальных имплантатов в виде колец, которые сужают просвет клапана, компенсируют расходящиеся в результате болезни створки и обеспечивают таким образом восстановление функции клапана».

В России для исправления работы клапана используются жесткие кольца, размер которых подбирается в ходе операции и после проведения самой процедуры не может регулироваться. За рубежом этот метод более совершенен. Американская фирма MiCardia Corporation использует имплантат, размер которого может быть изменен в послеоперационный период. Делается это следующим образом: изделие изготавливается из металлического сплава, который может деформироваться при термическом воздействии. Внутрь помещается нагревательный элемент, к которому подведен небольшой проводок. Кольцо с нагревателем внутри пришивается на клапан, провод с наконечником зашивается под кожей пациента. При необходимости наконечник выводится наружу из-под кожи, с помощью электрического тока кольцо нагревается и по желанию врачей увеличивается или уменьшается. После этого провод зашивается под кожей.

Недостаток этой процедуры, по словам Владимира Захарова, заключается в том, что проделать ее можно лишь один раз, так что в случае, если размер имплантата окажется неподходящим даже после термического воздействия (а такое вполне возможно), то изменить что-либо будет уже нельзя.

Ученые из Удмуртии решили усовершенствовать эту операцию и сделать так, что кольцо сможет изменять размер необходимое количество раз, причем как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения.

«В 2012 году к нам обратился практикующий ижевский кардиохирург Ильфат Исмагилович Фахреев с вопросом: можно ли на основании известных физических принципов создать устройство для дистанционного регулирования просвета клапана сердца, не нарушая при этом кожного покрова? — рассказывает Владимир Захаров. — Он показал нам свое уже запатентованное в 2008 году устройство».

Физики придумали, как можно осуществлять ту же процедуру, но дистанционно. Сама операция не изменяется: кольцо, как и раньше, покрывается специальной оболочкой, за которую пришивается к сердцу. А вот метод его деформации ученые из Удмуртии усовершенствовали.

«При взаимодействии с кардиохирургами из московского Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева была изменена конструкция кольца (разработка запатентована), — рассказывает Захаров. — Часть кольца становится жесткой и полой, в нее продевается специальная нить, и таким образом образуется регулируемая петля, которая, натягиваясь или ослабевая, может изменять свой размер. Кольцо связано с устройством натяжения нити с помощью тонкой гибкой направляющей, несжимаемой в направлении передачи усилия».

Во время операции имплантат пришивается на клапан, а механизм натяжения — на некотором удалении от сердца под кожей пациента. В послеоперационный период к месту расположения натяжителя подносится блок управления, взаимодействующий с ним дистанционно, и производится уменьшение или увеличение размеров кольца. Устройства могут взаимодействовать при приближении друг к другу, например, за счет установленных в них магнитов. Снаружи все это кажется очень просто: человек нажимает на кнопку, а кольцо изменяет размер.

Между тем эта, казалось бы, крайне важная технология лечения заболевания сердца пока не может применяться. Дело в том, что для дальнейшей работы необходимы достаточно серьезные инвестиции, найти которые оказалось не так-то просто. Идеей заинтересовались многие, но финансировать развитие довольно перспективного проекта пока не захотел никто.

«Мы делали примерные подсчеты. Чтобы продолжить дальнейшую работу с натяжителем, хотя бы недистанционным, а просто кольцом с нитью и механическим устройством натяжения, требуется порядка 10 млн рублей. Причем сумма эта  „плавающая“ — в процессе работы она может измениться. Демонстрационный вариант мы смогли изготовить, что-то даже смогли протестировать на сердце в морге и на специальном резиновом имитаторе сердца, но сейчас нужно сделать уже несколько экземпляров опытных образцов, после чего их необходимо протестировать, а потом перейти к клиническим испытаниям. Все это непросто», — рассказывает ученый.

Получается, путь к правильной работе клапанов сердца ижевские ученые уже нашли, осталось проложить его к сердцу научных институтов и медицинских компаний, готовых этот метод внедрить.