Fegato artificiale non è proprio il nome giusto. Poiché la scienza moderna non può ancora ricreare questo organo. Il fegato è troppo complesso per questo e svolge un numero enorme di funzioni. Ad esempio, la funzione principale dei reni è quella di espellere l'acqua in eccesso e le sostanze dal corpo. È la funzione di rimozione delle sostanze tossiche che viene svolta da un rene artificiale. Il cuore artificiale svolge questa funzione pompando il sangue a tutti gli organi. Il fegato svolge più di cento funzioni. È quasi impossibile creare un dispositivo che svolga così tante funzioni. Tuttavia, i dispositivi esistono, sono prodotti in diversi paesi e hanno già aiutato molte persone. Scopriamo cosa fanno le macchine per il fegato artificiale, in che modo differiscono l'una dall' altra.
Insufficienza epatica
La principale patologia del fegato affrontata dai medici di tutto il mondo è l'insufficienza. Le cause principali sono le lesioni virali: l'epatite B e C, l'intossicazione da alcol e l'uso a lungo termine di farmaci, principalmente paracetamolo e avvelenamento da tossine possono anche causare patologie. L'insufficienza epatica è una condizione in cui l'organo non può mantenere un ambiente interno costante e il metabolismo delle sostanze.
La complessità del trattamento risiede nel fatto che tutti gli accorgimenti che il medico può adottare (eliminazione dei disturbi della coagulazione del sangue, ipossia, normalizzazione dell'equilibrio idrosalino e dello stato acido-base) non migliorano la salute del paziente condizione. La base del decorso della malattia è l'accumulo di sostanze tossiche, diverse per composizione chimica, solubilità e organi bersaglio. Tutte queste sostanze non entrano periodicamente nel corpo, ma sono i prodotti di scarto del corpo stesso. Ciò significa che le tossine si accumulano costantemente e, per mantenere in vita il paziente, devono essere costantemente rimosse.
Metodi moderni per il trattamento dell'insufficienza epatica
L'unico modo radicale per eliminare l'insufficienza epatica è un trapianto di fegato. Tuttavia, anche in Europa, circa 15mila persone muoiono ogni anno senza aspettare questa operazione: il numero di donatori e riceventi del fegato è completamente diverso.
Il decorso dell'insufficienza epatica si basa sulla morte delle cellule epatiche (epatociti) sotto l'influenza di fattori dannosi (virus, farmaci, ecc.). La comparsa di segni clinici di insufficienza epatica indica che l'80% degli epatociti non funziona più. Le cellule del fegato si riprendono bene, ma per questo devono rimuovere temporaneamente il carico e assumere le loro funzioni. Cioè, il compito principale del trattamento dei pazienti è creare le condizioni per la rigenerazione degli epatociti. Per questo, in modernola medicina utilizza diversi trattamenti extracorporei (cioè "fuori dal corpo"). Questi metodi possono essere divisi in due gruppi: biologici e non biologici.
Metodi biologici per mantenere la funzionalità epatica
Implica l'uso di epatociti vivi prelevati da animali, cellule staminali o cancerose. I dispositivi elaborano tali prodotti di scarto tossici come ammoniaca, acidi biliari, bilirubina. Diversi sistemi di supporto del fegato sono stati creati sul principio cellulare: "fegato ausiliario", "fegato artificiale ausiliario", "sistema di supporto epatico bioartificiale" di N. Yu. Korukhov e altri sistemi biologici.
Gli apparati sono tubi cavi con epatociti attraverso i quali passa il sangue o il plasma del paziente. Il sangue durante il suo passaggio attraverso il tubo entra in contatto con gli epatociti, che lo rendono innocuo. Il sangue purificato viene quindi restituito al corpo umano.
Cell Source è l'argomento più discusso. Opzioni più promettenti:
- Le cellule epatiche prelevate da suini vivi hanno una vita breve;
- Le cellule staminali fetali umane sollevano questioni etiche;
- Le cellule tumorali sono un'opzione promettente.
Il vantaggio dei sistemi biologici del fegato artificiale è che non solo neutralizzano le tossine, ma svolgono anche altre funzioni del fegato: partecipano al metabolismo, sintetizzano una serie di sostanze, depositano sangue, partecipano alla protezione antibatterica. Svantaggi dell'utilizzo di cellule vivesono la complessità di lavorare con loro e, di conseguenza, il prezzo elevato dei sistemi, la necessità di includere dispositivi aggiuntivi nel dispositivo per fornire ossigeno alle cellule.
Attualmente, un dispositivo per il fegato artificiale basato su cellule cancerose sviluppato negli Stati Uniti, ELAD, viene utilizzato in diversi paesi.
Metodi non biologici per supportare la funzionalità epatica
Implica l'uso di metodi basati sull'adsorbimento e la filtrazione, in sostituzione della funzione neutralizzante del fegato. Questi includono:
- emodialisi;
- emofiltrazione;
- emoassorbimento;
- scambio plasma;
- sistema di ricircolo adsorbente molecolare ("MARS");
- separazione e adsorbimento del plasma frazionato ("Prometheus").
Questi metodi hanno i loro svantaggi: i primi tre metodi per sostituire la funzionalità epatica riducono la concentrazione di alcune tossine nel sangue, ma in generale non garantiscono la sopravvivenza dei pazienti. Palazmoobmen è più efficace, ma richiede una grande quantità di plasma del donatore, che porta al rischio di infezione da virus, tra cui immunodeficienza ed epatite. Riduce anche leggermente la mortalità. Vale la pena notare che i primi quattro metodi hanno molti effetti negativi sul corpo del paziente.
Prerequisiti per la creazione di "MARS" e "Prometheus"
La principale causa di morte nei pazienti con insufficienza epatica è l'intossicazione del paziente con prodotti di scarto, che causa ittero,encefalopatia epatica (danno cerebrale), sindrome epatorenale (danno simultaneo al fegato e ai reni), disturbi emodinamici e, in molti casi, insufficienza di molti organi e sistemi. La mortalità nell'insufficienza epatica acuta raggiunge il 90%.
Gli alimenti tossici possono essere divisi in due gruppi:
- idrosolubile - ammoniaca, tirosina, fenilalanina;
- Insolubile in acqua, solitamente associata all'albumina: bilirubina, acidi biliari, acidi grassi, composti aromatici.
Inoltre, il fegato sintetizza principalmente sostanze del secondo gruppo.
I metodi esistenti di supporto extracorporeo del fegato - emodialisi, plasmaferesi, emofiltrazione ed emosorbimento - consentono di rimuovere dal sangue solo le sostanze prevalentemente idrosolubili. Pertanto, le sostanze tossiche insolubili in acqua associate all'albumina rimangono nel sangue.
Lo sviluppo della medicina moderna rende possibile combinare i metodi di terapia extracorporea applicati e creare una nuova generazione di fegato artificiale. Sono questi sistemi di supporto vitale che ora vengono utilizzati in molti paesi.
Sistema Prometeo
Nel 1999, un sistema epatico artificiale chiamato Prometheus è stato sviluppato in Germania. Il principio del suo lavoro si basa su una combinazione di due metodi di trattamento extracorporeo:
- emoassorbimento - separazione del plasma sanguigno in frazioni separate (separazione) e adsorbimento delle tossine sulla frazione di albumina;
- emodialisi - pulizia del sangue con un filtro.
La separazione viene effettuata utilizzando un filtro permeabile all'albumina, che è di piccole dimensioni e non consente il passaggio di cellule e molecole di grandi dimensioni. Inoltre, l'albumina con le tossine separate dal sangue passa attraverso il sistema degli adsorbenti, dove rimangono queste tossine e l'albumina stessa ritorna nel sangue del paziente. Pertanto, le sostanze idrosolubili vengono rimosse mediante emodialisi associata all'albumina - emadsorbimento. Pertanto, il sistema epatico artificiale "Prometheus" supporta la funzione neutralizzante dell'organo, facilitando così la rigenerazione degli epatociti.
I dispositivi Prometheus sono utilizzati in molti paesi, inclusa la Russia. Ad esempio, è utilizzato nel Centro di Chirurgia del Ministero della Salute della Russia.
Sistema di Marte
Fegato artificiale "MARS", sviluppato negli anni '90 in Germania, come "Prometheus" combina assorbimento e dialisi. Ma il metodo di pulizia è diverso. Il sangue del paziente entra in una membrana permeabile solo a piccole molecole di tossine. Passano attraverso la membrana e si legano all'albumina del donatore. Il sangue purificato viene restituito al corpo del paziente. L'albumina associata alle tossine viene purificata passando attraverso il complesso adsorbente e restituita al sistema. Pertanto, la differenza e il principale vantaggio del fegato artificiale di Marte è che l'albumina può essere riutilizzata.
"MARS" è stato utilizzato con successo in Russia dal 2002. Esistono dispositivi epatici artificiali a Mosca in diverse cliniche, ad esempio nel Centro scientifico di chirurgia cardiovascolareloro. Bakulev ha sia Prometeo che MARTE.
Nonostante la costante ricerca di nuovi metodi per creare dispositivi epatici artificiali, alcuni di essi hanno già dimostrato la loro efficacia e sono utilizzati con successo in molti paesi, inclusa la Russia.
