Künstliche Leber ist nicht ganz der richtige Name. Da die moderne Wissenschaft dieses Organ noch nicht nachbauen kann. Die Leber ist dafür zu komplex und erfüllt eine Vielzahl von Funktionen. Die Hauptfunktion der Nieren besteht beispielsweise darin, überschüssiges Wasser und Substanzen aus dem Körper auszuscheiden. Es ist die Funktion, toxische Substanzen zu entfernen, die von einer künstlichen Niere übernommen wird. Das künstliche Herz übernimmt diese Funktion, indem es Blut in alle Organe pumpt. Die Leber erfüllt über hundert Funktionen. Es ist fast unmöglich, ein Gerät zu entwickeln, das so viele Funktionen erfüllt. Die Geräte existieren jedoch, werden in mehreren Ländern produziert und haben schon vielen Menschen geholfen. Lassen Sie uns herausfinden, was künstliche Lebermaschinen tun und wie sie sich voneinander unterscheiden.
Leberversagen
Die Hauptpathologie der Leber, mit der Ärzte auf der ganzen Welt konfrontiert sind, ist Insuffizienz. Die Hauptursachen sind virale Läsionen - Hepatitis B und C, Alkoholvergiftung und langfristige Einnahme von Medikamenten, hauptsächlich Paracetamol, und Vergiftungen mit Toxinen können ebenfalls Pathologien verursachen. Leberversagen ist ein Zustand, bei dem das Organ nicht in der Lage ist, eine konstante innere Umgebung und den Stoffwechsel von Substanzen aufrechtzuerh alten.
Die Komplexität der Behandlung liegt darin, dass alle Maßnahmen, die der Arzt ergreifen kann (Beseitigung von Blutgerinnungsstörungen, Hypoxie, Normalisierung des Wasser-Salz-Haush altes und des Säure-Basen-Haush alts) den Zustand des Patienten nicht verbessern Bedingung. Grundlage des Krankheitsverlaufs ist die Akkumulation toxischer Substanzen, die sich in chemischer Zusammensetzung, Löslichkeit und Zielorganen unterscheiden. Alle diese Substanzen gelangen nicht periodisch in den Körper, sondern sind die Abfallprodukte des Körpers selbst. Das bedeutet, dass sich ständig Toxine ansammeln, und um den Patienten am Leben zu erh alten, müssen sie ständig entfernt werden.
Moderne Methoden zur Behandlung von Leberversagen
Der einzige radikale Weg, Leberversagen zu beseitigen, ist eine Lebertransplantation. Aber selbst in Europa sterben jedes Jahr etwa 15.000 Menschen, ohne auf diese Operation zu warten: Die Zahl der Spender und Empfänger der Leber ist völlig unterschiedlich.
Der Verlauf eines Leberversagens beruht auf dem Absterben von Leberzellen (Hepatozyten) unter dem Einfluss schädlicher Faktoren (Viren, Medikamente etc.). Das Auftreten klinischer Anzeichen von Leberversagen weist darauf hin, dass 80 % der Hepatozyten nicht mehr funktionieren. Leberzellen erholen sich gut, aber dafür müssen sie vorübergehend entlastet werden und ihre Funktionen übernehmen. Das heißt, die Hauptaufgabe der Behandlung von Patienten besteht darin, Bedingungen für die Regeneration von Hepatozyten zu schaffen. Dafür in modernMedizin verwendet mehrere extrakorporale (d. h. „außerhalb des Körpers“) Behandlungen. Diese Methoden können in zwei Gruppen eingeteilt werden: biologische und nicht-biologische.
Biologische Methoden zur Aufrechterh altung der Leberfunktion
Impliziert die Verwendung von lebenden Hepatozyten, die Tieren, Stamm- oder Krebszellen entnommen wurden. Die Geräte verarbeiten giftige Abfallprodukte wie Ammoniak, Gallensäuren, Bilirubin. Mehrere Leberunterstützungssysteme wurden nach dem zellulären Prinzip geschaffen: N. Yu. Korukhovs "Hilfsleber", "Hilfsartifizielle Leber", "Bioartifizielles Leberunterstützungssystem" und andere biologische Systeme.
Apparate sind hohle Röhren mit Hepatozyten, durch die das Blut oder Plasma des Patienten fließt. Das Blut kommt beim Durchgang durch das Röhrchen mit Hepatozyten in Kontakt, die es unschädlich machen. Das gereinigte Blut wird dann wieder dem menschlichen Körper zugeführt.
Cell Source ist das am meisten diskutierte Thema. Vielversprechendste Optionen:
- Leberzellen von lebenden Schweinen haben eine kurze Lebensdauer;
- menschliche fötale Stammzellen werfen ethische Fragen auf;
- Krebszellen sind eine vielversprechende Option.
Der Vorteil der biologischen Systeme der künstlichen Leber besteht darin, dass sie nicht nur Toxine neutralisieren, sondern auch andere Funktionen der Leber erfüllen: Sie beteiligen sich am Stoffwechsel, synthetisieren eine Reihe von Substanzen, lagern Blut ab und beteiligen sich am antibakteriellen Schutz. Nachteile der Verwendung lebender Zellensind die Komplexität der Arbeit mit ihnen und dementsprechend der hohe Preis der Systeme, die Notwendigkeit, zusätzliche Geräte in das Gerät aufzunehmen, um die Zellen mit Sauerstoff zu versorgen.
Derzeit wird ELAD, ein in den USA entwickeltes, auf Krebszellen basierendes künstliches Lebergerät, in mehreren Ländern eingesetzt.
Nichtbiologische Methoden zur Unterstützung der Leberfunktion
Impliziert die Verwendung von Methoden, die auf Adsorption und Filtration basieren und die neutralisierende Funktion der Leber ersetzen. Dazu gehören:
- Hämodialyse;
- Hämofiltration;
- Hämosorption;
- Plasmaaustausch;
- molekulares Adsorptionsmittel-Kreislaufsystem ("MARS");
- Trennung und Adsorption von fraktioniertem Plasma ("Prometheus").
Diese Methoden haben ihre Nachteile: Die ersten drei Methoden zum Ersatz der Leberfunktion reduzieren die Konzentration bestimmter Toxine im Blut, sichern aber im Allgemeinen nicht das Überleben der Patienten. Palazmoobmen ist wirksamer, erfordert jedoch eine große Menge an Spenderplasma, was zu einem Infektionsrisiko mit Viren führt, einschließlich Immunschwäche und Hepatitis. Es reduziert auch leicht die Sterblichkeit. Es ist erwähnenswert, dass die ersten vier Methoden viele negative Auswirkungen auf den Körper des Patienten haben.
Voraussetzungen für die Erstellung von "MARS" und "Prometheus"
Die Haupttodesursache bei Patienten mit Leberversagen ist eine Vergiftung des Patienten mit Abfallprodukten, die Gelbsucht verursacht,hepatische Enzephalopathie (Schädigung des Gehirns), hepatorenales Syndrom (gleichzeitige Schädigung von Leber und Nieren), hämodynamische Störungen und in vielen Fällen das Versagen vieler Organe und Systeme. Die Sterblichkeit bei akutem Leberversagen erreicht 90 %.
Toxische Lebensmittel können in zwei Gruppen eingeteilt werden:
- wasserlöslich - Ammoniak, Tyrosin, Phenylalanin;
- Wasserunlöslich, normalerweise mit Albumin assoziiert: Bilirubin, Gallensäuren, Fettsäuren, aromatische Verbindungen.
Darüber hinaus synthetisiert die Leber hauptsächlich Substanzen der zweiten Gruppe.
Bestehende Methoden der extrakorporalen Leberunterstützung - Hämodialyse, Plasmaaustausch, Hämofiltration und Hämosorption - erlauben es, nur überwiegend wasserlösliche Substanzen aus dem Blut zu entfernen. Daher verbleiben mit Albumin assoziierte wasserunlösliche toxische Substanzen im Blut.
Die Entwicklung der modernen Medizin ermöglicht es, die angewandten extrakorporalen Therapiemethoden zu kombinieren und eine neue Generation künstlicher Lebern zu schaffen. Es sind diese Lebenserh altungssysteme, die jetzt in vielen Ländern verwendet werden.
Prometheus-System
1999 wurde in Deutschland ein künstliches Lebersystem namens Prometheus entwickelt. Das Prinzip seiner Arbeit basiert auf einer Kombination zweier Methoden der extrakorporalen Behandlung:
- Hämadsorption - Trennung von Blutplasma in getrennte Fraktionen (Trennung) und Adsorption von Toxinen an der Albuminfraktion;
- Hämodialyse - Reinigung des Blutes mit einem Filter.
Die Trennung erfolgt mit einem für Albumin durchlässigen Filter, der klein ist und Zellen und große Moleküle nicht passieren lässt. Ferner passiert das aus dem Blut abgetrennte Albumin mit den Toxinen das Adsorptionsmittelsystem, wo diese Toxine zurückbleiben, und das Albumin selbst kehrt in das Blut des Patienten zurück. So werden wasserlösliche Substanzen durch Hämodialyse in Verbindung mit Albumin-Hämadsorption entfernt. So unterstützt das künstliche Lebersystem „Prometheus“die neutralisierende Funktion des Organs und erleichtert so die Regeneration der Hepatozyten.
Prometheus-Geräte werden in vielen Ländern verwendet, darunter auch in Russland. Es wird beispielsweise im Zentrum für Chirurgie des Gesundheitsministeriums Russlands verwendet.
Mars-System
Die in den 90er Jahren in Deutschland entwickelte künstliche Leber "MARS" kombiniert wie "Prometheus" Sorption und Dialyse. Aber die Reinigungsmethode ist anders. Das Blut des Patienten dringt in eine Membran ein, die nur für kleine Toxinmoleküle durchlässig ist. Sie passieren die Membran und binden an Spenderalbumin. Das gereinigte Blut wird dem Körper des Patienten wieder zugeführt. Das mit Toxinen assoziierte Albumin wird gereinigt, indem es durch den Adsorptionsmittelkomplex geleitet wird, und in das System zurückgeführt. Der Unterschied und Hauptvorteil der Mars-Kunstleber besteht also darin, dass Albumin wiederverwendet werden kann.
„MARS“wird in Russland seit 2002 erfolgreich eingesetzt. In Moskau gibt es in mehreren Kliniken künstliche Lebergeräte, zum Beispiel im Wissenschaftlichen Zentrum für Herz-Kreislauf-ChirurgieSie. Bakulev hat sowohl Prometheus als auch MARS.
Trotz der ständigen Suche nach neuen Methoden zur Herstellung künstlicher Lebergeräte haben einige von ihnen bereits ihre Wirksamkeit bewiesen und werden in vielen Ländern, einschließlich Russland, erfolgreich eingesetzt.
