Андрей Повный
Рождениебиомеханики
В 1940-х годахшведский ортопед К. Хирш впервые начал применять специальные приборы и датчикидля измерения физических характеристик опорно-двигательного аппарата человека.Работы Хирша и его учеников легли в основу биомеханики – одной из главныхобластей биомедицинской инженерии.
Результатыпроведенных Хиршем экспериментов имели колоссальное значение. В частности,оказалось, что силы, действующие на бедренный сустав в поперечном направлении,примерно одинаковы независимо от того, поднимает ли человек ногу, чтобыперевернуться в постели, или ходит.
Поэтому сегодняпожилым людям с переломом шейки бедра после установки фиксатора перелома(гвоздя) разрешены прогулки. А ведь совсем недавно они были обречены надлительный постельный режим, который часто приводил к пневмонии, тромбозу идругим осложнениям со смертельным исходом.
ПолученныеХиршем данные позволили подобрать более прочные материалы для искусственныхсуставов, разработать элементы более долговечных протезов, а также специальныегвозди для бедренных фиксаторов, которые позволяют больному еще при срастанииперелома шейки бедра полностью опираться на больную ногу. Кроме того, этиданные помогают врачу научить больного, как лучше пользоваться костылями илитростью.
Историяразработки приемной полости протеза
После Второймировой войны группа ученых из Калифорнии параллельно с Хиршем искала путиулучшения протезов для солдат, перенесших ампутацию ног. С помощью киносъемки ианализа движений ученые смогли предсказать, какие нагрузки и какое давление состороны протеза может испытывать культя.
Именно этиметоды и помогли им в конце концов разработать улучшенную конструкцию приемнойполости протеза, которая находится в постоянном контакте с культей. Новый типпротеза удобен и носится много часов подряд, не причиняя вреда коже. Протезытазобедренного и коленного суставов.
В 1963английский врач Дж. Чарнли создал полный протез тазобедренного сустава и шейкибедра с чашеобразной приемной полостью в области таза и металлическим шаром истержнем, заменяющими верхнюю часть бедренной кости. Однако трение междучастями протеза препятствовало нормальной ходьбе.
Чарнлиопределил, что для решения проблемы нужно выполнить два условия: элементыпротеза должны прочно фиксироваться в костях больного, а трение между рабочимичастями протеза должно быть очень мало. Он добился успеха, применив новыйцементирующий материал – метилметакрилат, который и до сих пор используется какстандартный костный цемент.
Чуть позже Ф.Ганстон, опираясь на работу Чарнли, сконструировал протез коленного сустава. Внастоящее время протезы тазобедренного и коленного суставов служат по 10–15лет.
История созданияискусственного сердца
Аппараты типа«искусственное сердце» уже вошли в медицинскую практику, хотя пока они еще немогут полностью заменить настоящее сердце.
Для того чтобыискусственное сердце могло быть использовано в качестве постоянно работающегоаппарата, оно должно:
1) иметьнебольшие размеры;
2) обеспечиватьдостаточный выброс крови;
3) регулироватьвыброс в зависимости от нужд организма;
4) легкоподвергаться стерилизации;
5) изготовлятьсяиз долговечных материалов;
6) прокачиватькровь без резких толчков, чтобы избежать разрушения эритроцитов (гемолиза).
Пока ученыеразработали лишь устройства, заменяющие две нижних камеры сердца (желудочки).При имплантации их соединяют с двумя верхними камерами (предсердиями),предварительно удалив заменяемые желудочки.
Первуюимплантацию искусственного сердца человеку произвел в 1969 Д. Кули в США.Аппарат работал 64 ч, пока не было найдено человеческое сердце для пересадки.
Долговременнаяимплантация искусственного сердца была впервые выполнена 2 декабря 1982хирургами Медицинского центра при Университете Юты, США. Использовался аппаратДжарвик-7, названный так в честь его изобретателя Р. Джарвика.
Этот аппарат былизготовлен из формованного полиуретана, укрепленного на алюминиевой рамке,причем в основании каждой камеры была растягивающаяся резиновая мембрана.
Обе мембранысоединялись с внешним насосом двумя шлангами, проходящими через брюшную полостьбольного. Насос подавал сжатый воздух, под давлением которого резиновыемембраны выталкивали кровь через искусственные клапаны в кровеносную систему.Больной, которому была произведена имплантация, Рони Кларк, прожил 112 дней. Заэто время искусственное сердце совершило 13 млн. ударов.
Вероятно, вбудущем в искусственное сердце будет встраиваться электрический насос,питающийся от закрепленного на поясе аккумулятора.
Списоклитературы
Для подготовкиданной работы были использованы материалы с сайта invhistory.blogspot.com/