Історія біомедичної інженерії

 

У 1940-х роках шведський ортопед К. Хірш вперше почав застосовувати спеціальні прилади і датчики для вимірювання фізичних характеристик опорно-рухового апарату людини. Роботи Хірша та його учнів лягли в основу біомеханіки – однієї з головних областей біомедичної інженерії.
Результати проведених Хиршем експериментів мали колосальне значення. Зокрема, виявилося, що сили, що діють на стегновий суглоб в поперечному напрямку, приблизно однакові незалежно від того, чи піднімає людина ногу, щоб перевернутися в ліжку, або ходить.

Тому сьогодні літнім людям з переломом шийки стегна після установки фіксатора перелому (цвяха) дозволені прогулянки. Але ж зовсім недавно вони були приречені на тривалий постільний режим, який часто приводив до пневмонії, тромбозу і інших ускладнень зі смертельним результатом.

Отримані Хиршем дані дозволили підібрати більш міцні матеріали для штучних суглобів, розробити елементи більш довговічних протезів, а також спеціальні цвяхи для стегнових фіксаторів, які дозволяють хворому ще при зростанні перелому шийки стегна повністю спиратися на хвору ногу. Крім того, ці дані допомагають лікареві навчити хворого, як краще користуватися милицями або тростиною.

Історія розробки приймальні порожнини протеза

Після Другої світової війни група вчених з Каліфорнії паралельно з Хиршем шукала шляхи поліпшення протезів для солдатів, які перенесли ампутацію ніг. За допомогою кінозйомки і аналізу рухів вчені змогли передбачити, які навантаження і який тиск з боку протеза може відчувати культя.

Саме ці методи і допомогли їм врешті-решт розробити покращену конструкцію приймальні порожнини протеза, яка знаходиться в постійному контакті з куксою. Новий тип протеза зручний і носиться багато годин поспіль, не завдаючи шкоди шкірі. Протези тазостегнового і колінного суглобів.

У 1963 англійський лікар Дж. Чарнлі створив повний протез тазостегнового суглоба і шийки стегна з чашеобразной приймальні порожниною в області тазу і металевою кулею і стрижнем, замінюють верхню частину стегнової кістки. Однак тертя між частинами протеза перешкоджало нормальній ходьбі.

Чарнлі визначив, що для вирішення проблеми потрібно виконати дві умови: елементи протеза повинні міцно фіксуватися в кістках хворого, а тертя між робочими частинами протеза повинно бути дуже мало. Він домігся успіху, застосувавши новий цементуючий матеріал – метилметакрилат, який і досі використовується як стандартний кістковий цемент.

Трохи пізніше Ф. Ганстон, спираючись на роботу Чарнлі, сконструював протез колінного суглоба. В даний час протези тазостегнового і колінного суглобів служать по 10-15 років.

Історія створення штучного серця

Апарати типу «штучне серце» вже увійшли в медичну практику, хоча поки вони ще не можуть повністю замінити справжнє серце.

Для того щоб штучне серце могло бути використано в якості постійно діючого апарату, воно повинно:

1) мати невеликі розміри;

2) забезпечувати достатній викид крові;

3) регулювати викид в залежності від потреб організму;

4) легко піддаватися стерилізації;

5) виготовлятися з довговічних матеріалів;

6) прокачувати кров без різких поштовхів, щоб уникнути руйнування еритроцитів (гемолізу).

Поки вчені розробили лише пристрої, які замінять дві нижніх камери серця (шлуночки). При імплантації їх з’єднують з двома верхніми камерами (передсердями), попередньо видаливши замінні шлуночки.

Першу імплантацію штучного серця людині справив в 1969 Д. Кулі в США. Апарат працював 64 год, поки не було знайдено людське серце для пересадки.

Довготривала імплантація штучного серця була вперше виконана 2 грудня 1982 хірургами Медичного центру при Університеті Юти, США. Використовувався апарат Джарвік-7, названий так на честь його винахідника Р. Джарвіка.

Цей апарат був виготовлений з формованого поліуретану, укріпленого на алюмінієвій рамці, причому в основі кожної камери була розтягується гумова мембрана.

Обидві мембрани з’єднувалися з зовнішнім насосом двома шлангами, що проходять через черевну порожнину хворого. Насос подавав стиснене повітря, під тиском якого гумові мембрани виштовхували кров через штучні клапани в кровоносну систему. Хворий, якому була зроблена імплантація, Роні Кларк, прожив 112 днів. За цей час штучне серце вчинила 13 млн. Ударів.

Ймовірно, в майбутньому в штучне серце буде вбудовуватися електричний насос, який живиться від закріпленого на поясі акумулятора.

����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������°����¯�¿�½������³����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������·����¯�¿�½������º����¯�¿�½������°...
ПОДІЛИТИСЯ: