სისხლის მიმოქცევის ხელოვნური სისტემები, იგივე საპერფუზიო სისტემები ის აპარატურაა, რომლის საშუალებითაც გულისა და ფილტვების ფუნქციის ჩანაცვლება ხდება. ამ სისტემების საშუალებით ხელოვნურად ხორციელდება ორგანიზმში სისხლის მიმოქცევის უზრუნველყოფა და მისი ჟანგბადით გამდიდრება. თსუ ალექსანდრე ნათიშვილის მორფოლოგიის ინსტიტუტის მეცნიერებმა საპერფუზიო სისტემების მოდელების შემუშავებაზე მუშაობა 2004 წლიდან დაიწყეს. დღეს მკვლევარებს კვლევის შედეგად შეუძლიათ საზოგადოებას წარუდგინონ თავისი გამოგონება, რომელიც უკვე ცნობილ საპერფუზიო სისტემებზე უფრო ეკონომიურია, ამავე დროს კი თავის მაჩვენებლებით ძვირადღირებულ სისტემებს არ ჩამოუვარდება.

ამ ეტაპზე ინსტიტუტში მუშაობა ორი მიმართულებით მიმდინარეობს. მათ შორის, შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის დაფინანსებით, პროექტზე “ხელოვნური სისხლმიმოქცევის პორტატული აპარატის შემუშავება საველე პირობებში გამოყენებისათვის”. პროექტი 2013-2015 წლებში განხორციელდება. მასში თსუ ალექსანდრე ნათიშვილის მორფოლოგიის ინსტიტუტის მეცნიერთა ჯგუფია ჩართული, რომელიც აქტიურ მონაწილეობას იღებდა ასევე ადრე განხორციელებულ კვლევებში: დიმიტრი კორძაია – თსუ სრული პროფესორი, მედიცინის მეცნიერებათა დოქტორი, მედიცინის ფაკულტეტის კლინიკური ანატომიის და ოპერაციული ქირურგიის დეპარტამენტის ხელმძღვანელი; ზურაბ ჩხაიძე – კლინიკური ანატომიის დეპარტამენტის ასისტენტ-პროფესორი, მედიცინის მეცნიერებათა კანდიდატი. ნოდარ ხოდელი - თსუ კლინიკური ანატომიის და ოპერაციული ქირურგიის დეპარტამენტის ასოცირებული პროფესორი, მედიცინის მეცნიერებათა კანდიდატი, მიხეილ ჯანგავაძე – თსუ კლინიკური ანატომიის და ოპერაციული ქირურგიის დეპარტამენტის ასისტენტ პროფესორი, მედიცინის მეცნიერებათა კანდიდატი. პროექტში მონაწილეობენ ასევე კათედრის ლაბორანტები, თსუ დოქტორანტურისა და ბაკალავრიატის სტუდენტები.

"საპერფუზიო სისტემის მთავარ შემადგენელ ნაწილს, რომელიც, ძირითადად, მთლიანად მოწყობილობის ეფექტიანობას განსაზღვრავს, სისხლის ტუმბო წარმოადგენს. არსებულ აპარატებს, რომლებიც დღეს გამოიყენება როგორც ცხოველებზე ექსპერიმენტებში, ისე კლინიკაში, რიგი ნაკლოვანებები გააჩნია, მათ შორის ნაკადის არაფიზიოლოგიურობა. ფიზიოლოგიურად, სისხლის ნაკადი პულსურია. ანუ სისხლის ნაკადი სისხლძარღვებში პულსირებს და ორგანიზმში ისე ერთფეროვნად და მდორედ არ მიედინება, როგორც მაგალითად წყალი ონკანში. არსებული აპარატების უმეტესობას სწორედ ნაკადის ამგვარი არაფიზიოლოგიურობა ახასიათებს, რომელიც ლამინარული ნაკადის სახელითაა ცნობილი. მსგავსი ნაკადი ხანგრძლივი დროის განმავლობაში ცოცხალი ორგანიზმისთვის საზიანოა, რადგან ფიზილოგიური პროცესების დარღვევას იწვევს. თუნდაც იმიტომ, რომ ორგანიზმში მსხვილი სისხლძარღვების გარდა არსებობს ასევე კაპილარები, რომლებსაც ლამინარული ნაკადის დროს სისხლი აღარ მიეწოდება. მცირე ხნის განმავლობაში ასეთი არაპულსური ნაკადი ასატანია, მაგრამ მისი ხანგრძლივი პერიოდით გამოყენებისას უკვე ინტენსიური თერაპიის, პაციენტების მედიკამენტებით და სხვადასხვა ძვირადღირებული პროცედურებით რეაბილიტაციის აუცილებლობა დგება”. – აცხადებს პროექტის სამეცნიერო ხელმძღვანელი, მედიცინის მეცნიერებათა კანდიდატი ზურაბ ჩხაიძე.

თსუ მეცნიერთა განმარტებით, საპერფუზიო სისტემების თვალსაზრისით არსებული მეორე პრობლემა მათი ძვირადღირებულობაა.

“როგორც აღვნიშნეთ, შედარებით ხანმოკლე გამოყენების დროსაც კი ხელოვნური სისხლნაკადი მუდმივ კონტროლსა და ორგანიზმში თავისი გამოვლინებების კორექციას საჭიროებს. არსებობს სხვა პრობლემაც. კერძოდ, იმ ძვირადღირებული საპერფუზიო სისტემების გამოყენება, რომლებიც პულსურ ნაკადს უზრუნველყოფს, ზრდის სამეცნიერო კვლევების ფასს. ეს, თავის მხრივ, მათი ექსპერიმენტული მიზნით გამოყენების ინტენსიობას ამცირებს. აქედან გამომდინარე, ნათიშვილის ინსტიტუტის მეცნიერთა კვლევების მიზანი –  უნივერსალური, მაქსიმალურად ფიზიოლოგიური და იაფი საპერფუზიო სისტემის შექმნა გახდა, როგორც ექსპერიმენტული, ისე კლინიკური გამოყენებისათვის. ამჟამად, მუშაობა ორი მიმართულებით მიმდინარეობს: სხვადასხვა ზომის საცდელ ცხოველებზე ბიო-სამედიცინო კვლევების საწარმოებლად გამოყენებადი საპერფუზიო სისტემების შემუშავების მხრივ და ხელოვნური სისხლმიმოქცევის პორტატული აპარატის საველე პირობებში გამოყენებისათვის შემუშავების კუთხით”. –  აცხადებს ასოცირებული პროფესორი, მედიცინის მეცნიერებათა კანდიდატი ნოდარ ხოდელი.

თსუ ალექსანდრე ნათიშვილის მორფოლოგიის ინსტიტუტის მკვლევართა ჯგუფის კომპეტენცია მეცნიერული მუშაობის მრავალწლიან გამოცდილებასა და მათ მიერ შემუშავებულ და დაპატენტებულ საპერფუზიო სისტემებს ეფუძნება. ინსტიტუტის ბაზაზე არსებულ ”ექსპერიმენტული ქირურგიის სამეცნიერო-სასწავლო-სატრენინგო ცენტრში” პირველი პროექტი პროფესორ ნოდარ ხოდელის ხელმძღვანელობით დაიწყო. იგი ღვიძლის სრული ან წილობრივი გადანერგვისას, სხვადასხვა ხანგრძლივობის აჰეპატურ (უღვიძლო) ფაზაში რეციპიენტის ორგანიზმის ადექვატური სისხლმიმოქცევის უზრუნველყოფას ითვალისწინებდა. აჰეპატურ პერიოდში, ავადმყოფის ორგანიზმი საკუთარი ღვიძლის ან მისი წილის ამოკვეთის შემდეგ, დონორის ღვიძლის გადანერგვის დამთავრებამდე, ამ ორგანოს ფუნქციის დეფიციტს განიცდის. ცნობისათვის, ნოდარ ხოდელი უკვე საპერფუზიო სისტემის ორი პატენტის მფლობელია.

“ჩვენი აპარატის გამოყენებისას ტრავმა ნაკლებია, რადგან მისი მართვა შესაძლებელია როგორც წნევით, ისე მოცულობით. მდორე (ლამინარული) სისხლნაკადის რეგულირება კი მხოლოდ წნევით ხდება. ნაკადის კლება და მატება წნევის ცვალებადობის პირდაპირპროპორციულია. ჩვენს საპერფუზიო სისტემებში ძირითად, საკვანძო ბლოკს უნივერსალური ტუმბო წარმოადგენს (ნახ. 1). ტუმბოს საკნების დაცლა და შევსება ხორციელდება საკნებში მიწოდებული უარყოფითი წნევის (ვაკუუმი) და დადებითი წნევის მართვის ბლოკიდან რეგულირებით ისე, რომ პირველი საკნის სისხლით შევსებისას მეორე საკანი იცლება. პულსატორი უზრუნველყოფს ფიზიოლოგიური მახასიათებლების მქონე, კერძოდ წყვეტილ, პულსურ სისხლნაკადს (ბუნებრივი გულის ანალოგიურად) საცდელი ცხოველის სისხლძარღვთა სისტემაში. ოკლუზატორების (ჩამკეტის) გადართვა საკნებში არსებული სითხის დონის აღმქმელი სენსორებით ხდება. აღნიშნული ტუმბოს ჰემოდინამიკური მახასიათებლები (სისხლის წნევა, დროის ერთეულში გადადენილი სისხლის მოცულობა - წარმადობა, თითოეული ციკლის მოცულობა, პულსაციის სიხშირე და სხვ.) მსოფლიოში არსებული (საკმაოდ ძვირადღირებული) საუკეთესო ტუმბოების მახასიათებლების მსგავსია, ამასთანავე იგი აღჭურვილია მართვის მარტივი სისტემით, რომელიც სხვადასხვა ზომის (ვირთაგვა, ბაჭია, ძაღლი, ცხვარი და სხვ.) საცდელი ცხოველის სისხლძარღვთა სისტემაში უზრუნველყოფს სისხლის როგორც მოპულსირე (ფიზიოლოგიური არტერიული სისხლნაკადის იმიტაცია), ასევე უწყვეტ, არაპულსურ ნაკადს (ფიზიოლოგიური ვენური სისხლნაკადის იმიტაცია), კონკრეტული ექსპერიმენტული მოთხოვნების შესაბამისად. ასეთი ტუმბოს გამოყენებით შესაძლებელია წარმადობის რეგულირება როგორც პულსაციის სიხშირით, ისე თითოეული ციკლის მოცულობით - წნევის რეგულირების ხარჯზე”. – აღნიშნავს ნოდარ ხოდელი.

თსუ მეცნიერთა განმარტებით, შემუშავებული ტუმბოს გამოყენებით შესაძლებელია, კონკრეტული ექსპერიმენტული მოთხოვნებიდან გამომდინარე, სხვადასხვაგვარი ხელოვნური საპერფუზიო სისტემების შექმნა, საცდელი ცხოველების ორგანიზმში არტერიულ თუ ვენურ მონაკვეთში ფიზიოლოგიური სისხლმიმოქცევის ხელოვნურით ჩანაცვლება. გარდა ამისა, იზოლირებულ ორგანოებში, ფიზიოლოგიურთან მაქსიმალურად მიახლოებული სისხლმიმოქცევის უზრუნველყოფა.

საველე პირობებში გამოყენებისთვის ხელოვნური სისხლმიმოქცევის პორტატული აპარატის შემუშავება ზემოთ აღწერილი ტუმბოს ბაზაზე, ხელოვნური სისხლმიმოქცევის სრულიად ახალი, პორტატული აპარატისა და პერფუზიის მეთოდის შემუშავებას გულისხმობს. პროექტის მონაწილეთა განმარტებით, პერსპექტივაში მისი გამოყენება მასობრივი დაზიანებების კერაში (საომარი მოქმედებებისას, ტერორისტული აქტების, ბუნებრივი და ტექნოგენური კატასტროფების დროს) სასიკვდილოდ განწირული დაზარალებულებისთვის, სასიცოცხლო მნიშვნელობის ორგანოებში (თავის ტვინი, გული და ფილტვები) მათი ფუნქციის მკვეთრი დაქვეითების პირობებში, სისხლის მიმოქცევის შენარჩუნებას და მათი გადარჩენის შანსის გაზრდას ითვალისწინებს.

მორფოლოგიის ინსტიტუტის მიეცნიერთა კვლევების შედეგები გამოქვეყნდა თურქეთში, კარდიოქირურგთა ფორუმის მასალებში (2^nd International Congress of Update in Cardiology and Cardiovascular Surgery: “The Heart Surgery Forum”. Turkey, Antalya. 2008), ასევე, სამეცნიერო, მათ შორის იმპაქტ-ფაქტორის მქონე ჟურნალებში:

E. Azmaiparashvili, M. Geldiashvili, Z. A. Chkhaidze, N. G. Khodel, O. Pilishvili, G. Tomadze, M. Jangavadze, J. Partsakhashvili, D. Kordzaia - Optimization of Venous Return during the Anhepatic Phase of Experimental Liver Transplantation J. Experimental and Clinical Medicine 01/2010;

Partsakhashvili, D. D., Azmaiparashvili, E. L., Chkhaidze, Z. A., Khodeli, N. G., & Tomadze, G. D. Optimization of the venous return during experimental hepatectomy in rabbits. Georgian Med News 2009 (174), 108-112.

Zurab Chkhaidze, Nodar Khodeli, Otari Pilishvili, Djumber Partsakhashvili, Mikheil Jangavadze, Dimitri Kordzaia – New model of veno-venous bypass for management of anhepatic phase in experimental study on dogs. Transplantation Proceedings. 2013 (Impact Factor: 1.064) (in Press).

Djumber Partsakhashvili, Zurab Chkhaidze, Nodar Khodeli, Otari Pilishvili, Dimitri Kordzaia, Mikheil Jangavadze. Experimental liver autotransplantation with novel scheme of veno-venous bypass as a model of liver denervation and delymphatization. Transplantation Proceedings. 2013 (Impact Factor: 1.064) (in Press).