Τεχνητά γυναικεία όργανα. Καλλιέργεια τεχνητών οργάνων. - Δύο πέη είναι μια σκέψη

τεχνητός μηχανικά όργανα- ίσως ο πιο ρεαλιστικός τρόπος επισκευής σήμερα ενός φθαρμένου σώματος, που δεν θα βοηθά πλέον η παραδοσιακή θεραπευτική «επισκευή». Όπως και για άλλες μεθόδους, η μεταμόσχευση οργάνων περιπλέκεται από την έλλειψη δωρητών και τη βιολογική ασυμβατότητα. Και τα βλαστοκύτταρα, για τα οποία γίνεται τόσος λόγος, δυστυχώς, απέχουν ακόμη πολύ Πρακτική εφαρμογη.

Τα πρώτα τεχνητά όργανα, προφανώς, θα πρέπει να θεωρούνται οδοντοστοιχίες. Αργότερα, οι χειρουργοί άρχισαν να εμφυτεύουν μεταλλικές αρθρώσεις και συνδέσμους και στη συνέχεια εμφανίστηκαν ηλεκτρονικές προθέσεις άκρων. Αλλά το να ονομάσουμε αυτές τις συσκευές «επανάσταση σε τεχνητά όργανα» δεν μπορεί παρά να είναι ένα τέντωμα. Φυσικά, βελτιώνουν την ποιότητα ζωής, αλλά μπορείτε να ζήσετε χωρίς αυτά. Για να δημιουργήσετε τέτοιες συσκευές, το κύριο πράγμα είναι να επιλέξετε ένα ανθεκτικό, ελαφρύ και ασφαλές υλικό, να φτιάξετε το απαραίτητο μέρος από αυτό και να αναπτύξετε την τεχνολογία "εγκατάστασης" στο ανθρώπινο σώμα.

Ένα άλλο πράγμα είναι τα εσωτερικά μας όργανα. Εκατομμύρια άνθρωποι πεθαίνουν κάθε χρόνο από σοβαρές παθήσεις της καρδιάς, των πνευμόνων, του ήπατος και των νεφρών και συχνά δεν υπάρχει τρόπος να τους βοηθήσουμε. Σχεδόν όλες οι συσκευές που εφευρέθηκαν για υποστήριξη ζωής - τεχνητός πνεύμονας, συκώτι ή νεφρά - καταλαμβάνουν χώρο όχι λιγότερο από ένα ψυγείο και θεωρούνται μόνο ως προσωρινό μέτρο. Κατά κανόνα, ο ασθενής βρίσκεται συνεχώς κοντά σε ένα τέτοιο μηχάνημα και περιμένει τη μεταμόσχευση οργάνου. Όμως οι κατάλληλοι δότες δεν βρίσκονται πάντα.

Αλλά δεν είναι όλα τόσο απελπιστικά. Το απλούστερο από αυτά τα όργανα είναι η καρδιά. Το 1938, Αμερικανοί χειρουργοί χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά μια μηχανή καρδιάς-πνεύμονα. Όχι πολύ καιρό πριν, δημιουργήθηκε μια τεχνητή καρδιά AbioCor, η οποία επιτρέπει σε ένα άτομο όχι μόνο να "επιβιώσει", αλλά να περπατήσει και ακόμη και να παίξει αθλήματα. Και η τελευταία εξέλιξη - η αυστραλιανή συσκευή VentrAssist - θα πρέπει να λειτουργεί για 50 χρόνια. Αλλά θα μιλήσουμε για αυτήν τη συσκευή αργότερα, επειδή τα τεχνικά χαρακτηριστικά της θα φαίνονται πολύ ξεθωριασμένα χωρίς μια θεωρητική εισαγωγή.

Παράμετροι τεχνητού σώματος

Τα ιδανικά τεχνητά όργανα είναι τα μηχανήματα που θα λειτουργούν για δεκαετίες κάτω από μεγάλα φορτία και δεν χρειάζονται καμία συντήρηση. Ας υποθέσουμε ότι η ισχύς μιας ανθρώπινης καρδιάς σε ηρεμία είναι λίγο πάνω από 3 watt. Αυτό σημαίνει ότι σε μια μέρα κάνει δουλειά σχεδόν 90 kilojoules. Δηλαδή, «σηκώνει» έναν τόνο φορτίου στον τέταρτο όροφο. Στο σωματική δραστηριότητα, φυσικά, η απόδοσή του θα πρέπει να αυξηθεί σημαντικά. Τώρα φανταστείτε ότι μια τέτοια συσκευή θα πρέπει να χωράει ακόμα στο στήθος, να έχει ένα απόθεμα ενέργειας και να μην σταματά για ένα λεπτό σε όλη τη ζωή.

Οι τεχνητοί πνεύμονες δεν είναι λιγότερο δύσκολοι. Η επιφάνεια των «αρχικών» αναπνευστικών οργάνων έχει περίπου το μέγεθος ενός γηπέδου τένις. Σε ένα λεπτό, ένα ποτήρι αίμα «χύνεται» ομοιόμορφα πάνω του είκοσι φορές και ένα ποτήρι αίμα αφαιρείται. Επιπλέον, οι πνεύμονες καθαρίζονται συνεχώς από αιθάλη, σκόνη και άλλα επιβλαβή σωματίδια που εισπνέουμε. Εάν προσθέσουμε ότι ένα τέτοιο όργανο δεν πρέπει να υπερβαίνει τα πέντε λίτρα σε όγκο, γίνεται σαφές ότι η εργασία σε μια τέτοια συσκευή απέχει ακόμη πολύ από το να έχει ολοκληρωθεί.

Το συκώτι είναι επίσης ένα σχετικά μικρό όργανο, το οποίο περιέχει ένα «χημικό φυτό» και ένα ισχυρό σύστημα φιλτραρίσματος. Μέσα σε ένα μόνο λεπτό διέρχεται ενάμιση λίτρο αίματος, το οποίο πρέπει να καθαριστεί από τα άχρηστα προϊόντα, χωρίς να παραβιάζεται η ισορροπία ηλεκτρολυτών, ορμονών και πρωτεϊνών. Πολλές ουσίες, όπως το αλκοόλ, τα ναρκωτικά, τα λίπη, όχι μόνο διατηρούνται στο συκώτι, αλλά επίσης μεταποιούνται σε μια μορφή που είναι πιο βολική για απέκκριση από το σώμα. Επιπλέον, αυτό το όργανο είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση περίπου ενός λίτρου χολής - ενός γαλακτωματοποιητή λιπαρών τροφίμων.

Ένα άλλο όργανο χωρίς το οποίο ένα άτομο δεν μπορεί να ζήσει είναι ο νεφρός. Η συσκευή που το αντικαθιστά πρέπει, όπως το συκώτι, να φιλτράρει όλο το αίμα του σώματος. Αλλά η λειτουργία των νεφρών δεν τελειώνει εκεί: ο βιολογικός τους «υπολογιστής» αναλύει τη σύνθεση του αίματος και, με βάση αυτά τα δεδομένα, διατηρεί το περιεχόμενο σχεδόν όλων των ουσιών που είναι διαλυμένες σε αυτό μέσα σε πολύ στενά όρια.

Ασύρματη καρδιά

Τώρα που αξιολογήσαμε το εύρος της εργασίας, ας δούμε πώς λύνεται σε σχέση με την καρδιά. Το AbioCor της Abiomed είναι μια πραγματική τεχνητή καρδιά που αντικαθιστά και τις δύο κοιλίες και τροφοδοτεί με αίμα τους πνεύμονες και άλλα όργανα. Η συσκευή έχει μέγεθος περίπου γκρέιπφρουτ και ζυγίζει 900 γραμμάρια και περιέχει αντλία τιτανίου, μονάδα ελέγχου και μπαταρία. Η χωρητικότητά του είναι αρκετή για 30 λεπτά διάρκειας ζωής της μπαταρίας και η φόρτιση γίνεται μέσω του δέρματος: δηλαδή, κανένα καλώδιο δεν πηγαίνει στην επιφάνεια του σώματος. Μια εξωτερική μπαταρία που φοριέται στη ζώνη σας επιτρέπει να μείνετε χωρίς επαναφόρτιση για αρκετές ώρες.

Μια τέτοια συσκευή προορίζεται για ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια τελικού σταδίου και κακή πρόγνωση. Επιπλέον, οι δημιουργοί της συσκευής υποστηρίζουν ότι επιτρέπει στους ασθενείς όχι μόνο να «επιβιώσουν», αλλά τους εγγυάται μια απολύτως αποδεκτή ποιότητα ζωής.

Η πρώτη καρδιά AbioCor μεταμοσχεύθηκε το 2001. Έκτοτε, δεν έχουν εγκατασταθεί περισσότερες από 20 συσκευές, αλλά η εταιρεία είναι αισιόδοξη για τις προοπτικές της συσκευής και υπολογίζει την αγορά σε 100.000 λειτουργίες ετησίως.

Καρδιά AbioCor

Η συσκευή VentrAssist, που δημιουργήθηκε από Αυστραλούς ερευνητές, σε αντίθεση με την καρδιά AbioCor, δεν μπορεί να αντικαταστήσει πλήρως ένα φυσικό όργανο. Το VentrAssist βοηθά μόνο στην άντληση αίματος στην αριστερή κοιλία - το πιο πολυσύχναστο μέρος της καρδιάς.

Μόνο μια περιστροφική αντλία τιτανίου τοποθετείται μέσα στο σώμα. Οι Αυστραλοί υπολογίζουν τον πόρο του ως 50 χρόνια συνεχούς εργασίας. Το χειριστήριο και η μπαταρία, η χωρητικότητα της οποίας επαρκεί για 8 ώρες, φοράει ο ασθενής στη ζώνη του.

Όπως επινοήθηκε από τους προγραμματιστές, μια τέτοια συσκευή θα πρέπει να βοηθήσει πολλά άτομα με καρδιακή ανεπάρκεια. Ωστόσο, στην ιατρική πρακτική, θα εμφανιστεί μόνο μετά από την κατάλληλη άδεια των αρχών αδειοδότησης.

Μια καρδιά AbioCor κοστίζει τώρα λίγο λιγότερο από 100.000 $, ενώ μια VentrAssist θα κοστίζει περίπου $ 50. Ωστόσο, αυτή η τιμή είναι σημαντικά μικρότερη από το κόστος που σχετίζεται με κάθε μεταμόσχευση καρδιάς δότη.

Αν λάβουμε επίσης υπόψη τα κεφάλαια που διατίθενται για την ιατρική περίθαλψη ασθενών με καρδιακή ανεπάρκεια, γίνεται σαφές: μια τεχνητή καρδιά δεν είναι μόνο χρήσιμη, αλλά και ωφέλιμη για την ιατρική βιομηχανία. Και τα οικονομικά κίνητρα είναι γνωστό ότι είναι τα ισχυρότερα. Συμπεριλαμβανομένης της τεχνολογικής προόδου.

Μένει μόνο να διευκρινιστεί ότι είναι εντελώς περιττό να υποστηρίξουμε αυτή την πρόοδο με τίμημα της ίδιας της ζωής. Με την έγκαιρη πρόληψη των καρδιακών παθήσεων, η δική σας καρδιά μπορεί να διαρκέσει πολύ περισσότερο από 50 χρόνια. Και το πιο σημαντικό, είναι πρακτικά δωρεάν.



Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στις http://www.allbest.ru/

JSC "Ιατρικό Πανεπιστήμιο της Αστάνα"

Τμήμα: Medbiophysics και ασφάλεια ζωής

Θέμα: " τεχνητά όργανα»

Αστάνα 2014

Η ιδέα της αντικατάστασης άρρωστων οργάνων με υγιή προέκυψε στους ανθρώπους πριν από αρκετούς αιώνες. Αλλά οι ατελείς μέθοδοι χειρουργικής και αναισθησιολογίας δεν επέτρεψαν να πραγματοποιηθεί το σχέδιο. ΣΤΟ σύγχρονος κόσμοςΗ μεταμόσχευση οργάνων έχει πάρει τη θέση που της αρμόζει στη θεραπεία των τερματικών σταδίων πολλών ασθενειών. Χιλιάδες σώθηκαν ανθρώπινες ζωές. Όμως τα προβλήματα προέκυψαν από την άλλη πλευρά. Καταστροφική έλλειψη οργάνων δωρητών, ανοσολογική ασυμβατότητα και χιλιάδες άνθρωποι στις λίστες αναμονής για το ένα ή το άλλο όργανο που δεν περίμεναν ποτέ την επέμβαση τους.

Οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο σκέφτονται ολοένα και περισσότερο τη δημιουργία τεχνητών οργάνων που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα πραγματικά ως προς τις λειτουργίες τους και έχουν σημειωθεί ορισμένες επιτυχίες προς αυτή την κατεύθυνση. Γνωρίζουμε τεχνητούς νεφρούς, πνεύμονες, καρδιές, δέρμα, οστά, αρθρώσεις, αμφιβληστροειδή, κοχλιακά εμφυτεύματα.

τεχνητά όργανα

Η χρήση τεχνητών οργάνων ξεκίνησε πολύ καιρό πριν, ξεκινώντας το 1982, όταν ένας εξήντα ενός ετών άνδρας ονόματι Barney Clark, πρώην οδοντίατρος, ήταν ο πρώτος που έλαβε μια τεχνητή καρδιά Jarvik-7. Η συσκευή που κράτησε τον Κλαρκ στη ζωή ήταν μεγάλη και δυσκίνητη, αλλά έκανε τη δουλειά, κρατώντας τον Κλαρκ να κυκλοφορεί για 112 ημέρες, μέχρι που τελικά πέθανε από θρόμβους αίματος και άλλες επιπλοκές.

Το Jarvik-7 εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σήμερα ως μια προσωρινή συσκευή για να παρατείνει τη ζωή των ατόμων με καρδιακές παθήσεις μέχρι να υποβληθούν σε μεταμόσχευση καρδιάς. Ωστόσο, σύντομα έγινε φανερό ότι αυτό το μηχάνημα δεν ήταν κατάλληλο για μόνιμη χρήση. Είναι πολύ περίπλοκο, υπερβολικά μη διαχειρίσιμο και πολύ αναποτελεσματικό για πρακτική χρήση, αλλά όντως έχει ανοίξει την πόρτα σε μια ολόκληρη σειρά νέων τεχνητών οργάνων, πολλά από τα οποία, αν και βρίσκονται ακόμη υπό ανάπτυξη, προσφέρουν μεγάλες ελπίδες για παράταση της ανθρώπινης ζωής.

Σε σύγκριση με άλλα όργανα όπως το ήπαρ και το πάγκρεας, η καρδιά είναι ένα σχετικά απλό μηχάνημα. Δεν χρειάζεται να αφομοιώσει χημικές ουσίες, να παράγει ένζυμα ή να φιλτράρει υγρά - χρειάζεται απλώς να αντλεί αίμα. Δεδομένων των λαθών που έγιναν στη δημιουργία της πρώτης τεχνητής καρδιάς, οι ερευνητές εργάζονται επί του παρόντος για τη βελτίωση των μηχανημάτων τεχνητής καρδιάς. τελευταίας γενιάςπροκειμένου να δημιουργηθεί μια μινιατούρα αντλία που θα ήταν τόσο μικρή που θα μπορούσε να εισαχθεί στο σώμα χωρίς τη χρήση μεγάλου συστήματος στήριξης. Επιπλέον, έχουν πλέον εγκαταλείψει σε μεγάλο βαθμό την ιδέα της δημιουργίας μιας ολόκληρης μηχανικής καρδιάς, επικεντρώνοντας αντ 'αυτού στη δημιουργία συσκευών που βοηθούν τους ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια να ζήσουν μέχρι να βρεθεί κατάλληλος αντικαταστάτης για μια άρρωστη καρδιά.

Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα μιας τέτοιας συσκευής καρδιακής υποβοήθησης είναι η συσκευή υποβοήθησης της αριστερής κοιλίας (LVAD). Αυτή η συσκευή, η οποία χρησιμοποιείται τα τελευταία χρόνια, τροφοδοτείται από μια μικρή μπαταρία που φοριέται γύρω από το σώμα στην κοιλιά. Με τη βοήθειά της, η συσκευή αντλεί αίμα από την αριστερή κοιλία. Το LVAD δίνει επιπλέον χρόνο σε καρδιοπαθείς που περιμένουν χειρουργική επέμβαση μεταμόσχευσης.

Το επόμενο βήμα, λένε οι επιστήμονες, είναι να δημιουργηθεί μια τεχνητή καρδιά που μπορεί να εμφυτευθεί πλήρως στο σώμα χωρίς να απαιτείται μεγάλη παροχή ρεύματος και που μπορεί να λειτουργήσει ακριβώς όπως μια πραγματική καρδιά. Ένα από τα κύρια προβλήματα με μια τεχνητή καρδιά είναι ο τρόπος με τον οποίο αντλεί αίμα. Προηγούμενες μηχανές, όπως το Jarvik-7, βασίζονταν σε ένα σύστημα διαφράγματος για την άντληση αίματος. Ωστόσο, οι επιστήμονες λένε ότι βρήκαν έναν πιο αξιόπιστο και τέλειο τρόπο - μέσω μικροσκοπικών κινητήρων που είναι εγκατεστημένοι μέσα στη συσκευή χρησιμοποιώντας μαγνήτη.

Μια τέτοια τεχνητή καρδιά, ένα πειραματικό όργανο που ονομάζεται Streamliner, αναπτύχθηκε στο McGowan Center. Αυτή η ελαφριά συσκευή εμφυτεύεται στην κοιλιά και αντλεί αίμα μέσω της φυσικής καρδιάς και των αρτηριών χρησιμοποιώντας ένα ζευγάρι σωλήνων. Η ισχύς προέρχεται από έναν επαγωγικό συμπλέκτη που μεταφέρει την ισχύ από ένα πηνίο συνδεδεμένο σε μια μικρή μπαταρία που φοριέται γύρω από τη μέση σε ένα δεύτερο πηνίο και την μπαταρία που εμφυτεύεται ακριβώς κάτω από το δέρμα. Ένα τέτοιο σύστημα θα παρείχε στον χρήστη σχεδόν πλήρη ελευθερία - κάτι που δεν είχε ποτέ ο Barney Clark. Ωστόσο, το Streamliner δεν θα είναι διαθέσιμο σύντομα. Θα χρειαστούν πολλοί ακόμη μήνες για να αναπτυχθεί και μόνο μετά από αυτό θα ξεκινήσουν οι δοκιμές, λένε οι δημιουργοί του.

Η κατασκευή μιας τεχνητής καρδιάς είναι παιδικό παιχνίδι σε σύγκριση με την κατασκευή πιο περίπλοκων οργάνων όπως το ήπαρ, τα νεφρά ή το πάγκρεας. Αυτά τα όργανα αναφέρονται συχνά ως "έξυπνα όργανα" λόγω των πολύπλοκων λειτουργιών τους και οι μηχανικές αντικαταστάσεις τους θα χρειαστεί σχεδόν σίγουρα να περιέχουν οργανικό ιστό για να λειτουργήσουν σωστά. Γιατί; Η επιστήμη έχει ακόμη πολύ δρόμο να διανύσει για να μπορέσει να δημιουργήσει μηχανικά όργανα αντικατάστασης που μπορούν να λειτουργήσουν ακριβώς όπως τα πραγματικά.

Οι περισσότερες έρευνες που στοχεύουν στη δημιουργία βιοχημικών «έξυπνων» οργάνων περιλαμβάνουν την τεχνητή καλλιέργεια κυττάρων οργάνων που λαμβάνονται από ένα άτομο ή ζώο, στη συνέχεια αυτός ο ιστός τοποθετείται σε έναν λεγόμενο βιοαντιδραστήρα - ένα κουτί ή έναν κύλινδρο, στον οποίο δημιουργούνται συνθήκες με τη βοήθεια μια σταθερή παροχή οξυγόνου και βασικών θρεπτικών συστατικών για τη διατήρηση της ζωής και της λειτουργίας του ιστού. Στις περισσότερες περιπτώσεις τώρα, κατά τη διάρκεια τέτοιων μελετών, ο βιοαντιδραστήρας τοποθετείται σε έναν μεγάλο μηχανισμό που αντλεί αίμα μέσω σωλήνων. Η χρήση πλήρως εμφυτεύσιμων βιοαντιδραστηρίων θα είναι δυνατή τουλάχιστον σε δέκα χρόνια από τώρα, λένε ιατροί επιστήμονες, αν και οι προσωρινές συσκευές που μπορούν να φορεθούν στο σώμα μπορεί να εμφανιστούν λίγο νωρίτερα.

Ένα από τα πιο απαραίτητα τεχνητά όργανα είναι ο νεφρός. Επί του παρόντος, δεκάδες χιλιάδες άνθρωποι πρέπει να υποβάλλονται σε τακτική αιμοκάθαρση, μια επιβλαβής και χρονοβόρα διαδικασία, για να επιβιώσουν. Και η αιμοκάθαρση είναι μια ατελής διαδικασία. Τα υγιή νεφρά φιλτράρουν τα απόβλητα ουρίας από το αίμα και παρέχουν στο σώμα σημαντικά θρεπτικά συστατικά, όπως σάκχαρα και άλατα που προέρχονται από αυτά τα φιλτραρισμένα απόβλητα. Δυστυχώς, οι μηχανισμοί με τους οποίους πραγματοποιείται η αιμοκάθαρση σήμερα απλά δεν μπορούν να εκπληρώσουν το δεύτερο καθήκον.

Η λύση του, λένε οι επιστήμονες, είναι δυνατή με τη βοήθεια ενός τεχνητού βιολογικού νεφρού, ο οποίος θα ήταν ένας ειδικά αναπτυγμένος ιστός τοποθετημένος σε μια μηχανική συσκευή. Ένα τεχνητό όργανο αυτού του τύπου θα μπορούσε να χειριστεί όλες τις λειτουργίες ενός πραγματικού νεφρού, εξαλείφοντας έτσι την ανάγκη για παραδοσιακή αιμοκάθαρση για τους περισσότερους ανθρώπους.

Ένα τέτοιο όργανο αναπτύσσεται επί του παρόντος από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Καλλιέργησαν κύτταρα εγγύς σωληναρίου που ελήφθησαν από νεφρούς χοίρου και τα συνέπλεξαν με εξαιρετικά λεπτές ίνες τοποθετημένες μέσα σε ένα φυσίγγιο διήθησης. Αυτό το φυσίγγιο περιέχεται σε έναν μηχανισμό που φιλτράρει το αίμα του ασθενούς και του επιστρέφει απαραίτητα θρεπτικά συστατικά που διαφορετικά θα χάνονταν. Αυτό το σύστημα έχει δοκιμαστεί με επιτυχία σε σκύλους και τη στιγμή που αυτό το βιβλίο ετοιμαζόταν για δημοσίευση, οι ερευνητές περίμεναν την άδεια για να το δοκιμάσουν σε ανθρώπους.

εμφύτευση τεχνητού οργάνου

Πιθανότατα, ο βιονεφρός που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν θα χρησιμοποιηθεί ως προσωρινό μέτρο, μια συσκευή που θα επιτρέπει σε άτομα με οξύ νεφρική ανεπάρκειαζήσουν μέχρι να βρεθεί ένα πραγματικό όργανο μεταμόσχευσης. Ωστόσο, οι δημιουργοί του λένε ότι η εμφάνιση μιας μικρότερης και πιο προηγμένης συσκευής είναι μόνο θέμα χρόνου. Μια τέτοια συσκευή, ακόμη και αν δεν είναι τόσο προηγμένη όσο ένας πραγματικός νεφρός, θα μπορούσε να μειώσει τον χρόνο αιμοκάθαρσης έως και 50 τοις εκατό, και ίσως ακόμη και να καταστήσει δυνατό να γίνει εντελώς χωρίς αυτόν.

Παγκρέας

Το τεχνητό πάγκρεας είναι μια ακόμη πιο περίπλοκη συσκευή από έναν τεχνητό νεφρό. Ωστόσο, η προσπάθεια δημιουργίας του αξίζει τον κόπο, λένε οι υποστηρικτές της πρωτοβουλίας, καθώς μια τέτοια συσκευή θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά την υγεία και την ποιότητα ζωής εκατομμυρίων ανθρώπων με ινσουλινοεξαρτώμενο διαβήτη.

Τα άτομα με ινσουλινοεξαρτώμενο διαβήτη θα πρέπει να ελέγχουν τακτικά τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα τους και να κάνουν ένεση στον εαυτό τους με ινσουλίνη, προκειμένου να διατηρήσουν την ασθένεια υπό έλεγχο. Ένα από τα μεγαλύτερα μειονεκτήματα αυτής της θεραπείας είναι ότι είναι αδύνατο να γνωρίζουμε ακριβώς πόση ινσουλίνη πρέπει να χορηγήσουμε σε έναν ασθενή. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι ασθενείς πρέπει να ξεκινήσουν από τη δική τους υπόθεση. Αυτό οδηγεί σε συνεχείς διακυμάνσεις στα επίπεδα γλυκόζης, και αυτό πιστεύεται ότι είναι η αιτία πολλών από τις κοινές επιπλοκές που σχετίζονται με τον διαβήτη, συμπεριλαμβανομένων των καρδιακών παθήσεων και των προβλημάτων όρασης.

Ένα ιδανικό τεχνητό πάγκρεας θα μπορούσε να «μαντέψει» τα επίπεδα γλυκόζης από την απόκριση του οργανισμού προκειμένου να προσδιορίσει ακριβώς πότε και πόση ινσουλίνη χρειάζεται. Αυτή τη στιγμή βρίσκεται υπό ανάπτυξη μια συσκευή που ονομάζεται PancreAssist, η οποία αναπτύσσεται από βιοϊατρικούς επιστήμονες στο Λέξινγκτον της Μασαχουσέτης. Αυτό το σύστημα παρακολουθεί τη χημεία του σώματος και καθορίζει πόση ινσουλίνη χρειάζεται και στη συνέχεια την εγχέει ακριβώς όταν χρειάζεται.

Το PancreAssist είναι μια συσκευή που αποτελείται από ένα πλαστικό περίβλημα, μια εμφυτεύσιμη σωληνοειδή μεμβράνη που περιβάλλεται από «νησιά» που παράγουν ινσουλίνη από κύτταρα χοίρου. Όταν η ροή του αίματος του χρήστη περνά μέσα από το σωλήνα, αυτές οι νησίδες ανιχνεύουν το επίπεδο γλυκόζης στο αίμα και αρχίζουν να παράγουν ινσουλίνη, η οποία εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος την κατάλληλη στιγμή, περνώντας από τη μεμβράνη.

Η μεμβράνη παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην προστασία αυτών των νησίδων από τα φυσικά αμυντικά συστήματα του οργανισμού, τα οποία θα έμπαιναν αμέσως στο παιχνίδι αν δινόταν η ευκαιρία. Αν όλα πάνε καλά, τότε κλινικές δοκιμέςΑυτή η συσκευή στον άνθρωπο θα μπορούσε να ξεκινήσει μέσα στα επόμενα χρόνια, λένε οι επιστήμονες.

Ένα εξίσου σημαντικό αλλά ακόμα πιο πολύπλοκο όργανο είναι το συκώτι. Βρίσκεται στην κορυφή δεξιά περιοχήστο στομάχι, παίζει σημαντικό ρόλο στην απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών από τον οργανισμό. Το συκώτι μετατρέπει την περίσσεια γλυκόζης σε γλυκογόνο, το οποίο αποθηκεύει και στη συνέχεια μετατρέπει εκ νέου σε γλυκόζη όταν χρειάζεται. Το συκώτι επίσης διασπά τα υπερβολικά αμινοξέα σε ουρία, βοηθά το σώμα να απορροφήσει το λίπος και εκτελεί μια σειρά από άλλες λειτουργίες. Όταν το ήπαρ έχει υποστεί βλάβη από ασθένεια (ηπατίτιδα C) ή κατάχρηση αλκοόλ, δεν μπορεί να λειτουργήσει σωστά. Ηπατική ανεπάρκεια συνήθως σημαίνει θάνατο.

Το ήπαρ είναι ένα μεταμοσχεύσιμο όργανο, αλλά ο αριθμός των ατόμων που χρειάζονται μεταμόσχευση οργάνου δότη υπερβαίνει κατά πολύ τον αριθμό των οργάνων δωρητών, επομένως υπάρχει επείγουσα ανάγκη για ένα τέτοιο τεχνητό όργανο. Η δημιουργία ενός τεχνητού ήπατος που θα μπορούσε να λειτουργεί καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής θα μπορούσε να βοηθήσει αμέτρητους ασθενείς που πάσχουν από οξεία ηπατική ανεπάρκεια και βρίσκονται σε αβοήθητη κατάσταση. Ωστόσο, ένα τέτοιο σώμα θα εμφανιστεί πολύ σύντομα. Μια καλύτερη και πιο αξιόπιστη διέξοδος από αυτήν την κατάσταση θα μπορούσε να είναι ένα βιολογικό τεχνητό σύστημα που θα μπορούσε να εκτελεί τις περισσότερες από τις λειτουργίες του ήπατος για σύντομο χρονικό διάστημα, αρκετό για να αναρρώσει μόνο του το άρρωστο όργανο.

Ορισμένοι ειδικοί πιστεύουν ότι στις περισσότερες περιπτώσεις, μια εβδομάδα θα ήταν αρκετή για να επισκευαστεί το κατεστραμμένο συκώτι, ώστε να μπορεί σχεδόν να λειτουργεί κανονικά.

Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι αρκετές εταιρείες εργάζονται σκληρά για να δημιουργήσουν τέτοια συστήματα. Αυτές περιλαμβάνουν την εταιρεία Sere Biomedical, η οποία, σε συνεργασία με ειδικούς από το Cedar-Sinai ιατρικό Κέντροστο Λος Άντζελες ανέπτυξε ένα πειραματικό σύστημα που ονομάζεται Hepat Assist. Αυτό το σύστημα, το οποίο χρησιμοποιεί κύτταρα που λαμβάνονται από το συκώτι ενός χοίρου, αφαιρεί τις τοξίνες από το αίμα με τον ίδιο τρόπο όπως ένα πρωτότυπο βιολογικό τεχνητό νεφρό, λένε οι ερευνητές. Ένα πλαστικό φυσίγγιο, επικαλυμμένο στο εσωτερικό με τεχνητά αναπτυγμένα κύτταρα, εισάγεται σε έναν μεγάλο μηχανισμό που καθαρίζει το αίμα που περνά μέσα από αυτό. ΣΤΟ καλύτερη περίπτωσηΟι ασθενείς θα χρησιμοποιούν αυτό το μηχάνημα για περίπου έξι ώρες καθημερινά για μία εβδομάδα, αρκετό χρόνο ώστε το συκώτι να επισκευαστεί μόνο του.

Τα βιολογικά τεχνητά όργανα είναι μόνο μια προσέγγιση που προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν οι επιστήμονες στην αναζήτησή τους για τρόπους να παρατείνουν τη ζωή των ανθρώπων των οποίων το σώμα αρνείται να εργαστεί για οποιονδήποτε λόγο. Μια άλλη προσέγγιση, η οποία είναι περισσότερο επιστημονική φαντασία παρά πραγματικότητα, αλλά αξίζει να συζητηθεί, είναι η έννοια της ξενομεταμόσχευσης, η οποία βασίζεται στην ιδέα της μεταμόσχευσης οργάνων από άλλα είδη σε άρρωστους ανθρώπους.

Το πρόβλημα της απόρριψης ενός νέου, ξένου οργάνου από το σώμα του λήπτη θα μπορούσε να αποφευχθεί με την εισαγωγή ανθρώπινων γονιδίων σε αυτά τα όργανα, τα οποία στη συνέχεια δεν θα μπορούσαν να προκαλέσουν τη φυσική ανοσολογική απόκριση του σώματος, λένε οι επιστήμονες.

συμπέρασμα

Τα τεχνητά όργανα είναι συσκευές σχεδιασμένες για να αντικαθιστούν προσωρινά ή μόνιμα ενεργά τη χαμένη λειτουργία ενός φυσικού πρωτοτύπου (αν και αυτή η λειτουργία δεν μπορεί ακόμη να αντικατασταθεί πλήρως, ειδικά εάν ένα συγκεκριμένο πρωτότυπο, για παράδειγμα, ένας πνεύμονας, το ήπαρ, ο νεφρός ή το πάγκρεας, έχει ένα σύμπλεγμα σύνθετες συναρτήσεις). Μια λειτουργική πρόθεση δεν πρέπει να ταυτίζεται με ένα τεχνητό όργανο - μια συσκευή που αναπαράγει παθητικά την κύρια χαμένη λειτουργία ενός φυσικού πρωτοτύπου λόγω του σχήματος ή των σχεδιαστικών χαρακτηριστικών του.

Ένα ιδανικό τεχνητό όργανο πρέπει να πληροί τις ακόλουθες παραμέτρους:

Μπορεί να εμφυτευτεί στο ανθρώπινο σώμα.

Δεν έχει επικοινωνία με το περιβάλλον.

Κατασκευασμένο από ελαφρύ, ανθεκτικό, εξαιρετικά βιοσυμβατό υλικό.

Ανθεκτικό, ανθεκτικό σε βαριά φορτία.

Προσομοιώνει πλήρως τις λειτουργίες ενός φυσικού αναλόγου

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

1. http://meduniver.com/Medical/Xirurgia/815.html\

2. http://transplantation.eurodoctor.ru/artificialorgan/

3. http://help-help.ru/old/239/

Φιλοξενείται στο Allbest.ru

...

Παρόμοια Έγγραφα

Η αξία των τεχνητών οργάνων στη σύγχρονη ιατρική. Ενεργητικά και παθητικά προσθετικά χέρια. Σωστή επιλογήπροσθετική για άτομο με σωματικό τραυματισμό κάτω άκρα. Πρωτότυπα αποτελεσματικών τεχνητά εμφυτεύσιμων προθέσεων ολόκληρης καρδιάς για τον άνθρωπο.

περίληψη, προστέθηκε 04/09/2016


Μελέτη των πηγών και των χαρακτηριστικών της χρήσης βλαστοκυττάρων. Έρευνα για την τεχνολογία ανάπτυξης τεχνητών οργάνων με βάση βλαστοκύτταρα. Οφέλη ενός βιολογικού εκτυπωτή. Χαρακτηριστικά μηχανικών και ηλεκτρικών τεχνητών οργάνων.

παρουσίαση, προστέθηκε 20/04/2016


Η έννοια της τεχνητής καρδιάς, ο σκοπός και οι ενδείξεις χρήσης της. Αναζητήστε την τεχνητή καρδιά με την πιο προηγμένη τεχνολογία. Χαρακτηριστικά των αναλόγων αυτής της συσκευής, η αξιολόγησή τους. Μοντελοποίηση πρωτοτύπου και υποθέσεις για να ξεπεραστούν τα μειονεκτήματά του.

περίληψη, προστέθηκε 07/12/2012


Εμφύτευση τεχνητού φακού (ενδοφθάλμιου φακού) στο μάτι. Τύποι τεχνητών φακών. Χαρακτηριστικά της επέμβασης για την εμφύτευση τεχνητού φακού με θόλωση του (καταρράκτης), με σοβαρή βλάβη της οπτικής οξύτητας.

παρουσίαση, προστέθηκε 13/01/2014


Η παθογένεια της βλάβης νευρικό σύστημαστο σωματικές παθήσεις. Παθήσεις της καρδιάς και των κύριων αγγείων. Νευρολογικές διαταραχέςγια οξεία και χρόνιες ασθένειεςπνεύμονες, συκώτι, πάγκρεας, νεφρά. Ήττες συνδετικού ιστού.

διάλεξη, προστέθηκε 30/07/2013


Επανεξέταση και Συγκριτικά χαρακτηριστικάτεχνητές βαλβίδες. Μηχανικές τεχνητές βαλβίδες. Μηχανικές τεχνητές καρδιακές βαλβίδες δίσκου και δίπλων. Τεχνητή καρδιά και κοιλίες, τα χαρακτηριστικά τους, αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά.

περίληψη, προστέθηκε 16/01/2009


Η δημιουργία τεχνητών οργάνων ως ένας από τους σημαντικούς τομείς σύγχρονη ιατρική. Η αξία της επιλογής των υλικών, επαρκής για τον στόχο της μηχανικής λύσης. Τεχνητό αίμα, αιμοφόρα αγγεία, έντερα, καρδιά, οστά, μήτρα, δέρμα, άκρα.

παρουσίαση, προστέθηκε 14/03/2013


Επίκτητα καρδιακά ελαττώματα (βαλβιδικές ανωμαλίες). Ανεπάρκεια και στένωση της μιτροειδούς, της αορτικής και της τριγλώχινας βαλβίδας. Θεραπεία συγγενών και επίκτητων καρδιακών ανωμαλιών. Ριζική πλαστική ή εμφύτευση τεχνητών βαλβίδων, αρθρώσεις της αορτής.

παρουσίαση, προστέθηκε 02/05/2015


Χαρακτηριστικά της μελέτης της εξωτερικής και εσωτερικής έκκρισης του παγκρέατος. Πρωτεΐνες, μεταλλική σύνθεση του παγκρέατος, νουκλεϊκά οξέα. Επιρροή διάφορους παράγοντεςστα επίπεδα ινσουλίνης στο πάγκρεας. Περιγραφή ανωμαλιών του παγκρέατος.

περίληψη, προστέθηκε 28/04/2010


Χαρακτηριστικά της θέσης και της λειτουργίας του παγκρέατος. Οι ιδιαιτερότητες του σχηματισμού και της ανάπτυξης αυτού του σώματος. Συγκριτικά ανατομικά δεδομένα για τη δομή του παγκρέατος στο ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙτων ζώων. Η αξία του παγκρέατος στη ρύθμιση του μεταβολισμού των υδατανθράκων.

Όταν πρόκειται για τη δημιουργία στο εργαστήριο ανθρώπινων οργάνων ικανών να επιτελούν τις λειτουργίες που ορίζει η φύση στο ανθρώπινο σώμα, ένα σκεπτικιστικό χαμόγελο εμφανίζεται άθελά του στο πρόσωπο της πλειοψηφίας. Κάπως μοιάζει περισσότερο με φαντασία.

Παρόλα αυτά, σήμερα η καλλιέργεια νέων οργάνων είναι η πιο αντικειμενική πραγματικότητα, όπως και οι πρώτοι ασθενείς των οποίων η ζωή σώθηκε χάρη στις πιο μοναδικές επεμβάσεις μεταμόσχευσης οργάνων. Και θα ήθελα να δηλώσω με περηφάνια ότι αυτές οι πρωτοποριακές μελέτες στον τομέα της αναγεννητικής ιατρικής πραγματοποιούνται εδώ στο Kuban.

Την ιστορία ενός ατόμου που είχε την τύχη να πάρει όλες τις πληροφορίες από πρώτο χέρι, θέλω να μεταφέρω χωρίς περικοπές, κάτι που κάνουμε.

Ο Paolo Macchiarini δεν είναι μόνο ιταλικό όνομα. Αυτός ο άντρας είναι ένας αληθινός Ιταλός, με το ταμπεραμέντο και τη συναισθηματικότητα που ενυπάρχουν στην εθνικότητα του. Εκφράζοντας τον θαυμασμό του, αναφωνεί με χαρά: «Φανταστικά!!!», προχωρώντας αμέσως σε ένα απεγνωσμένο επιφώνημα: «Περιμένουν να πεθάνω!!!», αναφέροντας συναδέλφους που νιώθουν ενόχληση για την ανωτερότητα αυτού άτομο, και ούτω καθεξής συνεχίζοντας να μοιράζεται ανιδιοτελώς τις προοπτικές των τελευταίων εξελίξεων που δίνουν ελπίδα για τη διάσωση νέων ανθρώπινων ζωών.

Συμμετέχοντας στο συνέδριο του Σότσι «Γενετική της γήρανσης και της μακροζωίας», στο οποίο συμμετείχαν οι πιο διάσημοι ειδικοί σε αυτόν τον τομέα από όλο τον κόσμο, ο Paolo Macchiarini βρέθηκε σε πιο πλεονεκτική θέση, επειδή δεν χρειάστηκε να ξεπεράσει κορδόνια, παρά το γεγονός ότι είναι ειδικός καθολικής κλίμακας.

Εδώ και αρκετά χρόνια, αυτός ο άνθρωπος είναι επικεφαλής του Κέντρου Αναγεννητικής Ιατρικής του Κουμπάν ιατρικό πανεπιστήμιο. Προκειμένου να λάβει τη συγκατάθεση του καθηγητή Macchiarini να έρθει να εργαστεί στο Κρασνοντάρ, η ρωσική κυβέρνηση διέθεσε 150 εκατομμύρια ρούβλια για τη δημιουργία του κέντρου.

Ο καθηγητής σημειώνει με ευγνωμοσύνη ότι όσο εργάζεται στη χώρα μας δεν χρειάζεται να αναζητά ευκαιρίες για να λύσει οικονομικά προβλήματα και χρησιμοποιεί στο έπακρο όλο τον χρόνο και το ταλέντο του για να σώσει ζωές ανθρώπων.

Πώς κατασκευάζονται τα όργανα για μεταμόσχευση

Ο Paolo Macchiarini είναι ο συγγραφέας και ο δημιουργός μιας καινοτόμου τεχνολογίας για την ανάπτυξη της τραχείας, η οποία, πράγματι, είναι το καμάρι και το κύριο επίτευγμα της αναγεννητικής ιατρικής. Το 2008, για πρώτη φορά στην ιστορία της ανθρωπότητας, πραγματοποίησε μια επέμβαση μεταμόσχευσης μιας ασθενή με τραχεία που αναπτύχθηκε από τα δικά της βλαστοκύτταρα σε ένα πλαίσιο δότη σε έναν βιοαντιδραστήρα. Ένα χρόνο αργότερα, έγινε μια εκπληκτική επέμβαση, όταν το όργανο αναπτύχθηκε μέσα στο σώμα του ασθενούς χωρίς τη χρήση βιοαντιδραστήρα. Το 2011, ο καθηγητής Macchiarini πραγματοποίησε μια άνευ προηγουμένου επέμβαση μεταμόσχευσης ανθρώπινο όργανοπλήρως δημιουργημένο σε εργαστηριακές συνθήκες σε τεχνητό πλαίσιο, όταν δεν χρησιμοποιήθηκαν όργανα δότη.

Η πρώτη επίσκεψη του Macchiarini στη Ρωσία πραγματοποιήθηκε το 2010. Το Ίδρυμα Science for Life Extension τον κάλεσε να πραγματοποιήσει ένα master class για την αναγεννητική ιατρική. Την ίδια χρονιά, ο καθηγητής Macchiarini, για πρώτη φορά στη Ρωσία, έκανε μεταμόσχευση τραχείας σε μια νεαρή γυναίκα που είχε τραυματιστεί σε τροχαίο και είχε χάσει την ικανότητα να μιλάει και να αναπνέει κανονικά. Η ασθενής ανέκτησε την υγεία της και η Ιταλίδα γιατρός συνέχισε να αναπτύσσει την αναγεννητική ιατρική στη χώρα μας, εισάγοντας συνεχώς κάτι προηγμένο. Για παράδειγμα, μαζί με μια τεχνητά αναπτυγμένη τραχεία, ένα μέρος του λάρυγγα μεταμοσχεύθηκε σε ένα άτομο.

- Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς ένα όργανο μπορεί να αναπαραχθεί αυτόνομα, απουσία ανθρώπου;

«Στο μεγαλύτερο μέρος, αυτό δεν μπορεί να γίνει. Έχοντας τα κύτταρα ενός ενήλικα, δεν θα είναι δυνατό να αναπτυχθεί ένα ολόκληρο όργανο χωρίς όργανο δότη ή τεχνητό πλαίσιο.

Πώς ήταν η διαδικασία προετοιμασίας του υλικού όταν όλα μόλις ξεκινούσαν; Έλαβε όργανο δότη. Ο δότης μπορεί να είναι άνθρωπος ή ζώο, πιο συχνά γουρούνι. Το όργανο αυτό βυθίστηκε σε ειδικό διάλυμα, όπου διαλύθηκαν μυϊκοί ιστοί, απελευθερώνοντάς το έτσι από το γενετικό υλικό. Ως αποτέλεσμα, παρέμεινε μόνο ένα πλαίσιο συνδετικού ιστού. Κάθε όργανο έχει ένα πλαίσιο που του επιτρέπει να διατηρεί το σχήμα του, τη λεγόμενη εξωκυτταρική μήτρα. Αν και ο σκελετός ενός οργάνου που λαμβάνεται από ένα γουρούνι που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο, με ανοσοποιητικό σύστημαένα άτομο δεν έρχεται σε σύγκρουση, ωστόσο, υπάρχει κίνδυνος τυχαίας διείσδυσης κάποιου είδους ιού και για τους μουσουλμάνους αυτή η επιλογή δεν είναι αποδεκτή για θρησκευτικούς λόγους. Έτσι το όργανο που κατασχέθηκε από τον νεκρό ήταν πιο κατάλληλο για την απόκτηση ενός πλαισίου.

Το 2011, εισήχθη η πιο πρόσφατη τεχνολογία για τη δημιουργία ενός τεχνητού πλαισίου, η οποία καθιστά δυνατή τη δημιουργία χωρίς δωρητές, κατ 'αρχήν. Αυτό το πλαίσιο είναι ένας σωλήνας κατασκευασμένος σύμφωνα με τις επιμέρους διαστάσεις του οργάνου του ασθενούς, κατασκευασμένος από ελαστικό και πλαστικό νανοσύνθετο υλικό. Αυτό είναι ένα τεράστιο άλμα προς τα εμπρός. Με την παραλαβή ενός τεχνητού πλαισίου, δεν χρειάζονται δότες και όλα τα ερωτήματα βιοηθικής απομακρύνονται αμέσως, ειδικά όταν πρόκειται για παιδιά.

«Αλλά ένας σωλήνας δεν είναι όργανο. Πώς να το αναβιώσετε και να το κάνετε να λειτουργήσει;

- Για τους σκοπούς αυτούς, υπάρχει ένας βιοαντιδραστήρας.

«Κάτι σαν βιοεκτυπωτής;»

- Ένας βιοεκτυπωτής μπορεί να παράγει απλούς ιστούς ή αγγεία, αλλά όχι πολύπλοκα όργανα. Ο βιοαντιδραστήρας έχει σχεδιαστεί για αναπαραγωγή και ανάπτυξη κυττάρων· γι' αυτό υποστηρίζονται βέλτιστες συνθήκες. Τα κύτταρα του βιοαντιδραστήρα εφοδιάζονται με τροφή, έχουν την ικανότητα να αναπνέουν και τα μεταβολικά προϊόντα απομακρύνονται από εκεί. Από μυελός των οστώνΤα κύτταρα του ίδιου του ασθενούς απομονώνονται, τα οποία τοποθετούνται στο ικρίωμα. Τα βλαστοκύτταρα αυτού του τύπου μπορούν να μετατραπούν σε ειδικά κύτταρα των απαιτούμενων οργάνων. Μέσα σε δύο ημέρες, το πλαίσιο είναι κατάφυτο με αυτά τα κύτταρα και στη συνέχεια, ενεργώντας σε αυτά με έναν συγκεκριμένο τρόπο, τα κύτταρα μετατρέπονται σε τραχειακά. Το όργανο είναι έτοιμο για μεταμόσχευση και εφόσον αναπτύσσεται από τα ίδια τα κύτταρα του ασθενούς, δεν απορρίπτεται από τον οργανισμό.

- Μα δεν σκοπεύεις να σταματήσεις μόνο στην τραχεία, έτσι;

- Αυτή τη στιγμή βρίσκεται σε εξέλιξη μια μελέτη σε ζώα του οισοφάγου και του διαφράγματος που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο. Επιπλέον, σχεδιάζεται, μαζί με το Ινστιτούτο του Τέξας, να αναπτυχθεί μια λειτουργική καρδιά για πρώτη φορά στον κόσμο.

Στην επικράτεια του Κρασνοντάρ υπάρχει ένα ειδικό φυτώριο πιθήκων που έχει σχεδιαστεί για ιατρική έρευνα. Σε αυτούς σχεδιάζεται να δοκιμαστεί η πρώτη συνθετική καρδιά. Λαμβάνοντας υπόψη ότι στη Ρωσία πολλά προβλήματα επιλύονται πολύ πιο εύκολα από ό,τι στη Δύση ή στις Ηνωμένες Πολιτείες, υπάρχει μεγάλη πεποίθηση ότι η Ρωσία θα γίνει η γενέτειρα του πρώτου ανθρώπινη καρδιάκαλλιεργείται στο εργαστήριο.

- Και ποια όργανα έχουν μεγαλύτερη ζήτηση;

- Δεν υπάρχει όριο στην τελειότητα και στην ανθρώπινη βλακεία. Πώς αλλιώς να αντιμετωπίσεις το αίτημα κάποιου προέδρου ομοφυλοφιλικής κοινωνίας να του δώσει πέος;

- Δύο πέη - αυτό είναι μια σκέψη!

- Ναι, το γεγονός είναι ότι δεν ήταν μόνο δύο, για κάποιο λόγο δεν υπήρχε καθόλου. Αυτό είναι μόνο στα πέη δεν είμαι δυνατός. Με την ευκαιρία, με τη μήτρα, επίσης, δεν θα μπορούσε να βοηθήσει. Άλλωστε, οι άνθρωποι δεν βασανίζονται μόνο από ασθένειες, αλλά και κάθε είδους τρελές ιδέες δεν τους επιτρέπουν να ζήσουν ειρηνικά.

Το κέντρο μας δεν λειτουργεί με αυτές τις νέες τάσεις. Αυτό που προσπάθησαν ήταν να αναπτύξουν όρχεις, γιατί αυτό το πρόβλημα είναι πολύ σημαντικό λόγω του τεράστιου αριθμού παιδιών που έχουν καρκίνο των όρχεων ή συγγενείς ανωμαλίες. Ωστόσο, τα βλαστοκύτταρα δεν μπόρεσαν να μετατραπούν σε κύτταρα όρχεων και οι μελέτες τελείωσαν χωρίς συμπέρασμα.

Όπως είναι φυσικό, οι κύριες προσπάθειες του κέντρου μας στοχεύουν στην ανάπτυξη αυτών των οργάνων, η μεταμόσχευση των οποίων θα βοηθήσει στη διάσωση του μέγιστου αριθμού ανθρώπων. Αυτή τη στιγμή, ένα από τα πιο σχετικά έργα είναι η καλλιέργεια του διαφράγματος. Χιλιάδες παιδιά γεννιούνται χωρίς αυτό το όργανο και ως εκ τούτου πεθαίνουν.

- Ποια όργανα αναπτύσσονται πιο δύσκολα;

- Τα πιο δύσκολα πράγματα είναι με την καρδιά, τα νεφρά και το συκώτι και όχι επειδή είναι δύσκολο να αναπτυχθούν. Σήμερα, σχεδόν όλα τα όργανα μπορούν να αναπτυχθούν, αλλά εδώ είναι πώς να τα κάνετε να λειτουργούν σωστά και να παράγουν απαραίτητο για το σώμαουσίες είναι ακόμα ένα ερώτημα. Τα τεχνητά όργανα σταματούν να λειτουργούν μετά από λίγες ώρες. Δεν γνωρίζουμε καλά την αρχή της δουλειάς τους, αυτός είναι ο όλος λόγος.

Αλλά είναι πολύ πιθανό τα βλαστοκύτταρα να μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποκατάσταση της λειτουργίας οργάνων που απαιτούν μεταμόσχευση. Ξεκινήστε τις εσωτερικές διαδικασίες αναγέννησης του σώματος. Σήμερα, αυτό είναι το πιο αγαπητό μου όνειρο, και εάν αυτή η φανταστική ιδέα μπορεί να πραγματοποιηθεί, δεν θα υπάρξει άλλη χειρουργική επέμβαση και ανάπτυξη οργάνων, γιατί κάθε άτομο έχει βλαστοκύτταρα.

- Πόσος χρόνος χρειάζεται για να δημιουργηθεί ένα συνθετικό όργανο;

- Ο χρόνος είναι ανάλογος με την πολυπλοκότητα του οργάνου. Τέσσερις μέρες είναι αρκετές για την τραχεία, τρεις εβδομάδες για την καρδιά.

- Είναι δυνατόν να αναπτυχθεί ένας εγκέφαλος;

- Έχω τέτοιες προθέσεις στο μέλλον.

«Σε τελική ανάλυση, ο εγκέφαλος έχει αμέτρητες συνδέσεις μεταξύ των νευρώνων. Πώς να είσαι μαζί τους;

- Δεν είναι τόσο δύσκολο, απλά πρέπει να δεις το πρόβλημα από διαφορετική οπτική γωνία. Είναι αδύνατο να αντικατασταθεί πλήρως ο εγκέφαλος και δεν τίθεται θέμα. Αλλά, εάν ένα άτομο έχει τραυματισμό στο κεφάλι, μέρος του εγκεφάλου είναι κατεστραμμένο, αλλά το άτομο επέζησε. Αυτό το σπασμένο τμήμα του εγκεφάλου πρέπει να αντικατασταθεί με ένα υπόστρωμα που είναι σχεδιασμένο να προκαλεί την ανάπτυξη νευρώνων, προσελκύοντάς τους από άλλα μέρη του εγκεφάλου. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, το προσβεβλημένο μέρος του εγκεφάλου θα αρχίσει σταδιακά να λειτουργεί και να αποκτά συνδέσεις. Πόσοι άνθρωποι θα μπορούσαν να απαλλαγούν από τα προβλήματα!

Όνειρα και απογοητεύσεις

- Πώς αντιδρούν οι συνάδελφοι στην επιτυχία σας;

- Αυτό είναι ένα δύσκολο θέμα και είναι λυπηρό να μιλάμε για αυτό. Όταν ένα άτομο κάνει κάτι που κανείς άλλος στον κόσμο δεν έχει κάνει ποτέ, είναι πάντα σε μπελάδες. Πρέπει να περάσει πολύς χρόνος πριν αρχίσει να γίνεται αντιληπτό επαρκώς κάτι που γίνεται για πρώτη φορά. Πριν από αυτό, όλοι τείνουν να επικρίνουν, και αρκετά σκληρά, μερικές φορές θεωρώντας τις ενέργειές μου ως σχεδόν παράνοιες. Συχνά οι άνθρωποι ζηλεύουν πολύ την επιτυχία των συναδέλφων: μου επιτέθηκαν, προσπάθησαν να δημιουργήσουν αφόρητες συνθήκες για δουλειά, μερικές φορές χρησιμοποιώντας πολύ βρώμικες μεθόδους.

Τι υπάρχει στην προσωπική σας ζωή και επαγγελματική δραστηριότηταδημιουργεί τη μεγαλύτερη πρόκληση;

- Αν πάρεις την προσωπική μου ζωή, τότε απλά δεν υπάρχει. Η δουλειά δεν είναι το πιο δύσκολο κομμάτι. Είναι πιο δύσκολο να ανταπεξέλθεις στις συνεχείς επιθέσεις των συναδέλφων, την ακατανίκητη ζήλια τους. Η έλλειψη στοιχειώδους σεβασμού, και οι καθαρά ανθρώπινες σχέσεις, είναι απίστευτα καταθλιπτική. Φαίνεται ότι δεν υπάρχει τίποτα στον κόσμο εκτός από τον ανταγωνισμό. ΣΤΟ επιστημονικά περιοδικάΈχω δημοσιεύσει δεκάδες άρθρα, αλλά φαίνεται ότι κανείς δεν τα διαβάζει, συνεχίζοντας να ισχυρίζεται ότι δεν υπάρχουν στοιχεία για τα αποτελέσματά μας. Όλοι γύρω είναι συντονισμένοι μόνο στην κριτική για οποιονδήποτε απολύτως λόγο.

Αυτή η ζήλια είναι που μου δημιουργεί τις κύριες δυσκολίες. Νιώθω συνεχώς άγρια ​​πίεση από όλες τις πλευρές. Προφανώς, αυτή είναι η μοίρα όλων των πρωτοπόρων. Ξέρω όμως ότι θα σώσουμε ζωές ανθρώπων και είμαι έτοιμος να αντέξω οποιεσδήποτε επιθέσεις γι' αυτό.

- Εχεις ονειρα?

- Όσο για την προσωπική μου ζωή, ονειρεύομαι να πάρω τον αγαπημένο μου σκύλο, να μπω σε μια βάρκα και να ταξιδέψω σε ένα έρημο νησί για να μην μου θυμίζει τίποτα αυτόν τον κόσμο. Όσο για τη δουλειά, ονειρεύομαι να σώσω ανθρώπους χωρίς να καταφύγω σε χειρουργική επέμβαση, αλλά μόνο χρησιμοποιώντας κυτταροθεραπεία. Θα ήταν όντως φανταστικό!

- Πότε θα γίνει διαθέσιμη η τεχνολογία για τη δημιουργία τεχνητών οργάνων στην πλειοψηφία του πληθυσμού στις αναπτυγμένες χώρες;

- Όσο για την τραχεία, η τεχνολογία καλλιέργειας αυτού του οργάνου έχει πρακτικά τελειοποιηθεί. Εάν συνεχιστούν οι κλινικές δοκιμές στο Kuban, τότε σε μερικά χρόνια θα συγκεντρωθούν αρκετά στοιχεία που θα αποδεικνύουν την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των μεθόδων που έχουμε αναπτύξει και θα χρησιμοποιηθούν παντού. Πολλά εξαρτώνται από τον αριθμό των ασθενών και από έναν αριθμό άλλων παραγόντων. Θα συνεχίσω τις εξελίξεις σχετικά με την καλλιέργεια του διαφράγματος, του οισοφάγου και της καρδιάς. Ελπίζω ότι όλα θα πάνε πολύ πιο γρήγορα στη Ρωσία, οπότε κάντε λίγη υπομονή και σύντομα θα το μάθετε μόνοι σας.

Ως αποτέλεσμα τεσσάρων διαγωνισμών με στόχο την προσέλκυση παγκοσμίου φήμης επιστημόνων σε ρωσικά πανεπιστήμια, 163 ξένοι και εγχώριοι ειδικοί κέρδισαν μεγάλες επιχορηγήσεις που διέθεσε η ρωσική κυβέρνηση.

Στα μέσα του εικοστού αιώνα, σχεδόν κανείς δεν μπορούσε να πιστέψει σοβαρά στη δημιουργία τεχνητών οργάνων, ήταν κάτι από την κατηγορία της φαντασίας. Στις μέρες μας, στην καθορισμένη κατεύθυνση των οργάνων, ενεργά ερευνητικό έργο, τα αποτελέσματα των οποίων μπορούμε ήδη να παρατηρήσουμε, ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά προβλήματα που σχετίζονται με την τεχνική πολυπλοκότητα της υλοποίησης αυτής της ιδέας. Εξετάστε το πρόβλημα στο παράδειγμα της δημιουργίας μιας τεχνητής καρδιάς.

Μία από τις κύριες προκλήσεις είναι να αποκτήσετε τρισδιάστατο ιστό καρδιακού τοιχώματος πάχους ενός ή δύο δακτύλων. Μπορούμε ήδη να αποκτήσουμε μονοστοιβάδες κυττάρων και να αναπτύξουμε τέτοιους ιστούς. Το πρόβλημα είναι να αναπτυχθεί ταυτόχρονα η αγγειακή κλίνη μαζί με τον μυϊκό ιστό, μέσω του οποίου αυτό μυςθα εφοδιαστεί με οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά και προϊόντα μεταβολισμού θα απεκκριθούν. Χωρίς αγγειακό στρώμα, χωρίς επαρκή παροχή, τα κύτταρα στο παχύ στρώμα θα πεθάνουν. Σε ένα λεπτό στρώμα, μπορούν να τρέφονται λόγω της διάχυσης των θρεπτικών ουσιών και του οξυγόνου, αλλά σε ένα παχύ στρώμα, η διάχυση δεν είναι πλέον αρκετή και τα βαθιά στρώματα των κυττάρων θα πεθάνουν. Τώρα μπορούμε να φτιάξουμε περίπου τρία στρώματα καρδιακών κυττάρων που μπορούν να επιβιώσουν.

Μιλώντας για πολλά υποσχόμενα εμφυτεύματα, πρέπει να θυμόμαστε ότι η αγγειακή κλίνη του εμφυτεύματος θα πρέπει να συνδεθεί με την αγγειακή κλίνη που υπάρχει ήδη σε άλλο μέρος της καρδιάς του παραλήπτη, δηλαδή είναι απαραίτητο να αναπτυχθεί ένα αγγειακό κρεβάτι ενός συγκεκριμένου ανατομία. Η ανάπτυξη μιας ολόκληρης καρδιάς με πολλά από τα τμήματα, τα κύτταρα και το δικό της σύστημα αγωγιμότητας είναι ένα πολύ περίπλοκο πολυκύτταρο έργο. Ένα ακριβές αντίγραφο της ανθρώπινης καρδιάς μπορεί να ληφθεί σε περίπου 7-10 χρόνια σε καλά εξοπλισμένα εργαστήρια στις ανεπτυγμένες χώρες. Η καρδιά δεν είναι αδένας που παράγει ορμόνες, είναι αντλία. Χρειαζόμαστε το αίμα να αντλείται και να μην τραυματιζόμαστε κατά την άντληση. Ο τραυματισμός του αίματος είναι ακριβώς το πρόβλημα των εξωτερικών αντλιών που χρησιμοποιούνται σε εγχειρήσεις καρδιάς. Όταν πρωτοαναπτύχθηκαν, η κύρια δυσκολία ήταν ότι τα ερυθροκύτταρα και άλλα στοιχεία του αίματος υπέστησαν βλάβη από αυτές τις αντλίες.

Σύγχρονη ανάπτυξηυλικά μπορούν να οδηγήσουν στη δημιουργία μιας μηχανικής καρδιάς που μπορεί να στριφωθεί έτσι ώστε να μπορεί εύκολα να εκτελέσει τις λειτουργίες μιας βιολογικής καρδιάς που δίνει η φύση σε ένα άτομο.

Αν μιλάμε για εισαγόμενα συστήματα γενικά, τότε η καρδιά δεν είναι το πιο βολικό αντικείμενο εδώ. Είναι σοφότερο να προωθούνται πειράματα σε ιστούς του ήπατος ή των νεφρών. Για παράδειγμα, οι λωρίδες συκωτιού επιβιώνουν εύκολα από μόνες τους και αναπτύσσονται σχετικά εύκολα. Το να δώσετε σε ένα άτομο που έχει κίρρωση του ήπατος ένα νέο μέρος του ήπατος που μπορεί να αρχίσει να αναγεννάται και να αναπτύσσεται μόνο του είναι μια πολύ πιο έξυπνη άσκηση.

Στα επόμενα 5-10 χρόνια, θα γίνει σαφές εάν αξίζει να ξοδέψετε χρόνο και προσπάθεια για την ανάπτυξη μιας νέας καρδιάς ή θα είναι ευκολότερο να βάλετε μια μηχανική καρδιά σε ένα άτομο, παραδείγματα επιτυχημένης χρήσης της οποίας είναι ήδη διαθέσιμα αυτή τη στιγμή.

Το πρόβλημα με τις υπάρχουσες επιλογές τεχνητής καρδιάς είναι ότι πρέπει να χτυπούν 100.000 φορές την ημέρα και 35 εκατομμύρια φορές το χρόνο για να κάνουν την ίδια δουλειά, οπότε φθείρονται γρήγορα. Αν μιλούσαμε για αυτοκίνητο, τότε το θέμα θα μπορούσε να λυθεί εύκολα - αλλαγή λαδιού και μπουζί, αλλά στην περίπτωση της καρδιάς, όλα δεν είναι τόσο απλά.

Η μοναδικότητα της νέας συσκευής, που χρησιμοποιείται από γιατρούς από το Ινστιτούτο Καρδιολογίας του Τέξας (Texas Heart Institute στο Χιούστον), είναι ακριβώς ότι αντλεί συνεχώς αίμα και γίνεται αισθητός ο ανθρώπινος σφυγμός. Βοηθά στη διαχείριση θρόμβων αίματος και αιμορραγίας και παρέχει περισσότερες επιλογές για άτομα με σοβαρή καρδιακή ανεπάρκεια που είχαν προηγουμένως μόνο δύο επιλογές: τεχνητή καρδιά ή μεγάλη αναμονή στην ουρά για μεταμόσχευση οργάνου. Η συσκευή που προκύπτει προσφέρει μια τρίτη επιλογή για ασθενείς με οξεία καρδιακή ανεπάρκεια.

Για την αξιολόγηση της προόδου στην ανάπτυξη και χρήση τεχνητών οργάνων, μπορεί κανείς να ανατρέξει και στην εμπειρία των δυτικών επιστημόνων και ιατρών.

Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Case Western Reserve δημιούργησαν έναν τεχνητό πνεύμονα που, σε αντίθεση με άλλα παρόμοια συστήματα, χρησιμοποιεί αέρα και όχι καθαρό οξυγόνο. Η συσκευή αντιγράφει πλήρως αναπνευστικό όργανο. Ο σχεδιασμός του περιλαμβάνει ανάλογα αιμοφόρων αγγείων κατασκευασμένα από αναπνεύσιμο καουτσούκ σιλικόνης. Όπως τα πραγματικά αγγεία, διακλαδίζονται και ποικίλλουν σε μέγεθος: το λεπτότερο από αυτά είναι περίπου το ένα τέταρτο του πάχους μιας ανθρώπινης τρίχας.

Χειρουργοί στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Karolinska στη Στοκχόλμη πραγματοποίησαν την πρώτη στον κόσμο μεταμόσχευση συνθετικής τραχείας που δημιουργήθηκε από τα βλαστοκύτταρα του ίδιου του ασθενούς. Αυτή η τεχνολογία σας επιτρέπει να κάνετε χωρίς δότη και να αποφύγετε τον κίνδυνο απόρριψης ιστού και η παραγωγή ενός οργάνου είναι αρκετά γρήγορη και διαρκεί από δύο ημέρες έως μία εβδομάδα.

Η σύγχρονη ιατρική τεχνολογία σάς επιτρέπει να αντικαταστήσετε πλήρως ή μερικώς νοσούντα ανθρώπινα όργανα. Ένας ηλεκτρονικός καρδιακός βηματοδότης, ένας ενισχυτής ήχου για άτομα που πάσχουν από κώφωση, ένας φακός από ειδικό πλαστικό - αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα χρήσης της τεχνολογίας στην ιατρική. Οι βιοπροσθέσεις που οδηγούνται από μικροσκοπικά τροφοδοτικά που ανταποκρίνονται στα βιορεύματα στο ανθρώπινο σώμα γίνονται επίσης πιο διαδεδομένες.

Κατά τη διάρκεια των πιο περίπλοκων επεμβάσεων που γίνονται στην καρδιά, τους πνεύμονες ή τα νεφρά, η πολύτιμη βοήθεια στους γιατρούς παρέχεται από το «Artificial Circulation Machine», «Artificial Lung», «Artificial Heart», «Artificial Kidney», που αναλαμβάνουν τις λειτουργίες του χειρουργημένα όργανα, αφήστε για λίγο να αναστείλουν την εργασία τους.

Ο «τεχνητός πνεύμονας» είναι μια παλλόμενη αντλία που παρέχει αέρα σε δόσεις με συχνότητα 40-50 φορές το λεπτό. Ένα συνηθισμένο έμβολο δεν είναι κατάλληλο για αυτό: τα σωματίδια του υλικού των τμημάτων τριβής του ή μια σφράγιση μπορούν να εισέλθουν στη ροή του αέρα. Εδώ και σε άλλες παρόμοιες συσκευές, χρησιμοποιούνται κυματοειδείς μεταλλικές ή πλαστικές φυσούνες - φυσούνες. Καθαρισμένος και φέρεται στην απαιτούμενη θερμοκρασία, ο αέρας τροφοδοτείται απευθείας στους βρόγχους.

Η «μηχανή καρδιάς-πνεύμονα» είναι παρόμοια. Οι σωλήνες του συνδέονται χειρουργικά με τα αιμοφόρα αγγεία.

Η πρώτη προσπάθεια αντικατάστασης της λειτουργίας της καρδιάς με ένα μηχανικό ανάλογο έγινε ήδη από το 1812. Ωστόσο, μέχρι τώρα, ανάμεσα στις πολλές συσκευές που κατασκευάστηκαν, δεν υπάρχουν απόλυτα ικανοποιητικοί γιατροί.

Οι εγχώριοι επιστήμονες και σχεδιαστές έχουν αναπτύξει μια σειρά μοντέλων με τη γενική ονομασία "Αναζήτηση". Πρόκειται για μια κοιλιακή πρόσθεση τύπου σάκου τεσσάρων θαλάμων σχεδιασμένη για εμφύτευση σε ορθοτοπική θέση.

Το μοντέλο κάνει διάκριση μεταξύ του αριστερού και του δεξιού μισού, καθένα από τα οποία αποτελείται από μια τεχνητή κοιλία και έναν τεχνητό κόλπο.

Τα συστατικά στοιχεία της τεχνητής κοιλίας είναι: σώμα, θάλαμος εργασίας, βαλβίδες εισόδου και εξόδου. Το περίβλημα της κοιλίας είναι κατασκευασμένο από καουτσούκ σιλικόνης με επίστρωση. Η μήτρα βυθίζεται σε ένα υγρό πολυμερές, αφαιρείται και στεγνώνει - και ούτω καθεξής ξανά και ξανά, μέχρι να δημιουργηθεί μια πολυστρωματική σάρκα καρδιάς στην επιφάνεια της μήτρας.

Ο θάλαμος εργασίας έχει σχήμα παρόμοιο με το σώμα. Κατασκευάστηκε από καουτσούκ λατέξ και στη συνέχεια από σιλικόνη. Το χαρακτηριστικό σχεδιασμού του θαλάμου εργασίας είναι ένα διαφορετικό πάχος τοιχώματος, στο οποίο διακρίνονται ενεργά και παθητικά τμήματα. Ο σχεδιασμός έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε ακόμη και με πλήρη τάση των ενεργών τμημάτων, τα απέναντι τοιχώματα της επιφάνειας εργασίας του θαλάμου να μην αγγίζουν το ένα το άλλο, γεγονός που εξαλείφει τον τραυματισμό των αιμοσφαιρίων.

Ο Ρώσος σχεδιαστής Alexander Drobyshev, παρ' όλες τις δυσκολίες, συνεχίζει να δημιουργεί νέα μοντέρνα σχέδια Poisk που θα είναι πολύ φθηνότερα από τα ξένα μοντέλα.

Ένα από τα καλύτερα ξένα συστήματα για σήμερα "Τεχνητή καρδιά" "Novacor" κοστίζει 400 χιλιάδες δολάρια. Μαζί της, μπορείτε να περιμένετε στο σπίτι για μια επέμβαση για έναν ολόκληρο χρόνο.

Υπάρχουν δύο πλαστικές κοιλίες στη βαλίτσα Novacor. Σε ένα ξεχωριστό τρόλεϊ υπάρχει μια εξωτερική υπηρεσία: ένας υπολογιστής ελέγχου, μια οθόνη ελέγχου, η οποία παραμένει στην κλινική μπροστά στους γιατρούς. Στο σπίτι με τον ασθενή - τροφοδοτικό, επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, οι οποίες αντικαθίστανται και επαναφορτίζονται από το δίκτυο. Το καθήκον του ασθενούς είναι να ακολουθεί την πράσινη ένδειξη των λαμπτήρων που δείχνει τη φόρτιση των μπαταριών.

Οι συσκευές "Τεχνητό νεφρό" λειτουργούν εδώ και πολύ καιρό και χρησιμοποιούνται με επιτυχία από γιατρούς.

Πίσω στο 1837, μελετώντας τις διαδικασίες κίνησης των διαλυμάτων μέσω ημιπερατών μεμβρανών, ο T. Grechen ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε και έβαλε σε χρήση τον όρο «διαπίδυση» (από το ελληνικό dialisis - διαχωρισμός). Αλλά μόνο το 1912, με βάση αυτή τη μέθοδο, κατασκευάστηκε μια συσκευή στις Ηνωμένες Πολιτείες, με τη βοήθεια της οποίας οι συγγραφείς της πραγματοποίησαν την αφαίρεση σαλικυλικών από το αίμα των ζώων σε ένα πείραμα. Στη συσκευή, την οποία ονόμασαν «τεχνητό νεφρό», χρησιμοποιήθηκαν σωλήνες κολλοδίου ως ημιπερατή μεμβράνη, μέσω της οποίας έρεε το αίμα του ζώου και έξω πλύθηκαν με ισοτονικό διάλυμα χλωριούχου νατρίου. Ωστόσο, το κολλίδιο που χρησιμοποιούσε ο J. Abel αποδείχθηκε ότι ήταν ένα αρκετά εύθραυστο υλικό και αργότερα άλλοι συγγραφείς δοκίμασαν άλλα υλικά για αιμοκάθαρση, όπως τα έντερα των πτηνών, η κολυμβητική κύστη των ψαριών, το περιτόναιο μόσχων, το καλάμι και το χαρτί .

Για την πρόληψη της πήξης του αίματος, χρησιμοποιήθηκε η ιρουδίνη, ένα πολυπεπτίδιο που περιέχεται στην έκκριση των σιελογόνων αδένων μιας φαρμακευτικής βδέλλας. Αυτές οι δύο ανακαλύψεις ήταν το πρωτότυπο για όλες τις μετέπειτα εξελίξεις στον τομέα του εξωνεφρικού καθαρισμού.

Όποιες και αν είναι οι βελτιώσεις σε αυτόν τον τομέα, η αρχή παραμένει η ίδια. Σε οποιαδήποτε παραλλαγή, ο "τεχνητός νεφρός" περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία: μια ημιπερατή μεμβράνη, στη μία πλευρά της οποίας ρέει αίμα και στην άλλη πλευρά - αλατούχο διάλυμα. Για την πρόληψη της πήξης του αίματος, χρησιμοποιούνται αντιπηκτικά - φαρμακευτικές ουσίες που μειώνουν την πήξη του αίματος. Σε αυτή την περίπτωση, οι συγκεντρώσεις χαμηλών μοριακών ενώσεων ιόντων, ουρίας, κρεατινίνης, γλυκόζης και άλλων ουσιών με μικρό μοριακό βάρος εξισώνονται. Με την αύξηση του πορώδους της μεμβράνης, εμφανίζεται η μετακίνηση ουσιών με μεγαλύτερο μοριακό βάρος. Εάν προσθέσουμε σε αυτή τη διαδικασία μια υπερβολική υδροστατική πίεση από την πλευρά του αίματος ή μια αρνητική πίεση από την πλευρά του διαλύματος πλύσης, τότε η διαδικασία μεταφοράς θα συνοδεύεται από την κίνηση μεταφοράς μάζας νερού - μεταφοράς. Η οσμωτική πίεση μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά νερού με την προσθήκη οσμωτικά δραστικών ουσιών στο προϊόν διάλυσης. Τις περισσότερες φορές, για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε γλυκόζη, λιγότερο συχνά φρουκτόζη και άλλα σάκχαρα, και ακόμη πιο σπάνια προϊόντα άλλης χημικής προέλευσης. Ταυτόχρονα, με την εισαγωγή γλυκόζης σε μεγάλες ποσότητες, μπορεί κανείς να έχει ένα πραγματικά έντονο αποτέλεσμα αφυδάτωσης, ωστόσο, η αύξηση της συγκέντρωσης γλυκόζης στο προϊόν διάλυσης πάνω από ορισμένες τιμές δεν συνιστάται λόγω της πιθανότητας επιπλοκών.

Τέλος, είναι δυνατό να εγκαταλειφθεί τελείως το διάλυμα έκπλυσης μεμβράνης (υπό διαπίδυση) και να επιτευχθεί έξοδος μέσω της μεμβράνης του υγρού μέρους του αίματος: νερό και ουσίες με μοριακό βάρος μεγάλου εύρους.

Το 1925, ο J. Haas έκανε την πρώτη ανθρώπινη αιμοκάθαρση και το 1928 χρησιμοποίησε επίσης ηπαρίνη, καθώς η μακροχρόνια χρήση της ιρουδίνης συνδέθηκε με τοξικές επιδράσεις και η ίδια η επίδρασή της στην πήξη του αίματος ήταν ασταθής. Για πρώτη φορά, η ηπαρίνη χρησιμοποιήθηκε για αιμοκάθαρση το 1926 σε ένα πείραμα των H. Nehels και R. Lim.

Δεδομένου ότι τα υλικά που αναφέρονται παραπάνω αποδείχθηκαν ελάχιστα χρήσιμα ως βάση για τη δημιουργία ημιπερατών μεμβρανών, η αναζήτηση για άλλα υλικά συνεχίστηκε και το 1938 χρησιμοποιήθηκε σελοφάν για πρώτη φορά για αιμοκάθαρση, η οποία τα επόμενα χρόνια πολύς καιρόςπαρέμεινε η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή ημιπερατών μεμβρανών.

Η πρώτη συσκευή «τεχνητού νεφρού» κατάλληλη για ευρεία κλινική χρήση δημιουργήθηκε το 1943 από τους W. Kolff και H. Burke. Στη συνέχεια, αυτές οι συσκευές βελτιώθηκαν. Ταυτόχρονα, η ανάπτυξη της τεχνικής σκέψης σε αυτόν τον τομέα αρχικά αφορούσε, σε μεγαλύτερο βαθμό, την τροποποίηση των dialyzers και μόλις τα τελευταία χρόνια άρχισε να επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τις ίδιες τις συσκευές.

Ως αποτέλεσμα, εμφανίστηκαν δύο κύριοι τύποι συσκευής διαπίδυσης, ο λεγόμενος διαλυτήρας σπείρας, όπου χρησιμοποιήθηκαν σωλήνες σελοφάν και ο επίπεδος παράλληλος, στον οποίο χρησιμοποιήθηκαν επίπεδες μεμβράνες.

Το 1960, ο F. Keel σχεδίασε μια πολύ επιτυχημένη έκδοση μιας συσκευής διάλυσης σε επίπεδο-παράλληλο με πλάκες πολυπροπυλενίου και με την πάροδο πολλών ετών αυτός ο τύπος συσκευής διάλυσης και οι τροποποιήσεις του εξαπλώθηκαν σε όλο τον κόσμο, καταλαμβάνοντας ηγετική θέσημεταξύ όλων των άλλων τύπων συσκευών διαπίδυσης.

Στη συνέχεια, η διαδικασία δημιουργίας πιο αποτελεσματικών αιμοκάθαρτων και απλούστευσης της τεχνικής της αιμοκάθαρσης αναπτύχθηκε σε δύο βασικές κατευθύνσεις: τον σχεδιασμό της ίδιας της συσκευής αιμοκάθαρσης, με τις συσκευές αιμοκάθαρσης μίας χρήσης να κατέχουν κυρίαρχη θέση με την πάροδο του χρόνου και τη χρήση νέων υλικών ως ημιπερατής μεμβράνης. .

Η συσκευή αιμοκάθαρσης είναι η καρδιά του «τεχνητού νεφρού», και ως εκ τούτου οι κύριες προσπάθειες των χημικών και των μηχανικών στόχευαν πάντα στη βελτίωση αυτού του συγκεκριμένου συνδέσμου στο περίπλοκο σύστημα της συσκευής στο σύνολό της. Ωστόσο, η τεχνική σκέψη δεν αγνόησε τη συσκευή αυτή καθαυτή.

Στη δεκαετία του 1960, η ιδέα της χρήσης του λεγόμενου κεντρικά συστήματα, δηλαδή συσκευές «τεχνητού νεφρού», στις οποίες παρασκευάστηκε το διήθημα από συμπύκνωμα - μείγμα αλάτων, η συγκέντρωση των οποίων ήταν 30-34 φορές μεγαλύτερη από τη συγκέντρωσή τους στο αίμα του ασθενούς.

Ένας συνδυασμός τεχνικών αιμοκάθαρσης και ανακυκλοφορίας έχει χρησιμοποιηθεί σε μια σειρά μηχανημάτων τεχνητών νεφρών, όπως από την αμερικανική εταιρεία Travenol. Σε αυτή την περίπτωση, περίπου 8 λίτρα διαλύματος διαπίδυσης κυκλοφόρησαν με μεγάλη ταχύτητα σε ένα ξεχωριστό δοχείο στο οποίο τοποθετήθηκε η συσκευή διάλυσης και στο οποίο προστέθηκαν 250 χιλιοστόλιτρα φρέσκου διαλύματος κάθε λεπτό και η ίδια ποσότητα ρίχτηκε στην αποχέτευση.

Στην αρχή, η αιμοκάθαρση χρησιμοποιούσε ένα απλό νερό βρύσης, στη συνέχεια, λόγω της μόλυνσης του, ιδίως από μικροοργανισμούς, προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν απεσταγμένο νερό, αλλά αυτό αποδείχθηκε πολύ ακριβό και αναποτελεσματικό. Το ζήτημα επιλύθηκε ριζικά μετά τη δημιουργία ειδικών συστημάτων για την παρασκευή του νερού της βρύσης, που περιλαμβάνει φίλτρα για τον καθαρισμό του από μηχανικές ακαθαρσίες, σίδηρο και τα οξείδια του, πυρίτιο και άλλα στοιχεία, ρητίνες ανταλλαγής ιόντων για την εξάλειψη της σκληρότητας του νερού και εγκαταστάσεις η λεγόμενη «αντίστροφη» όσμωση.

Έχει καταβληθεί μεγάλη προσπάθεια για τη βελτίωση των συστημάτων παρακολούθησης των συσκευών τεχνητού νεφρού. Έτσι, εκτός από τη συνεχή παρακολούθηση της θερμοκρασίας του διηθήματος, άρχισαν να παρακολουθούν συνεχώς με τη βοήθεια ειδικών αισθητήρων τη χημική σύσταση του διηθήματος, εστιάζοντας στη συνολική ηλεκτρική αγωγιμότητα του διηθήματος, η οποία αλλάζει με μείωση της συγκέντρωσης άλατος και αυξάνεται με την αύξηση του.

Μετά από αυτό, άρχισαν να χρησιμοποιούνται αισθητήρες ροής επιλεκτικών ιόντων σε συσκευές «τεχνητού νεφρού», οι οποίοι παρακολουθούσαν συνεχώς τη συγκέντρωση ιόντων. Ο υπολογιστής, από την άλλη πλευρά, κατέστησε δυνατό τον έλεγχο της διαδικασίας εισάγοντας τα στοιχεία που λείπουν από πρόσθετα δοχεία ή την αλλαγή της αναλογίας τους χρησιμοποιώντας την αρχή της ανάδρασης.

Η αξία της υπερδιήθησης κατά τη διάρκεια της αιμοκάθαρσης δεν εξαρτάται μόνο από την ποιότητα της μεμβράνης, σε όλες τις περιπτώσεις η διαμεμβρανική πίεση είναι ο αποφασιστικός παράγοντας, επομένως οι αισθητήρες πίεσης έχουν γίνει ευρέως χρησιμοποιούμενοι σε οθόνες: ο βαθμός αραίωσης στο προϊόν της διάλυσης, η πίεση στην είσοδο και έξοδος της συσκευής αιμοκάθαρσης. Η σύγχρονη τεχνολογία που χρησιμοποιεί υπολογιστές καθιστά δυνατό τον προγραμματισμό της διαδικασίας υπερδιήθησης.

Φεύγοντας από τη συσκευή αιμοκάθαρσης, το αίμα εισέρχεται στη φλέβα του ασθενούς μέσω μιας παγίδας αέρα, η οποία καθιστά δυνατό να κρίνουμε με το μάτι την κατά προσέγγιση ποσότητα ροής αίματος, την τάση του αίματος να πήζει. Για την πρόληψη της εμβολής αέρα, αυτές οι παγίδες είναι εξοπλισμένες με αεραγωγούς, με τη βοήθεια των οποίων ρυθμίζουν το επίπεδο του αίματος σε αυτούς. Επί του παρόντος, σε πολλές συσκευές, ανιχνευτές υπερήχων ή φωτοηλεκτρικοί τοποθετούνται σε παγίδες αέρα, οι οποίες μπλοκάρουν αυτόματα τη φλεβική γραμμή όταν το επίπεδο του αίματος στην παγίδα πέσει κάτω από ένα προκαθορισμένο επίπεδο.

Πρόσφατα, οι επιστήμονες δημιούργησαν συσκευές που βοηθούν άτομα που έχουν χάσει την όρασή τους - εντελώς ή μερικώς.

Τα θαυματουργά γυαλιά, για παράδειγμα, αναπτύχθηκαν στην κατασκευαστική εταιρεία έρευνας και ανάπτυξης Rehabilitation με βάση τεχνολογίες που προηγουμένως χρησιμοποιούνταν μόνο σε στρατιωτικές υποθέσεις. Όπως ένα νυχτερινό θέαμα, η συσκευή λειτουργεί με βάση την αρχή της θέσης υπερύθρων. Οι μαύροι ματ φακοί των γυαλιών είναι στην πραγματικότητα πλάκες Plexiglas με μια μινιατούρα συσκευή εντοπισμού ανάμεσά τους. Ολόκληρος ο εντοπιστής, μαζί με τον σκελετό των γυαλιών, ζυγίζει περίπου 50 γραμμάρια - περίπου όσο τα συνηθισμένα γυαλιά. Και επιλέγονται, σαν γυαλιά για τους βλέποντες, αυστηρά μεμονωμένα, ώστε να είναι και βολικό και όμορφο. Οι "φακοί" όχι μόνο εκτελούν τις άμεσες λειτουργίες τους, αλλά καλύπτουν και ελαττώματα στα μάτια. Από τις δύο δωδεκάδες επιλογές, ο καθένας μπορεί να επιλέξει το πιο κατάλληλο για τον εαυτό του.

Η χρήση γυαλιών δεν είναι καθόλου δύσκολη: πρέπει να τα φορέσετε και να ενεργοποιήσετε το ρεύμα. Η πηγή ενέργειας για αυτούς είναι μια άδεια μπαταρία στο μέγεθος ενός πακέτου τσιγάρων. Εδώ, στο μπλοκ, τοποθετείται και η γεννήτρια.

Τα σήματα που εκπέμπει, έχοντας συναντήσει ένα εμπόδιο, επανέρχονται και καταγράφονται από τους «φακούς του δέκτη». Οι λαμβανόμενες παλμοί ενισχύονται, σε σύγκριση με το σήμα κατωφλίου, και εάν υπάρχει εμπόδιο, ο βομβητής ακούγεται αμέσως - όσο πιο δυνατά, τόσο πιο κοντά του πλησιάζει το άτομο. Η εμβέλεια της συσκευής μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας μία από τις δύο περιοχές.

Οι εργασίες για τη δημιουργία ενός ηλεκτρονικού αμφιβληστροειδούς πραγματοποιούνται με επιτυχία από Αμερικανούς ειδικούς της NASA και του Κύριου Κέντρου στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins.

Στην αρχή, προσπάθησαν να βοηθήσουν ανθρώπους που είχαν ακόμα κάποια υπολείμματα όρασης. «Έχουν δημιουργηθεί τηλεγυαλιά για αυτούς», γράφουν οι S. Grigoriev και E. Rogov στο περιοδικό «Young Technician», «όπου τοποθετούνται μικροσκοπικές οθόνες τηλεόρασης αντί για φακούς. Εξίσου μικροσκοπικές βιντεοκάμερες, που βρίσκονται στο κάδρο, στέλνουν στην εικόνα ό,τι πέφτει στο οπτικό πεδίο ενός απλού ανθρώπου. Ωστόσο, για τα άτομα με προβλήματα όρασης, η εικόνα αποκρυπτογραφείται επίσης χρησιμοποιώντας τον ενσωματωμένο υπολογιστή. Μια τέτοια συσκευή δεν δημιουργεί ιδιαίτερα θαύματα και δεν κάνει τους τυφλούς βλέπουν, λένε οι ειδικοί, αλλά θα επιτρέψει τη μέγιστη χρήση των οπτικών ικανοτήτων που εξακολουθεί να έχει ένα άτομο και θα διευκολύνει τον προσανατολισμό.

Για παράδειγμα, εάν ένα άτομο έχει τουλάχιστον ένα μέρος του αμφιβληστροειδή χιτώνα, ο υπολογιστής θα «διαχωρίσει» την εικόνα με τέτοιο τρόπο ώστε το άτομο να μπορεί να δει το περιβάλλον, τουλάχιστον με τη βοήθεια των διατηρημένων περιφερειακών περιοχών.

Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, τέτοια συστήματα θα βοηθήσουν περίπου 2,5 εκατομμύρια ανθρώπους που πάσχουν από προβλήματα όρασης. Τι γίνεται όμως με εκείνους των οποίων ο αμφιβληστροειδής έχει σχεδόν χαθεί εντελώς; Για αυτούς, επιστήμονες από το κέντρο ματιών στο Πανεπιστήμιο Duke (Βόρεια Καρολίνα) κατακτούν τη λειτουργία της εμφύτευσης ενός ηλεκτρονικού αμφιβληστροειδούς. Κάτω από το δέρμα εμφυτεύονται ειδικά ηλεκτρόδια, τα οποία, όταν συνδέονται με νεύρα, μεταδίδουν μια εικόνα στον εγκέφαλο. Ο τυφλός βλέπει μια εικόνα που αποτελείται από μεμονωμένες φωτεινές κουκκίδες, πολύ παρόμοια με τον πίνακα προβολής που είναι εγκατεστημένος σε στάδια, σιδηροδρομικούς σταθμούς και αεροδρόμια. Η εικόνα στον «πίνακα αποτελεσμάτων» δημιουργείται και πάλι από μικροσκοπικές τηλεοπτικές κάμερες τοποθετημένες σε πλαίσιο γυαλιών.

Και, τέλος, η τελευταία λέξη της επιστήμης σήμερα είναι μια προσπάθεια δημιουργίας νέων ευαίσθητων κέντρων στον κατεστραμμένο αμφιβληστροειδή χρησιμοποιώντας τις μεθόδους της σύγχρονης μικροτεχνολογίας. Ο καθηγητής Rost Propet και οι συνεργάτες του συμμετέχουν τώρα σε τέτοιες επιχειρήσεις στη Βόρεια Καρολίνα. Μαζί με ειδικούς της NASA δημιούργησαν τα πρώτα δείγματα υποηλεκτρονικού αμφιβληστροειδούς, ο οποίος εμφυτεύεται απευθείας στο μάτι.

«Οι ασθενείς μας, φυσικά, δεν θα μπορέσουν ποτέ να θαυμάσουν τους πίνακες του Ρέμπραντ», σχολιάζει ο καθηγητής. «Ωστόσο, θα εξακολουθούν να μπορούν να διακρίνουν πού είναι η πόρτα και πού το παράθυρο, οδικές πινακίδες και πινακίδες…»