Umjetni ženski organi. Uzgoj umjetnih organa. - Dva penisa su misao

Umjetna mehanički organi- danas možda najrealniji način za popravak istrošenog tijela, kojemu više neće pomoći ni tradicionalni terapeutski "popravak". Što se tiče drugih metoda, transplantacija organa komplicirana je manjkom donatora i biološkom nekompatibilnošću. A matične stanice, o kojima se toliko priča, nažalost, još su predaleko praktična aplikacija.

Prvim umjetnim organima, očito, treba smatrati proteze. Kasnije su kirurzi počeli ugrađivati ​​metalne zglobove i ligamente, a zatim su se pojavile elektronske proteze za udove. Ali nazvati ove uređaje "revolucijom u umjetnim organima" može biti samo nategnuto. Naravno, poboljšavaju kvalitetu života, ali možete živjeti i bez njih. Za stvaranje takvih uređaja glavna stvar je odabrati izdržljiv, lagan i siguran materijal, napraviti od njega potrebne dijelove i razviti tehnologiju "ugradnje" u ljudsko tijelo.

Druga stvar su naši unutarnji organi. Milijuni ljudi svake godine umiru od teških bolesti srca, pluća, jetre i bubrega, a često im se ne može pomoći. Gotovo svi izumljeni uređaji za održavanje života - umjetna pluća, jetra ili bubrezi - zauzimaju prostor ne manje od hladnjaka i smatraju se samo privremenom mjerom. Pacijent je u pravilu stalno u blizini takvog stroja i čeka na presađivanje organa. Ali ne pronađu se uvijek odgovarajući donatori.

Ali nije sve tako beznadno. Najjednostavniji od ovih organa je srce. Davne 1938. godine američki su kirurzi prvi upotrijebili aparat srce-pluća. Ne tako davno stvoreno je umjetno srce AbioCor, koje omogućuje osobi ne samo da "preživi", već i hoda, pa čak i bavi se sportom. A najnoviji razvoj - australski uređaj VentrAssist - trebao bi uopće raditi 50 godina. Ali o ovom uređaju ćemo kasnije, jer će njegove tehničke karakteristike izgledati previše blijedo bez teorijskog uvoda.

Parametri umjetnog tijela

Idealni umjetni organi su strojevi koji će desetljećima raditi pod velikim opterećenjem i ne zahtijevaju nikakvo održavanje. Recimo da je snaga ljudskog srca u mirovanju malo veća od 3 vata. To znači da u danu obavi rad od gotovo 90 kilodžula. Odnosno, "podiže" tonu tereta na četvrti kat. Na tjelesna aktivnost, naravno, njegova bi se izvedba trebala značajno povećati. Sada zamislite da bi takav aparat još uvijek trebao stati u prsa, imati rezervu energije i ne stati ni na minutu tijekom života.

Ništa manje teška nisu ni umjetna pluća. Površina "izvornih" dišnih organa je otprilike veličine teniskog igrališta. U jednoj minuti, čaša krvi se ravnomjerno "prolije" po njoj dvadeset puta i čaša krvi se izvadi. Osim toga, pluća se neprestano čiste od čađe, prašine i drugih štetnih čestica koje udišemo. Dodamo li tome da takav organ ne bi smio biti veći od pet litara volumena, postaje jasno da je rad na takvom aparatu još jako daleko od završetka.

Jetra je također prilično mali organ, koji sadrži "kemijsko postrojenje" i snažan sustav filtriranja. U samo jednoj minuti kroz njega prođe litra i pol krvi koja se mora očistiti od otpadnih tvari, a da se ne naruši ravnoteža elektrolita, hormona i proteina. Mnoge tvari, poput alkohola, lijekova, masti, ne samo da se zadržavaju u jetri, već se i prerađuju u oblik koji je najpogodniji za izlučivanje iz organizma. Osim toga, ovaj organ je odgovoran za sintezu oko litre žuči - emulgatora prehrambenih masti.

Drugi organ bez kojeg čovjek ne može živjeti je bubreg. Aparat koji ga zamjenjuje mora, poput jetre, filtrirati svu krv u tijelu. No funkcija bubrega tu ne završava: njihovo biološko "računalo" analizira sastav krvi i na temelju tih podataka održava sadržaj gotovo svih tvari otopljenih u njoj u vrlo uskim granicama.

Bežično srce

Sad kad smo procijenili opseg zadatka, pogledajmo kako se on rješava u odnosu na srce. Abiomedov AbioCor pravo je umjetno srce koje zamjenjuje obje klijetke i krvlju opskrbljuje pluća i druge organe. Uređaj je veličine grejpa i težak 900 grama te sadrži pumpu od titana, upravljačku jedinicu i bateriju. Njegov kapacitet dovoljan je za 30 minuta trajanja baterije, a punjenje se odvija kroz kožu: to jest, nijedna žica ne ide na površinu tijela. Vanjska baterija koja se nosi na pojasu omogućuje vam da ostanete bez punjenja nekoliko sati.

Takav uređaj namijenjen je pacijentima s terminalnim zatajenjem srca i lošom prognozom. Štoviše, tvorci aparata tvrde da pacijentima omogućuje ne samo "preživljavanje", već im jamči sasvim prihvatljivu kvalitetu života.

Prvo AbioCor srce transplantirano je 2001. godine. Od tada nije instalirano više od 20 uređaja, ali tvrtka je optimistična u pogledu izgleda uređaja i procjenjuje tržište na 100.000 operacija godišnje.

AbioCor srce

Uređaj VentrAssist, koji su izradili australski istraživači, za razliku od srca AbioCor, ne može u potpunosti zamijeniti prirodni organ. VentrAssist pomaže samo u pumpanju krvi u lijevu klijetku - najprometniji dio srca.

Unutar tijela nalazi se samo titanska rotacijska pumpa. Australci procjenjuju njegov resurs kao 50 godina neprekidnog rada. Kontroler i bateriju, čiji kapacitet je dovoljan za 8 sati, pacijent nosi na pojasu.

Kao što su zamislili programeri, takav bi uređaj trebao pomoći mnogim ljudima sa zatajenjem srca. Međutim, u medicinskoj praksi pojavit će se tek nakon odgovarajućeg dopuštenja tijela za izdavanje dozvola.

AbioCor srce sada košta nešto manje od 100.000 USD, dok će VentrAssist koštati oko 50 USD. Međutim, ta je cijena znatno niža od troškova povezanih sa svakom transplantacijom donorskog srca.

Uzmemo li u obzir i sredstva koja idu na medicinsku skrb pacijenata sa zatajenjem srca, postaje jasno: umjetno srce nije samo korisno, već i korisno za medicinsku industriju. A zna se da su financijski poticaji najjači. Uključujući tehnološki napredak.

Ostaje samo pojasniti da je potpuno nepotrebno podržavati taj napredak po cijenu vlastitog života. Uz pravovremenu prevenciju srčanih bolesti, vlastito srce može trajati mnogo duže od 50 godina. I što je najvažnije, praktički je besplatan.



Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

JSC "Astana Medical University"

Odjel: Medbiofizika i sigurnost života

Tema: " umjetni organi»

Astana 2014

Ideja o zamjeni oboljelih organa zdravim pojavila se kod ljudi prije nekoliko stoljeća. Ali nesavršene metode kirurgije i anesteziologije nisu dopuštale provedbu plana. NA moderni svijet Transplantacija organa zauzela je svoje pravo mjesto u liječenju terminalnih stadija mnogih bolesti. Tisuće su spašene ljudskih života. Ali problemi su nastali s druge strane. Katastrofalna nestašica donorskih organa, imunološka nekompatibilnost i tisuće ljudi na listama čekanja za jedan ili drugi organ koji nikad nisu dočekali svoju operaciju.

Znanstvenici diljem svijeta sve više razmišljaju o stvaranju umjetnih organa koji bi po svojim funkcijama mogli zamijeniti prave, au tom su smjeru postignuti i određeni uspjesi. Poznajemo umjetne bubrege, pluća, srca, kožu, kosti, zglobove, mrežnicu, kohlearne implantate.

umjetni organi

Korištenje umjetnih organa počelo je davno, počevši od 1982. godine, kada je šezdesetjednogodišnji muškarac Barney Clark, bivši stomatolog, prvi dobio umjetno srce Jarvik-7. Aparat koji je održavao Clarka na životu bio je velik i glomazan, ali je obavio posao, održavajući Clarka cirkulirajućim 112 dana, dok na kraju nije umro od krvnih ugrušaka i drugih komplikacija.

Jarvik-7 se i danas koristi kao privremeni uređaj za produljenje života ljudi sa srčanim bolestima do transplantacije srca. Međutim, ubrzo se pokazalo da ovaj stroj nije prikladan za trajnu uporabu. Presložen je, previše se njime ne može upravljati i previše je neučinkovit za praktičnu upotrebu, ali je doista otvorio vrata cijelom nizu novih umjetnih organa, od kojih mnogi, iako su još u razvoju, pružaju veliku nadu za produljenje ljudskog vijeka.

U usporedbi s drugim organima poput jetre i gušterače, srce je relativno jednostavan stroj. Ne treba probavljati kemikalije, proizvoditi enzime ili filtrirati tekućine - samo treba pumpati krv. S obzirom na pogreške učinjene pri stvaranju prvog umjetnog srca, istraživači trenutno rade na poboljšanju strojeva za umjetno srce. najnovija generacija kako bi se stvorila minijaturna pumpa koja bi bila toliko mala da bi se mogla umetnuti u tijelo bez korištenja velikog potpornog sustava. Osim toga, sada su uglavnom odustali od ideje o stvaranju potpunog mehaničkog srca, koncentrirajući se umjesto toga na stvaranje uređaja koji pomažu pacijentima sa zatajenjem srca živjeti dok se ne pronađe odgovarajuća zamjena za bolesno srce.

Najdojmljiviji primjer takvog srčanog pomoćnog uređaja je pomoćni uređaj lijeve klijetke (LVAD). Ovaj uređaj, koji je u upotrebi posljednjih nekoliko godina, napaja mala baterija koja se nosi oko tijela u trbuhu. Uz njegovu pomoć uređaj pumpa krv iz lijeve klijetke. LVAD daje dodatno vrijeme srčanim bolesnicima koji čekaju operaciju transplantacije.

Sljedeći je korak, kažu znanstvenici, stvaranje umjetnog srca koje se može potpuno ugraditi u tijelo bez potrebe za velikim napajanjem i koje može raditi kao pravo srce. Jedan od glavnih problema s umjetnim srcem je kako ono pumpa krv. Raniji strojevi, poput Jarvika-7, oslanjali su se na sustav dijafragme za pumpanje krvi. No, znanstvenici kažu da su pronašli pouzdaniji i savršeniji način – kroz sićušne motore koji se pomoću magneta ugrađuju unutar uređaja.

Takvo umjetno srce, eksperimentalni organ nazvan Streamliner, razvijeno je u McGowan centru. Ovaj lagani uređaj ugrađuje se u abdomen i pumpa krv kroz prirodno srce i arterije pomoću para cijevi. Snaga dolazi iz induktivne spojke koja prenosi snagu sa zavojnice pričvršćene na malu bateriju koja se nosi oko struka na drugu zavojnicu i bateriju ugrađenu neposredno ispod kože. Takav sustav bi korisniku pružio gotovo potpunu slobodu – nešto što Barney Clark nikad nije imao. Međutim, Streamliner neće biti dostupan uskoro; trebat će još puno mjeseci da se razvije, a tek nakon toga kreću testiranja, kažu njegovi kreatori.

Izgradnja umjetnog srca dječja je igra u usporedbi s izgradnjom složenijih organa poput jetre, bubrega ili gušterače. Ti se organi često nazivaju "pametnim organima" zbog svojih složenih funkcija, a njihovi mehanički nadomjesci će gotovo sigurno morati sadržavati organsko tkivo kako bi ispravno funkcionirali. Zašto? Znanost još ima jako dug put prije nego što može stvoriti mehaničke zamjenske organe koji mogu raditi kao pravi.

Većina istraživanja usmjerenih na stvaranje biokemijskih "pametnih" organa uključuje umjetno uzgoj stanica organa uzetih od čovjeka ili životinje, zatim se to tkivo stavlja u tzv. bioreaktor - kutiju ili cilindar, u kojem se stvaraju uvjeti uz pomoć stalnu opskrbu kisikom i bitnim hranjivim tvarima.za održavanje života i funkcioniranje tkiva. U većini slučajeva sada, tijekom takvih studija, bioreaktor se postavlja u veliki mehanizam koji pumpa krv kroz cijevi. Korištenje potpuno implantabilnih bioreaktora bit će moguće za najmanje deset godina, kažu medicinski znanstvenici, iako bi se privremeni uređaji koji se mogu nositi na tijelu mogli pojaviti nešto ranije.

Jedan od najvažnijih umjetnih organa je bubreg. Trenutno se deseci tisuća ljudi moraju podvrgnuti redovitoj dijalizi, štetnoj i dugotrajnoj proceduri, kako bi preživjeli. A dijaliza je nesavršen postupak. Zdravi bubrezi filtriraju otpadnu ureu iz krvi i opskrbljuju tijelo važnim hranjivim tvarima kao što su šećeri i soli koji potječu iz ovog filtriranog otpada. Nažalost, mehanizmi kojima se danas provodi dijaliza jednostavno ne mogu ispuniti drugu zadaću.

Njegovo rješenje, kažu znanstvenici, moguće je uz pomoć umjetnog biološkog bubrega, koji bi bio posebno uzgojeno tkivo smješteno u mehanički uređaj. Umjetni organ ove vrste mogao bi se nositi sa svim funkcijama pravog bubrega, čime bi većina ljudi eliminirala potrebu za tradicionalnom dijalizom.

Takav organ trenutno razvijaju istraživači sa Sveučilišta u Michiganu. Uzgajali su stanice proksimalnih tubula uzetih iz svinjskih bubrega i isprepletali ih s iznimno finim vlaknima smještenim unutar filtracijskog uloška. Ovaj uložak nalazi se u mehanizmu koji filtrira pacijentovu krv i vraća joj bitne hranjive tvari koje bi inače bile izgubljene. Ovaj je sustav uspješno testiran na psima, au vrijeme kada je ova knjiga pripremana za objavljivanje, istraživači su čekali dopuštenje da ga testiraju na ljudima.

ugradnja umjetnih organa

Najvjerojatnije će se biobubreg razvijen na Sveučilištu u Michiganu koristiti kao privremena mjera, uređaj koji će omogućiti osobama s akutnim zatajenja bubregaživjeti dok se ne pronađe pravi organ za transplantaciju. No, njegovi kreatori kažu da je pojava manjeg i naprednijeg uređaja samo pitanje vremena. Takav uređaj, čak i ako nije tako napredan kao pravi bubreg, mogao bi skratiti vrijeme dijalize za čak 50 posto, a možda čak i omogućiti da se potpuno bez nje.

Gušterača

Umjetna gušterača još je složenija naprava od umjetnog bubrega. No trud oko njegove izrade isplati se, kažu zagovornici inicijative, jer bi takav uređaj mogao značajno poboljšati zdravlje i kvalitetu života milijuna ljudi s dijabetesom ovisnim o inzulinu.

Osobe s dijabetesom ovisnim o inzulinu trebaju redovito provjeravati razinu šećera u krvi i ubrizgavati si inzulin kako bi bolest držale pod kontrolom. Jedan od najvećih nedostataka ovog tretmana je to što je nemoguće točno znati koliko inzulina ubrizgati pacijentu. U većini slučajeva pacijenti moraju krenuti od vlastite pretpostavke. To dovodi do stalnih fluktuacija u razinama glukoze, a vjeruje se da je to uzrok mnogih uobičajenih komplikacija povezanih s dijabetesom, uključujući bolesti srca i probleme s vidom.

Idealna umjetna gušterača bila bi u stanju "pogoditi" razinu glukoze iz odgovora tijela kako bi točno odredila kada i koliko inzulina treba. Trenutno je u razvoju uređaj pod nazivom PancreAssist, koji razvijaju biomedicinski znanstvenici u Lexingtonu, Massachusetts. Ovaj sustav prati tjelesnu kemiju i određuje koliko inzulina treba, a zatim ga ubrizgava točno kada je potrebno.

PancreAssist je uređaj koji se sastoji od plastičnog kućišta, implantabilne cjevaste membrane okružene "otocima" iz svinjskih stanica koji proizvode inzulin. Kada protok krvi korisnika prolazi kroz cjevčicu, ti otočići detektiraju razinu glukoze u krvi i počinju proizvoditi inzulin, koji ulazi u krvotok u pravo vrijeme, prolazeći kroz membranu.

Membrana također igra važnu ulogu u zaštiti ovih otočića od prirodnih obrambenih sustava tijela, koji bi odmah stupili u igru ​​kad bi im se pružila prilika. Ako sve bude u redu, onda Klinička ispitivanja znanstvenici kažu da bi ovaj uređaj kod ljudi mogao započeti u sljedećih nekoliko godina.

Jednako važan, ali još složeniji organ je jetra. Smješten na vrhu desno područježeludac, igra važnu ulogu u apsorpciji hranjivih tvari u tijelu. Jetra pretvara višak glukoze u glikogen, koji pohranjuje i zatim ponovno pretvara u glukozu kada je to potrebno. Jetra također razgrađuje višak aminokiselina u ureu, pomaže tijelu da apsorbira masnoću i obavlja niz drugih funkcija. Kada je jetra oštećena bolešću (hepatitis C) ili zlouporabom alkohola, ne može pravilno funkcionirati. Zatajenje jetre obično znači smrt.

Jetra je organ koji se može transplantirati, no broj ljudi kojima je potrebna transplantacija organa davatelja uvelike je veći od broja organa davatelja, pa postoji hitna potreba za takvim umjetnim organom. Stvaranje umjetne jetre koja bi mogla funkcionirati cijeli život moglo bi pomoći bezbrojnim pacijentima koji pate od akutnog zatajenja jetre i koji su u bespomoćnoj situaciji. Međutim, takvo tijelo će se pojaviti vrlo brzo. Bolji i pouzdaniji izlaz iz ove situacije mogao bi biti biološki umjetni sustav koji bi mogao obavljati većinu funkcija jetre na kratko vrijeme, dovoljno da se oboljeli organ sam oporavi.

Neki stručnjaci smatraju da bi u većini slučajeva bio dovoljan tjedan dana da se oštećena jetra popravi tako da može gotovo normalno funkcionirati.

Nije iznenađujuće da nekoliko tvrtki naporno radi na stvaranju takvih sustava. To uključuje tvrtku Sere Biomedical, koja u suradnji sa stručnjacima iz Cedar-Sinai medicinski centar u Los Angelesu razvio eksperimentalni sustav nazvan Hepat Assist. Ovaj sustav, koji koristi stanice uzete iz svinjske jetre, uklanja toksine iz krvi na sličan način kao prototip biološkog umjetnog bubrega, kažu istraživači. Plastični uložak, obložen iznutra umjetno uzgojenim stanicama, umetnut je u veliki mehanizam koji pročišćava krv koja prolazi kroz njega. NA najbolji slučaj pacijenti će koristiti ovaj stroj otprilike šest sati dnevno tijekom jednog tjedna, dovoljno dugo da se jetra sama popravi.

Biološki umjetni organi samo su jedan pristup koji znanstvenici pokušavaju koristiti u potrazi za načinima produljenja života ljudi čija tijela odbijaju raditi iz bilo kojeg razloga. Drugi pristup, koji je više znanstvena fantastika nego stvarnost, ali ipak vrijedan rasprave, je koncept ksenotransplantacije, koji se temelji na ideji presađivanja organa drugih vrsta u bolesne ljude.

Problem odbacivanja novog, stranog organa primateljevim tijelom mogao bi se spriječiti uvođenjem ljudskih gena u te organe koji tada ne bi mogli izazvati prirodni imunološki odgovor tijela, kažu znanstvenici.

Zaključak

Umjetni organi su uređaji dizajnirani da privremeno ili trajno aktivno nadomjeste izgubljenu funkciju prirodnog prototipa (iako se ta funkcija još ne može u potpunosti nadomjestiti, osobito ako određeni prototip, na primjer, pluća, jetra, bubreg ili gušterača, ima kompleks složene funkcije). Funkcionalnu protezu ne treba poistovjećivati ​​s umjetnim organom - uređajem koji pasivno reproducira glavnu izgubljenu funkciju prirodnog prototipa zbog svog oblika ili značajki dizajna.

Idealan umjetni organ treba zadovoljiti sljedeće parametre:

Može se ugraditi u ljudsko tijelo;

Nema komunikacije s okolinom;

Izrađen od laganog, izdržljivog, biokompatibilnog materijala;

Izdržljiv, podnosi velika opterećenja;

Potpuno simulira funkcije prirodnog analoga

Popis korištene literature

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

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

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

Domaćin na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Vrijednost umjetnih organa u suvremenoj medicini. Aktivne i pasivne proteze ruku. Pravi izbor proteza za osobu s tjelesnim ozljedama donjih ekstremiteta. Prototipovi učinkovitih umjetnih implantabilnih proteza cijelog srca za ljude.

sažetak, dodan 09.04.2016


Proučavanje izvora i značajki korištenja matičnih stanica. Istraživanje tehnologije uzgoja umjetnih organa na temelju matičnih stanica. Prednosti biološkog pisača. Značajke mehaničkih i električnih umjetnih organa.

prezentacija, dodano 20.04.2016


Pojam umjetnog srca, njegova namjena i indikacije za primjenu. Potraga za umjetnim srcem s najnaprednijom tehnologijom. Značajke analoga ovog uređaja, njihova procjena. Modeliranje prototipa i hipoteze za prevladavanje njegovih nedostataka.

sažetak, dodan 07/12/2012


Ugradnja umjetne leće (intraokularne leće) u oko. Vrste umjetnih leća. Značajke operacije ugradnje umjetne leće s njenim zamućenjem (kataraktom), s teškim oštećenjem vidne oštrine.

prezentacija, dodano 13.01.2014


Patogeneza lezije živčani sustav na somatske bolesti. Bolesti srca i glavnih krvnih žila. Neurološki poremećaji za akutne i kronična bolest pluća, jetra, gušterača, bubrezi. Porazi vezivno tkivo.

predavanje, dodano 30.07.2013


Pregled i Usporedne karakteristike umjetni zalisci. Mehanički umjetni zalisci. Disk i bikuspidalni mehanički umjetni srčani zalisci. Umjetno srce i ventrikuli, njihove karakteristike, princip rada i značajke.

sažetak, dodan 16.01.2009


Izrada umjetnih organa kao jedno od važnih područja moderna medicina. Vrijednost izbora materijala primjerenog cilju inženjerskog rješenja. Umjetna krv, krvne žile, crijeva, srce, kosti, maternica, koža, udovi.

prezentacija, dodano 14.03.2013


Stečene srčane mane (valvularne mane). Insuficijencija i stenoza mitralnog, aortalnog i trikuspidalnog zaliska. Liječenje urođenih i stečenih srčanih mana. Radikalna plastika ili ugradnja umjetnih zalistaka, koarktacija aorte.

prezentacija, dodano 05.02.2015


Značajke proučavanja vanjskog i unutarnjeg izlučivanja gušterače. Proteini, mineralni sastav gušterače, nukleinske kiseline. Utjecaj razni faktori na razinu inzulina u gušterači. Opis anomalija gušterače.

sažetak, dodan 28.04.2010


Značajke položaja i funkcije gušterače. Specifičnosti formiranja i razvoja ovog tijela. Usporedni anatomski podaci o građi gušterače u različiti tipoviživotinje. Vrijednost gušterače u regulaciji metabolizma ugljikohidrata.

Kada je riječ o stvaranju u laboratoriju ljudskih organa sposobnih za obavljanje funkcija koje je priroda propisala u ljudskom tijelu, većini se nehotice pojavi skeptični smiješak na licu. Nekako više liči na fantaziju.

Ipak, danas je uzgoj novih organa najobjektivnija stvarnost, kao i prvi pacijenti čiji su životi spašeni zahvaljujući najjedinstvenijim operacijama presađivanja organa. I želio bih s ponosom izjaviti da se ove pionirske studije u polju regenerativne medicine provode ovdje u Kubanu.

Priču osobe koja je imala sreću dobiti sve informacije iz prve ruke, želim prenijeti bez rezova, što i činimo.

Paolo Macchiarini nije samo talijansko ime. Ovaj čovjek je pravi Talijan, s temperamentom i emocionalnošću svojstvenom njegovoj nacionalnosti. Izražavajući svoje divljenje, oduševljeno uzvikuje: “Fantastično!!!”, odmah prelazeći na očajnički uzvik: “Čekaju da umrem!!!”, spominjući kolege koji osjećaju ljutnju zbog nadmoći ovog osobu, i tako dalje nastavljajući nesebično dijeliti izglede najnovijih dostignuća koja daju nadu za spašavanje novih ljudskih života.

Kao sudionik konferencije u Sočiju "Genetika starenja i dugovječnosti", na kojoj su sudjelovali najpoznatiji stručnjaci iz ovog područja iz cijelog svijeta, Paolo Macchiarini našao se u povoljnijem položaju jer nije morao svladavati kordone, unatoč činjenici da je specijalist univerzalnih razmjera.

Već nekoliko godina ovaj je čovjek na čelu Centra za regenerativnu medicinu Kubana medicinsko sveučilište. Kako bi dobila suglasnost profesora Macchiarinija da dođe raditi u Krasnodar, ruska je vlada izdvojila 150 milijuna rubalja za stvaranje centra.

Profesor sa zahvalnošću napominje da radeći u našoj zemlji ne treba tražiti prilike za rješavanje financijskih problema, već sve svoje vrijeme i talent maksimalno koristi kako bi spasio ljudske živote.

Kako se izrađuju organi za transplantaciju

Paolo Macchiarini je autor i razvijač inovativne tehnologije uzgoja dušnika, što je doista ponos i glavno postignuće regenerativne medicine. On je 2008. prvi put u povijesti čovječanstva izveo operaciju transplantacije pacijentice kojoj je dušnik uzgojen iz vlastitih matičnih stanica na donorskom okviru u bioreaktoru. Godinu dana kasnije izvedena je fenomenalna operacija, kada je organ uzgojen u tijelu pacijentice bez upotrebe bioreaktora. Godine 2011. profesor Macchiarini izveo je dosad neviđenu operaciju transplantacije ljudski organ u potpunosti stvoren u laboratorijskim uvjetima na umjetnom okviru, kada se nisu koristili organi davatelja.

Macchiarinijev prvi posjet Rusiji dogodio se 2010. godine. Zaklada Science for Life Extension Foundation pozvala ga je da vodi majstorski tečaj regenerativne medicine. Iste godine profesor Macchiarini je prvi put u Rusiji izvršio transplantaciju dušnika mladoj ženi koja je stradala u prometnoj nesreći i izgubila sposobnost normalnog govora i disanja. Pacijentica je ozdravila, a talijanska liječnica nastavila je razvijati regenerativnu medicinu u našoj zemlji, neprestano uvodeći nešto napredno. Na primjer, uz umjetno uzgojenu traheju, osobi je presađen i dio grkljana.

- Teško je zamisliti kako se organ može reproducirati autonomno, u odsutnosti osobe?

“Uglavnom se to ne može učiniti. Imajući stanice odrasle osobe, neće biti moguće uzgojiti cijeli organ bez organa donora ili umjetnog okvira.

Kako je tekao proces pripreme materijala kada je sve tek počinjalo? Dobio donorski organ. Donor može biti čovjek ili životinja, najčešće svinja. Ovaj organ je uronjen u posebnu otopinu, gdje su otopljena mišićna tkiva, čime je oslobođen genetskog materijala. Kao rezultat, ostao je samo okvir od vezivnog tkiva. Svaki organ ima okvir koji mu omogućuje da zadrži svoj oblik, takozvani izvanstanični matriks. Iako je tako dobiven kostur organa uzetog od svinje, sa imunološki sustav osoba se ne sukobljava, međutim, postoji opasnost od slučajnog prodora neke vrste virusa, a za muslimane ova opcija nije prihvatljiva iz vjerskih razloga. Dakle, organ oduzet od umrle osobe bio je prikladniji za dobivanje okvira.

Godine 2011. uvedena je najnovija tehnologija za stvaranje umjetnog okvira, što u načelu omogućuje bez donatora. Ovaj okvir je cijev izrađena prema individualnim dimenzijama pacijentovog organa, izrađena od elastičnog i plastičnog nanokompozitnog materijala. Ovo je veliki korak naprijed. Dobivanjem umjetnog okvira nema potrebe za donorima, a odmah se otklanjaju i sva pitanja bioetike, posebice kada su u pitanju djeca.

“Ali lula nije organ. Kako ga oživjeti i učiniti da radi?

- Za te namjene postoji bioreaktor.

"Nešto poput bioprintera?"

- Bioprinter može proizvesti jednostavna tkiva ili krvne žile, ali ne i složene organe. Bioreaktor je dizajniran za reprodukciju i rast stanica, za to su podržane optimalni uvjeti. Stanice u bioreaktoru dobivaju hranu, imaju sposobnost disanja, a produkti metabolizma se odatle uklanjaju. Iz koštana srž pacijentove vlastite stanice su izolirane, koje su zasađene na skelu. Matične stanice ove vrste mogu se transformirati u posebne stanice potrebnih organa. U roku od dva dana okvir je obrastao tim stanicama, a zatim, djelujući na njih na određeni način, stanice se pretvaraju u trahealne. Organ je spreman za transplantaciju, a budući da je uzgojen iz vlastitih stanica pacijenta, tijelo ga ne odbacuje.

- Ali ne mislite valjda stati samo na dušniku?

- Trenutno je u tijeku ispitivanje jednjaka i dijafragme uzgojenih u laboratoriju na životinjama. Nadalje, planirano je, zajedno s Texas Institutom, uzgojiti funkcionalno srce po prvi put u svijetu.

U Krasnodarskom području postoji poseban vrtić za majmune namijenjen medicinsko istraživanje. Upravo se na njima planira testirati prvo sintetičko srce. S obzirom da se u Rusiji mnogi problemi rješavaju mnogo lakše nego na Zapadu ili u Sjedinjenim Državama, postoji veliko uvjerenje da će Rusija postati rodno mjesto prvih ljudsko srce uzgojene u laboratoriju.

- A koji su organi najtraženiji?

- Savršenstvu i ljudskoj gluposti nema granica. Kako drugačije tretirati zahtjev nekog predsjednika homoseksualnog društva da mu se osigura penis?

- Dva penisa - to je misao!

- Da, činjenica je da nisu bila samo dva, iz nekog razloga nije bilo niti jednog. Samo u penisima nisam jak. Usput, s maternicom, također, nije mogao pomoći. Uostalom, ljude ne muče samo bolesti, nego im i svakakve lude ideje ne daju mirno živjeti.

Naš centar ne radi s ovim novonastalim trendovima. Pokušali su uzgojiti testise, jer je ovaj problem vrlo aktualan zbog velikog broja djece koja imaju rak testisa ili urođene abnormalnosti. Međutim, matične stanice nisu se mogle pretvoriti u stanice testisa i studije su završile neuvjerljivo.

Naravno, glavni napori našeg centra usmjereni su na uzgoj onih organa čija će transplantacija pomoći spasiti najveći broj ljudi. Trenutno je jedan od najrelevantnijih projekata uzgoj dijafragme. Tisuće djece rađaju se bez ovog organa i zbog toga umiru.

- Koje organe je najteže uzgojiti?

- Najteže je sa srcem, bubrezima i jetrom, i to ne zato što ih je teško uzgajati. Danas se gotovo svi organi mogu uzgajati, ali evo kako ih natjerati da pravilno rade i proizvode potrebno za tijelo tvari je još uvijek pitanje. Umjetni organi prestaju raditi nakon nekoliko sati. Ne poznajemo temeljito princip njihovog rada, to je cijeli razlog.

Ali vrlo je moguće da se matične stanice mogu koristiti za ponovno uspostavljanje funkcioniranja organa koji zahtijevaju transplantaciju. Pokrenite unutarnje procese regeneracije tijela. Danas je to moj najljepši san, a ako se ta fantastična ideja ostvari, operacije i uzgoja organa više neće biti, jer svaki čovjek ima matične stanice.

- Koliko je vremena potrebno da se napravi sintetski organ?

- Vrijeme je proporcionalno složenosti organa. Za dušnik je dovoljno četiri dana, za srce tri tjedna.

- Je li moguće uzgojiti mozak?

- Imam takve namjere i u budućnosti.

“Uostalom, mozak ima bezbrojne veze između neurona. Kako biti s njima?

– Nije to tako teško, samo treba problem sagledati iz drugog kuta. Mozak je nemoguće u potpunosti zamijeniti i o tome nema govora. Ali, ako osoba ima ozljedu glave, dio mozga je oštećen, ali je osoba preživjela. Ovaj slomljeni dio mozga treba zamijeniti supstratom koji je dizajniran da uzrokuje rast neurona, privlačeći ih iz drugih dijelova mozga. Nakon nekog vremena zahvaćeni dio mozga će postupno početi raditi i steći veze. Koliko ljudi bi se moglo riješiti problema!

Snovi i razočarenja

- Kako kolege reagiraju na vaš uspjeh?

- Ovo je teška tema i žalosno je o tome govoriti. Kad čovjek učini nešto što nitko drugi na svijetu nije, uvijek je u nevolji. Mora proći dosta vremena prije nego što se nešto učinjeno prvi put počne percipirati na odgovarajući način. Prije toga, svi su skloni kritizirati, i to prilično oštro, ponekad smatrajući moje postupke gotovo ludošću. Ljudi su često jako ljubomorni na uspjeh kolega: napadali su me, pokušavali stvoriti nepodnošljive uvjete za rad, ponekad koristeći vrlo prljave metode.

Što je u vašem osobnom životu i profesionalna djelatnost stvara najveći izazov?

- Ako uzmete moj osobni život, onda on jednostavno ne postoji. Posao nije najteži dio. Teže se nositi sa stalnim napadima kolega, njihovom neukrotivom ljubomorom. Nedostatak elementarnog poštovanja, i čisto ljudskih odnosa, neizmjerno je deprimirajući. Čini se da na svijetu ne postoji ništa osim konkurencije. NA znanstvenih časopisa Objavio sam desetke članaka, ali čini se da ih nitko ne čita, i dalje tvrdeći da nema dokaza za naše rezultate. Svi okolo su raspoloženi samo za kritiku iz apsolutno bilo kojeg razloga.

Upravo ta ljubomora mi stvara glavne poteškoće. Stalno osjećam divlji pritisak sa svih strana. Očito je to sudbina svih pionira. Ali znam da ćemo spasiti ljudske živote i zbog toga sam spreman izdržati sve napade.

- Imaš li san?

- Što se osobnog života tiče, sanjam o tome da uzmem svog voljenog psa, uđem u čamac i otplovim na pusti otok tako da me ništa ne podsjeća na ovaj svijet. Što se tiče posla, sanjam o spašavanju ljudi bez pribjegavanja operaciji, već samo pomoću stanične terapije. To bi doista bilo fantastično!

- Kada će tehnologija za izradu umjetnih organa postati dostupna većini stanovništva u razvijenim zemljama?

- Što se tiče dušnika, tehnologija uzgoja ovog organa je praktički usavršena. Ako se klinička ispitivanja u Kubanu nastave, onda će se za nekoliko godina prikupiti dovoljno činjenica koje dokazuju sigurnost i učinkovitost metoda koje smo razvili, i one će se koristiti posvuda. Mnogo ovisi o broju pacijenata i nizu drugih faktora. Nastavit ću s razvojem vezanim za uzgoj dijafragme, jednjaka i srca. Nadam se da će u Rusiji sve ići puno brže, stoga se malo strpite i uskoro ćete i sami saznati.

Kao rezultat četiriju natječaja čiji je cilj bio privući svjetski poznate znanstvenike na ruska sveučilišta, 163 stranih i domaćih stručnjaka osvojilo je mega-potpore koje je dodijelila ruska vlada.

Sredinom dvadesetog stoljeća rijetko je tko mogao ozbiljno vjerovati u stvaranje umjetnih organa, bilo je to nešto iz kategorije fantazije. Danas, u naznačenom smjeru organa, aktivan istraživački rad, čije rezultate već možemo uočiti, no još uvijek postoje mnogi problemi povezani s tehničkom složenošću provedbe ove ideje. Razmotrite problem na primjeru stvaranja umjetnog srca.

Jedan od glavnih izazova je dobiti trodimenzionalno tkivo srčane stijenke debljine prst ili dva. Već sada možemo dobiti monoslojeve stanica i uzgojiti takva tkiva. Problem je istovremeno rasti vaskularni krevet zajedno s mišićnim tkivom, kroz koje ovo mišića opskrbit će se kisikom i hranjivim tvarima te će se produkti metabolizma izlučiti. Bez krvožilnog sloja, bez odgovarajuće opskrbe, stanice u debelom sloju će umrijeti. U tankom sloju mogu se hraniti zbog difuzije hranjivih tvari i kisika, ali u debelom sloju difuzija više nije dovoljna i duboki slojevi stanica će odumrijeti. Sada možemo napraviti otprilike tri sloja srčanih stanica koje mogu preživjeti.

Govoreći o obećavajućim implantatima, treba imati na umu da će vaskularno korito implantata morati biti povezano s vaskularnim koritom koje već postoji u drugom dijelu srca primatelja, odnosno potrebno je uzgojiti vaskularno korito određenog anatomija. Uzgoj cijelog srca s mnogim njegovim odjelima, stanicama i vlastitim provodnim sustavom vrlo je složen višestanični zadatak. Točna kopija ljudskog srca može se dobiti za oko 7-10 godina u dobro opremljenim laboratorijima u razvijenim zemljama. Srce nije žlijezda koja proizvodi hormone, ono je pumpa. Potrebno nam je da se krv pumpa i da se ne ozlijedimo prilikom pumpanja. Oštećenje krvi je upravo problem vanjskih pumpi koje se koriste kod operacija srca. Kada su prvi put razvijene, glavna poteškoća bila je u tome što su ove pumpe oštetile eritrocite i druge krvne elemente.

Suvremeni razvoj materijali mogu dovesti do stvaranja mehaničkog srca koje se može porubiti tako da može lako obavljati funkcije biološkog srca koje priroda daje čovjeku.

Ako govorimo o uvezenim sustavima općenito, srce ovdje nije najprikladniji objekt. Mudrije je promovirati pokuse na jetrenom ili bubrežnom tkivu. Na primjer, jetrene trake lako prežive same i relativno lako rastu. Puno je pametnije dati osobi koja ima cirozu jetre novi dio jetre koji se može početi regenerirati i samostalno rasti.

U sljedećih 5-10 godina postat će jasno isplati li se trošiti vrijeme i trud na uzgoj novog srca ili će biti lakše staviti mehaničko srce na osobu, čiji primjeri uspješne uporabe već postoje Trenutno.

Problem s postojećim opcijama umjetnog srca je taj što moraju otkucati 100.000 puta dnevno i 35 milijuna puta godišnje da obave isti posao, pa se brzo troše. Da je riječ o automobilu, onda bi se problem mogao lako riješiti - zamjenom ulja i svjećica, ali u slučaju srca sve nije tako jednostavno.

Jedinstvenost novog uređaja, koji koriste liječnici s Teksaškog instituta za srce (Texas Heart Institute in Houston), upravo je u tome što kontinuirano pumpa krv i osjeća se ljudski puls. Pomaže u upravljanju krvnim ugrušcima i krvarenjem te pruža više mogućnosti osobama s teškim zatajenjem srca koje su prije imale samo dvije mogućnosti: umjetno srce ili dugo čekanje u redu za transplantaciju organa. Dobiveni uređaj nudi treću opciju za pacijente s akutnim zatajenjem srca.

Za ocjenu napretka u razvoju i korištenju umjetnih organa može se pozvati i na iskustva zapadnih znanstvenika i liječnika.

Znanstvenici sa Sveučilišta Case Western Reserve stvorili su umjetna pluća koja, za razliku od drugih sličnih sustava, koriste zrak, a ne čisti kisik. Uređaj u potpunosti kopira dišni organ. Njegov dizajn uključuje analogne krvne žile izrađene od prozračne silikonske gume. Poput pravih posuda, one se granaju i variraju u veličini: najtanja od njih je oko četvrtine debljine ljudske dlake.

Kirurzi sa Sveučilišne bolnice Karolinska u Stockholmu izveli su prvu transplantaciju sintetičke traheje stvorene od pacijentovih vlastitih matičnih stanica u svijetu. Ova tehnologija omogućuje vam da bez donatora i izbjegnete rizik od odbacivanja tkiva, a proizvodnja organa je prilično brza i traje od dva dana do tjedan dana.

Moderna medicinska tehnologija omogućuje zamjenu potpuno ili djelomično oboljelih ljudskih organa. Elektronski srčani stimulator, pojačivač zvuka za osobe koje pate od gluhoće, leća od posebne plastike - samo su neki od primjera primjene tehnologije u medicini. Bioproteze koje pokreću minijaturni izvori energije koji reagiraju na biostruje u ljudskom tijelu također postaju sve raširenije.

Pri najsloženijim operacijama na srcu, plućima ili bubrezima neprocjenjivu pomoć liječnicima pružaju "Aparat za umjetnu cirkulaciju", "Umjetna pluća", "Umjetno srce", "Umjetni bubreg" koji preuzimaju funkcije operiranih organa, dopustiti da neko vrijeme obustave njihov rad.

"Umjetna pluća" su pulsirajuća pumpa koja isporučuje zrak u obrocima frekvencijom od 40-50 puta u minuti. Obični klip nije prikladan za to: čestice materijala njegovih trljajućih dijelova ili brtve mogu ući u protok zraka. Ovdje iu drugim sličnim uređajima koriste se valoviti metalni ili plastični mijehovi - mijehovi. Pročišćen i doveden na potrebnu temperaturu, zrak se dovodi izravno u bronhije.

Slično je i "stroj srce-pluća". Njegova su crijeva kirurški povezana s krvnim žilama.

Prvi pokušaj zamjene funkcije srca mehaničkim analogom učinjen je već 1812. godine. Međutim, do sada, među brojnim proizvedenim uređajima, nema liječnika koji u potpunosti zadovoljavaju.

Domaći znanstvenici i dizajneri razvili su niz modela pod općim nazivom "Traži". Ovo je četverokomorna ventrikularna proteza tipa vrećice dizajnirana za implantaciju u ortotopskom položaju.

Model razlikuje lijevu i desnu polovicu, od kojih se svaka sastoji od umjetne komore i umjetnog atrija.

Sastavni elementi umjetne komore su: tijelo, radna komora, ulazni i izlazni zalisci. Kućište ventrikula izrađeno je slojevitošću od silikonske gume. Matrica se uranja u tekući polimer, vadi i suši - i tako uvijek iznova, dok se na površini matrice ne stvori višeslojno srce.

Radna komora po obliku je slična tijelu. Izrađen je od lateks gume, a zatim od silikona. Značajka dizajna radne komore je različita debljina stijenke, u kojoj se razlikuju aktivni i pasivni dijelovi. Dizajn je dizajniran na takav način da čak i uz punu napetost aktivnih dijelova, suprotne stijenke radne površine komore ne dodiruju jedna drugu, što eliminira ozljede krvnih stanica.

Ruski dizajner Alexander Drobyshev, unatoč svim poteškoćama, nastavlja stvarati nove moderne Poisk dizajne koji će biti puno jeftiniji od stranih modela.

Jedan od najboljih stranih sustava za danas "Umjetno srce" "Novacor" košta 400 tisuća dolara. S njom možete doma čekati na operaciju cijelu godinu.

U koferu Novacor nalaze se dvije plastične komore. Na posebnim kolicima nalazi se vanjski servis: kontrolno računalo, kontrolni monitor, koji ostaje u ambulanti ispred liječnika. Kod kuće s pacijentom - napajanje, punjive baterije, koje se mijenjaju i pune iz mreže. Zadatak pacijenta je pratiti zeleni indikator lampica koje pokazuju napunjenost baterija.

Uređaji "Umjetni bubreg" rade već dosta dugo i uspješno ih koriste liječnici.

Još 1837. godine, proučavajući procese kretanja otopina kroz polupropusne membrane, T. Grechen je prvi upotrijebio i uveo u upotrebu pojam "dijaliza" (od grč. dialisis - odvajanje). Ali tek 1912. godine, na temelju te metode, u SAD-u je konstruiran aparat uz pomoć kojeg su njegovi autori u pokusu izveli uklanjanje salicilata iz krvi životinja. U uređaju koji su nazvali "umjetni bubreg" kao polupropusna membrana korištene su kolodijeve cijevi kroz koje je protjecala krv životinje, a izvana su se ispirale izotoničnom otopinom natrijeva klorida. Međutim, pokazalo se da je kolodij koji je koristio J. Abel prilično krhak materijal, a kasnije su drugi autori isprobavali druge materijale za dijalizu, poput crijeva ptica, plivaćeg mjehura riba, peritoneuma teladi, trske i papira. .

Za sprječavanje zgrušavanja krvi korišten je hirudin, polipeptid sadržan u sekretu žlijezda slinovnica medicinske pijavice. Ova dva otkrića bila su prototip za sve kasnije razvoje na polju ekstrarenalnog čišćenja.

Bez obzira na poboljšanja u ovom području, princip ostaje isti. U bilo kojoj varijanti, "umjetni bubreg" uključuje sljedeće elemente: polupropusnu membranu, s jedne strane teče krv, a s druge strane - slana otopina. Za sprječavanje zgrušavanja krvi koriste se antikoagulansi - ljekovite tvari koje smanjuju zgrušavanje krvi. U tom slučaju dolazi do izjednačavanja koncentracija niskomolekularnih spojeva iona, uree, kreatinina, glukoze i drugih tvari male molekulske mase. S povećanjem poroznosti membrane dolazi do kretanja tvari veće molekulske mase. Ako ovom procesu dodamo višak hidrostatskog tlaka sa strane krvi ili negativni tlak sa strane otopine za pranje, tada će proces prijenosa biti popraćen kretanjem vode - konvekcijskim prijenosom mase. Osmotski tlak se također može koristiti za prijenos vode dodavanjem osmotski aktivnih tvari dijalizatu. Najčešće se u tu svrhu koristila glukoza, rjeđe fruktoza i drugi šećeri, a još rjeđe proizvodi drugog kemijskog podrijetla. Istodobno, unošenjem glukoze u velikim količinama može se postići stvarno izražen učinak dehidracije, međutim povećanje koncentracije glukoze u dijalizatu iznad određenih vrijednosti nije preporučljivo zbog mogućnosti komplikacija.

Konačno, moguće je potpuno napustiti otopinu za ispiranje membrane (dijalizat) i dobiti izlaz kroz membranu tekućeg dijela krvi: vode i tvari s molekularnom težinom širokog raspona.

Godine 1925. J. Haas izvodi prvu dijalizu kod ljudi, a 1928. koristi i heparin, budući da je dugotrajna primjena hirudina bila povezana s toksičnim učincima, a sam njegov učinak na zgrušavanje krvi bio je nestabilan. Heparin je prvi put korišten za dijalizu 1926. godine u pokusu H. Nehelsa i R. Lima.

Budući da se pokazalo da su gore navedeni materijali malo korisni kao osnova za stvaranje polupropusnih membrana, nastavila se potraga za drugim materijalima, te je 1938. godine prvi put upotrijebljen celofan za hemodijalizu, koja je u narednim godinama Dugo vrijeme ostao glavna sirovina za proizvodnju polupropusnih membrana.

Prvi uređaj za “umjetni bubreg” prikladan za široku kliničku primjenu izradili su 1943. W. Kolff i H. Burke. Zatim su ti uređaji poboljšani. Pritom se razvoj tehničke misli na ovom području isprva u većoj mjeri odnosio na modifikaciju dijalizatora, da bi tek posljednjih godina u velikoj mjeri zahvatio i same uređaje.

Kao rezultat toga, pojavile su se dvije glavne vrste dijalizatora, takozvani spiralni dijalizator, gdje su korištene celofanske cijevi, i planparalelni, u kojem su korištene ravne membrane.

Godine 1960. F. Keel konstruirao je vrlo uspješnu verziju planparalelnog dijalizatora s polipropilenskim pločama, a tijekom niza godina ovaj tip dijalizatora i njegove modifikacije proširile su se svijetom, okupiravši vodeće mjesto među svim ostalim vrstama dijalizatora.

Zatim se proces stvaranja učinkovitijih hemodijalizatora i pojednostavljenja tehnike hemodijalize razvijao u dva glavna smjera: dizajn samog dijalizatora, pri čemu su dijalizatori za jednokratnu upotrebu s vremenom zauzeli dominantnu poziciju, te korištenje novih materijala kao polupropusne membrane. .

Dijalizator je srce "umjetnog bubrega", stoga su glavni napori kemičara i inženjera uvijek bili usmjereni na poboljšanje ove posebne veze u složenom sustavu aparata u cjelini. Međutim, tehnička misao nije zanemarila aparat kao takav.

Šezdesetih godina prošlog stoljeća pojavila se ideja o korištenju tzv središnji sustavi, odnosno aparate za "umjetni bubreg", u kojima se dijalizat pripremao iz koncentrata - mješavine soli, čija je koncentracija bila 30-34 puta veća od njihove koncentracije u krvi bolesnika.

Kombinacija dijalize i recirkulacije korištena je u nizu strojeva za umjetni bubreg, kao što je američka tvrtka Travenol. U ovom slučaju je oko 8 litara dijalizata velikom brzinom cirkuliralo u zasebnoj posudi u kojoj se nalazio dijalizator iu koju se svake minute dodavalo 250 mililitara svježe otopine i isto toliko bacalo u kanalizaciju.

U početku je hemodijaliza koristila jednostavan voda iz pipe, tada su zbog njezine kontaminacije, posebice mikroorganizmima, pokušali koristiti destiliranu vodu, no to se pokazalo vrlo skupim i neučinkovitim. Problem je radikalno riješen stvaranjem posebnih sustava za pripremu vode iz slavine, koji uključuju filtre za njezino pročišćavanje od mehaničkih nečistoća, željeza i njegovih oksida, silicija i drugih elemenata, ionsko-izmjenjivačke smole za uklanjanje tvrdoće vode i instalacije takozvana "reverzna" osmoza.

Mnogo je truda uloženo u poboljšanje sustava nadzora uređaja za umjetni bubreg. Tako su uz stalni nadzor temperature dijalizata počeli uz pomoć posebnih senzora stalno pratiti kemijski sastav dijalizata, s fokusom na ukupnu električnu vodljivost dijalizata, koja se mijenja s padom koncentracije soli i raste s povećanjem nje.

Nakon toga, ion-selektivni senzori protoka počeli su se koristiti u uređajima za "umjetni bubreg", koji bi stalno pratili koncentraciju iona. Računalo je, s druge strane, omogućilo upravljanje procesom uvođenjem nedostajućih elemenata iz dodatnih spremnika ili promjenu njihovog omjera po principu povratne sprege.

Vrijednost ultrafiltracije tijekom dijalize ne ovisi samo o kvaliteti membrane, u svim slučajevima transmembranski tlak je odlučujući faktor, pa su senzori tlaka postali naširoko korišteni u monitorima: stupanj razrjeđenja u dijalizatu, tlak na ulazu i izlaz dijalizatora. Suvremena tehnologija pomoću računala omogućuje programiranje procesa ultrafiltracije.

Napuštajući dijalizator, krv ulazi u venu pacijenta kroz zračnu zamku, što omogućuje procjenu približne količine protoka krvi, sklonosti krvi zgrušavanju. Za sprječavanje zračne embolije, ove zamke su opremljene zračnim kanalima, uz pomoć kojih reguliraju razinu krvi u njima. Trenutno se u mnogim uređajima ultrazvučni ili fotoelektrični detektori postavljaju na zračne zamke, koji automatski blokiraju vensku liniju kada razina krvi u zamci padne ispod unaprijed određene razine.

Nedavno su znanstvenici stvorili uređaje koji pomažu ljudima koji su izgubili vid – potpuno ili djelomično.

Čudesne naočale, primjerice, razvijene su u proizvodnoj tvrtki Rehabilitation Research and Development na temelju tehnologija koje su se prije koristile samo u vojnim poslovima. Poput noćnog nišana, uređaj radi na principu infracrvenog lociranja. Mat crne leće naočala zapravo su ploče od pleksiglasa s minijaturnim uređajem za lociranje između njih. Cijeli lokator, zajedno s okvirom naočala, težak je oko 50 grama - otprilike koliko i obične naočale. I biraju se, poput naočala za one koji vide, strogo individualno, tako da je i zgodno i lijepo. "Leće" ne samo da obavljaju svoje izravne funkcije, već i pokrivaju nedostatke očiju. Od dva tuceta opcija, svatko može odabrati najprikladniju za sebe.

Korištenje naočala uopće nije teško: morate ih staviti i uključiti struju. Izvor energije za njih je prazna baterija veličine kutije cigareta. Ovdje, u bloku, smješten je i generator.

Signali koje emitira, nakon što naiđu na prepreku, vraćaju se i hvataju "leće prijemnika". Primljeni impulsi se pojačavaju u usporedbi sa signalom praga, a ako postoji prepreka, odmah se oglašava zujalica - to je glasnije što mu je osoba bliže. Raspon uređaja može se podesiti pomoću jednog od dva raspona.

Rad na stvaranju elektroničke mrežnice uspješno provode američki stručnjaci iz NASA-e i Glavnog centra na Sveučilištu Johns Hopkins.

U početku su pokušavali pomoći ljudima koji su još imali nešto ostataka vida. “Za njih su stvorene telenaočale”, pišu S. Grigoriev i E. Rogov u časopisu “Young Technician”, “gdje su umjesto leća postavljeni minijaturni televizijski ekrani. Jednako sićušne video kamere, smještene na okviru, šalju u sliku sve što padne u vidno polje običnog čovjeka. Međutim, za osobe oštećena vida, slika se također dešifrira pomoću ugrađenog računala. Takav uređaj ne čini posebna čuda i ne čini slijepe, kažu stručnjaci, ali će omogućiti maksimalno korištenje vidnih sposobnosti koje čovjek još ima i olakšati orijentaciju.

Primjerice, ako je kod osobe ostao barem dio mrežnice, računalo će “razdvojiti” sliku na način da osoba može vidjeti okolinu, barem uz pomoć očuvanih perifernih područja.

Prema programerima, takvi sustavi pomoći će približno 2,5 milijuna ljudi koji pate od oštećenja vida. Ali što je s onima čija je mrežnica gotovo potpuno izgubljena? Za njih znanstvenici iz očnog centra na Sveučilištu Duke (Sjeverna Karolina) svladavaju operaciju ugradnje elektronske mrežnice. Pod kožu se ugrađuju posebne elektrode koje spojene na živce prenose sliku u mozak. Slijepi vide sliku koja se sastoji od pojedinačnih svjetlećih točkica, vrlo sličnu displej ploči koja se postavlja na stadionima, kolodvorima i zračnim lukama. Sliku na "semaforu" opet stvaraju minijaturne televizijske kamere postavljene na okvir naočala.

I, konačno, posljednja riječ znanosti danas je pokušaj stvaranja novih osjetljivih centara na oštećenoj mrežnici pomoću metoda moderne mikrotehnologije. Prof. Rost Propet i njegovi kolege sada su angažirani na takvim operacijama u Sjevernoj Karolini. Zajedno s NASA-inim stručnjacima stvorili su prve uzorke subelektroničke mrežnice koja se izravno ugrađuje u oko.

“Naši pacijenti se, naravno, nikada neće moći diviti Rembrandtovim slikama”, komentira profesor. “Međutim, i dalje će moći razlikovati gdje su vrata, a gdje prozor, prometne znakove i ploče…”