อวัยวะเทียม อวัยวะเทียมเติบโตได้อย่างไร? เครื่องกระตุ้นหัวใจและการเล่นกีฬา

ประเภทผ้า

เนื้อเยื่อเยื่อบุผิว (ปก)หรือเยื่อบุผิวเป็นชั้นขอบเขตของเซลล์ที่เรียงรายไปตามผิวหนังของร่างกายหรือเยื่อเมือกของทั้งหมด อวัยวะภายในและฟันผุ และยังก่อให้เกิดพื้นฐานของต่อมต่างๆ อีกด้วย

เยื่อบุผิวแยกร่างกาย ( สภาพแวดล้อมภายใน) จากสภาพแวดล้อมภายนอก แต่ในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการมีปฏิสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตด้วย สิ่งแวดล้อม- เซลล์เยื่อบุผิวเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนาและก่อให้เกิดสิ่งกีดขวางทางกลที่ป้องกันการแทรกซึมของจุลินทรีย์และสิ่งแปลกปลอมเข้าสู่ร่างกาย เซลล์เนื้อเยื่อเยื่อบุผิวมีชีวิตอยู่ในช่วงเวลาสั้น ๆ และถูกแทนที่ด้วยเซลล์ใหม่อย่างรวดเร็ว (กระบวนการนี้เรียกว่า การฟื้นฟู).

เนื้อเยื่อเยื่อบุผิวยังมีส่วนร่วมในหน้าที่อื่น ๆ อีกมากมาย: การหลั่ง (ต่อมไร้ท่อและต่อมไร้ท่อ), การดูดซึม (เยื่อบุผิวในลำไส้), การแลกเปลี่ยนก๊าซ (เยื่อบุผิวปอด)

คุณสมบัติหลักเยื่อบุผิวคือประกอบด้วยชั้นต่อเนื่องของเซลล์ที่อยู่ติดกันอย่างแน่นหนา เยื่อบุผิวสามารถอยู่ในรูปแบบของชั้นของเซลล์ที่เรียงรายทุกพื้นผิวของร่างกายและในรูปแบบของการสะสมของเซลล์ขนาดใหญ่ - ต่อม: ตับ, ตับอ่อน, ต่อมไทรอยด์, ต่อมน้ำลายเป็นต้น ในกรณีแรก มันอยู่บนเยื่อหุ้มชั้นใต้ดิน ซึ่งแยกเยื่อบุผิวออกจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่อยู่เบื้องล่าง อย่างไรก็ตามมีข้อยกเว้น: เซลล์เยื่อบุผิวในเนื้อเยื่อน้ำเหลืองสลับกับองค์ประกอบของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน;

เซลล์เยื่อบุผิวที่จัดเรียงเป็นชั้นๆ สามารถอยู่ได้หลายชั้น (stratified epithelium) หรือในชั้นเดียว (single-layer epithelium) ขึ้นอยู่กับความสูงของเซลล์ เยื่อบุผิวจะถูกแบ่งออกเป็นแบน ลูกบาศก์ ปริซึม และทรงกระบอก

เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

<<<назад

ประกอบด้วยเซลล์ สารระหว่างเซลล์ และเส้นใยเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ประกอบด้วยกระดูกกระดูกอ่อนเส้นเอ็นเอ็นเลือดไขมันมีอยู่ในอวัยวะทั้งหมด (เนื้อเยื่อเกี่ยวพันหลวม) ในรูปแบบของอวัยวะที่เรียกว่าสโตรมา (กรอบ)

ตรงกันข้ามกับเนื้อเยื่อบุผิวในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันทุกประเภท (ยกเว้นเนื้อเยื่อไขมัน) สารระหว่างเซลล์มีอิทธิพลเหนือเซลล์ในปริมาตร กล่าวคือ สารระหว่างเซลล์แสดงออกได้ดีมาก องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพของสารระหว่างเซลล์มีความหลากหลายมากในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันประเภทต่างๆ ตัวอย่างเช่นเลือด - เซลล์ในนั้น "ลอย" และเคลื่อนไหวอย่างอิสระเนื่องจากสารระหว่างเซลล์ได้รับการพัฒนาอย่างดี

โดยทั่วไป, เนื้อเยื่อเกี่ยวพันก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าสภาพแวดล้อมภายในร่างกาย มันมีความหลากหลายมากและมีหลายประเภทตั้งแต่รูปแบบหนาแน่นและหลวมไปจนถึงเลือดและน้ำเหลืองซึ่งเป็นเซลล์ที่อยู่ในของเหลว ความแตกต่างพื้นฐานในประเภทของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของส่วนประกอบของเซลล์และธรรมชาติของสารระหว่างเซลล์

ใน หนาแน่นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีเส้นใย (เส้นเอ็นของกล้ามเนื้อ เอ็นข้อต่อ) ถูกครอบงำโดยโครงสร้างเส้นใยและมีการรับภาระทางกลที่สำคัญ

หลวมเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีเส้นใยเป็นเรื่องธรรมดามากในร่างกาย ในทางกลับกันมันอุดมสมบูรณ์มากในรูปแบบเซลล์ประเภทต่างๆ บางส่วนเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเส้นใยเนื้อเยื่อ (ไฟโบรบลาสต์) ส่วนอื่นๆ ซึ่งมีความสำคัญเป็นพิเศษ ให้กระบวนการป้องกันและกำกับดูแลเป็นหลัก รวมถึงผ่านกลไกภูมิคุ้มกัน (มาโครฟาจ ลิมโฟไซต์ เนื้อเยื่อเบโซฟิล เซลล์พลาสมา)

เนื้อเยื่อกระดูก

<<<назад

เนื้อเยื่อกระดูกซึ่งประกอบเป็นกระดูกของโครงกระดูกมีความทนทานมาก ช่วยรักษารูปร่าง (โครงสร้าง) และปกป้องอวัยวะที่อยู่ในกะโหลกศีรษะ หน้าอก และช่องอุ้งเชิงกราน และมีส่วนร่วมในการเผาผลาญแร่ธาตุ เนื้อเยื่อประกอบด้วยเซลล์ (osteocytes) และสารระหว่างเซลล์ซึ่งมีช่องสารอาหารที่มีหลอดเลือดอยู่ สารระหว่างเซลล์ประกอบด้วยเกลือแร่มากถึง 70% (แคลเซียม ฟอสฟอรัส และแมกนีเซียม)

ในการพัฒนาเนื้อเยื่อกระดูกจะผ่านขั้นตอนของเส้นใยและลาเมลลาร์ ในส่วนต่างๆ ของกระดูก จะจัดเรียงตัวเป็นสารกระดูกที่มีขนาดกะทัดรัดหรือเป็นรูพรุน

เนื้อเยื่อกระดูกอ่อน

<<<назад

เนื้อเยื่อกระดูกอ่อนประกอบด้วยเซลล์ (chondrocytes) และสารระหว่างเซลล์ (เมทริกซ์กระดูกอ่อน) ซึ่งมีลักษณะยืดหยุ่นเพิ่มขึ้น มันทำหน้าที่รองรับเนื่องจากสร้างกระดูกอ่อนจำนวนมาก

เนื้อเยื่อกระดูกอ่อนมีสามประเภท ได้แก่ ไฮยาลีน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระดูกอ่อนของหลอดลม หลอดลม ปลายกระดูกซี่โครง และพื้นผิวข้อต่อของกระดูก ยืดหยุ่นสร้างใบหูและฝาปิดกล่องเสียง เส้นใยซึ่งอยู่ในแผ่นดิสก์ระหว่างกระดูกสันหลังและข้อต่อของกระดูกหัวหน่าว

เนื้อเยื่อไขมัน

<<<назад

เนื้อเยื่อไขมันคล้ายกับเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หลวม เซลล์มีขนาดใหญ่และเต็มไปด้วยไขมัน เนื้อเยื่อไขมันทำหน้าที่ด้านโภชนาการ การสร้างรูปร่าง และการควบคุมอุณหภูมิ เนื้อเยื่อไขมันแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ สีขาวและสีน้ำตาล ในมนุษย์ เนื้อเยื่อไขมันสีขาวจะมีอิทธิพลเหนือกว่า โดยส่วนหนึ่งจะล้อมรอบอวัยวะต่างๆ โดยรักษาตำแหน่งในร่างกายมนุษย์และหน้าที่อื่นๆ ปริมาณเนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาลในมนุษย์มีน้อย (พบในทารกแรกเกิดเป็นหลัก) หน้าที่หลักของเนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาลคือการผลิตความร้อน เนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาลช่วยรักษาอุณหภูมิร่างกายของสัตว์ในช่วงจำศีลและอุณหภูมิของทารกแรกเกิด

เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ

<<<назад

เซลล์กล้ามเนื้อเรียกว่าเส้นใยกล้ามเนื้อเนื่องจากมีการยืดออกในทิศทางเดียวตลอดเวลา

การจำแนกประเภทของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อนั้นดำเนินการบนพื้นฐานของโครงสร้างของเนื้อเยื่อ (เนื้อเยื่อวิทยา): โดยการมีอยู่หรือไม่มีเส้นขวางตามขวางและบนพื้นฐานของกลไกการหดตัว - โดยสมัครใจ (เช่นในกล้ามเนื้อโครงร่าง) หรือไม่สมัครใจ (เรียบ หรือกล้ามเนื้อหัวใจ)

เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อมีความตื่นเต้นง่ายและความสามารถในการหดตัวภายใต้อิทธิพลของระบบประสาทและสารบางชนิด ความแตกต่างด้วยกล้องจุลทรรศน์ทำให้เราสามารถแยกแยะเนื้อเยื่อนี้ได้สองประเภท - แบบเรียบ (ไม่มีโครงร่าง) และแบบมีโครงร่าง (มีโครงร่าง)

เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อเรียบมีโครงสร้างเป็นเซลล์ มันสร้างเยื่อหุ้มกล้ามเนื้อของผนังอวัยวะภายใน (ลำไส้, มดลูก, กระเพาะปัสสาวะ ฯลฯ ), หลอดเลือดและน้ำเหลือง; การหดตัวเกิดขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจ

เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อลายประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อ ซึ่งแต่ละเซลล์ถูกแทนด้วยเซลล์หลายพันเซลล์ หลอมรวมเป็นโครงสร้างเดียว นอกเหนือจากนิวเคลียสของพวกมัน มันสร้างกล้ามเนื้อโครงร่าง เราสามารถย่อให้สั้นลงได้ตามต้องการ

เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อโครงร่างชนิดหนึ่งคือกล้ามเนื้อหัวใจซึ่งมีความสามารถเฉพาะตัว ในช่วงชีวิต (ประมาณ 70 ปี) กล้ามเนื้อหัวใจหดตัวมากกว่า 2.5 ล้านครั้ง ไม่มีผ้าชนิดอื่นที่มีศักยภาพด้านความแข็งแกร่งเช่นนี้ เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจมีเส้นขวาง อย่างไรก็ตาม มีพื้นที่พิเศษที่เส้นใยกล้ามเนื้อมาบรรจบกันต่างจากกล้ามเนื้อโครงร่าง ด้วยโครงสร้างนี้ การหดตัวของเส้นใยหนึ่งจึงถูกส่งไปยังเส้นใยข้างเคียงอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่ากล้ามเนื้อหัวใจส่วนใหญ่หดตัวพร้อมกัน

เนื้อเยื่อประสาท

<<<назад

เนื้อเยื่อประสาทประกอบด้วยเซลล์สองประเภท: เส้นประสาท (เซลล์ประสาท) และเกลอัล เซลล์ไกลอัลอยู่ติดกับเซลล์ประสาทอย่างใกล้ชิด โดยทำหน้าที่สนับสนุน โภชนาการ สารคัดหลั่ง และการป้องกัน

เซลล์ประสาทเป็นหน่วยโครงสร้างพื้นฐานและการทำงานของเนื้อเยื่อประสาท คุณสมบัติหลักของมันคือความสามารถในการสร้างแรงกระตุ้นเส้นประสาทและส่งการกระตุ้นไปยังเซลล์ประสาทอื่นหรือกล้ามเนื้อและเซลล์ต่อมของอวัยวะที่ทำงาน เซลล์ประสาทอาจประกอบด้วยร่างกายและกระบวนการต่างๆ เซลล์ประสาทได้รับการออกแบบเพื่อส่งกระแสประสาท เมื่อได้รับข้อมูลเกี่ยวกับส่วนหนึ่งของพื้นผิว เซลล์ประสาทจะส่งข้อมูลไปยังส่วนอื่นของพื้นผิวอย่างรวดเร็ว เนื่องจากกระบวนการของเซลล์ประสาทมีความยาวมาก ข้อมูลจึงถูกส่งไปในระยะทางไกล เซลล์ประสาทส่วนใหญ่มีกระบวนการสองประเภท: สั้น, หนา, แตกแขนงใกล้ร่างกาย - เดนไดรต์และยาว (สูงถึง 1.5 ม.) บางและแตกแขนงเฉพาะที่ปลายสุดเท่านั้น - แอกซอน- แอกซอนก่อตัวเป็นเส้นใยประสาท

แรงกระตุ้นเส้นประสาทคือคลื่นไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงไปตามเส้นใยประสาท

ขึ้นอยู่กับฟังก์ชั่นที่ทำและคุณสมบัติทางโครงสร้าง เซลล์ประสาททั้งหมดแบ่งออกเป็นสามประเภท: ประสาทสัมผัส, มอเตอร์ (ผู้บริหาร) และอินเตอร์คาลารี เส้นใยมอเตอร์ที่ทำงานเป็นส่วนหนึ่งของเส้นประสาทจะส่งสัญญาณไปยังกล้ามเนื้อและต่อมต่างๆ เส้นใยประสาทสัมผัสจะส่งข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของอวัยวะไปยังระบบประสาทส่วนกลาง

ตอนนี้เราสามารถรวมข้อมูลทั้งหมดที่ได้รับลงในตารางได้แล้ว
<<<назад

ประเภทผ้า

กลุ่มผ้า	ประเภทของผ้า	โครงสร้างเนื้อเยื่อ	ที่ตั้ง	ฟังก์ชั่น
เยื่อบุผิว	แบน	พื้นผิวของเซลล์มีความเรียบ เซลล์อยู่ติดกันอย่างแน่นหนา	ผิว ช่องปาก หลอดอาหาร ถุงลม แคปซูลเนฟรอน	ผิวหนัง ป้องกัน ขับถ่าย (การแลกเปลี่ยนก๊าซ การขับถ่ายปัสสาวะ)
ต่อม	เซลล์ต่อมผลิตสารคัดหลั่ง	ต่อมผิวหนัง กระเพาะอาหาร ลำไส้ ต่อมไร้ท่อ ต่อมน้ำลาย	การขับถ่าย (การหลั่งเหงื่อ, น้ำตา), การหลั่ง (การสร้างน้ำลาย, น้ำย่อยและลำไส้, ฮอร์โมน)
ซิลิเอต (ซิลิเอต)	ประกอบด้วยเซลล์ที่มีขนจำนวนมาก (cilia)	สายการบิน	ป้องกัน (ดักจับตาและขจัดอนุภาคฝุ่น)
เกี่ยวพัน	มีเส้นใยหนาแน่น	กลุ่มเซลล์เส้นใยที่อัดตัวแน่นไม่มีสารระหว่างเซลล์	ผิวหนัง, เส้นเอ็น, เอ็น, เยื่อหุ้มหลอดเลือด, กระจกตา	ผิวหนัง, ปกป้อง, มอเตอร์
เส้นใยหลวม	เซลล์เส้นใยที่จัดเรียงอย่างหลวม ๆ พันกัน สารระหว่างเซลล์ไม่มีโครงสร้าง	เนื้อเยื่อไขมันใต้ผิวหนัง ถุงเยื่อหุ้มหัวใจ ทางเดินของระบบประสาท	เชื่อมโยงผิวหนังเข้ากับกล้ามเนื้อ รองรับอวัยวะต่างๆ ในร่างกาย เติมเต็มช่องว่างระหว่างอวัยวะต่างๆ ให้การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย
กระดูกอ่อน	เซลล์ทรงกลมหรือเซลล์รูปไข่ที่วางอยู่ในแคปซูลสารระหว่างเซลล์มีความหนาแน่นยืดหยุ่นและโปร่งใส	แผ่นดิสก์ระหว่างกระดูกสันหลัง กระดูกอ่อนกล่องเสียง หลอดลม ใบหู พื้นผิวข้อต่อ	ปรับพื้นผิวที่ถูของกระดูกให้เรียบ ป้องกันความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจและหู
กระดูก	เซลล์ที่มีชีวิตซึ่งมีกระบวนการที่ยาวนาน เชื่อมต่อกัน สารระหว่างเซลล์ - เกลืออนินทรีย์และโปรตีนออสเซน	กระดูกโครงกระดูก	พยุง, มอเตอร์, ป้องกัน
เลือดและน้ำเหลือง	เนื้อเยื่อเกี่ยวพันของเหลวประกอบด้วยองค์ประกอบที่เกิดขึ้น (เซลล์) และพลาสมา (ของเหลวที่มีสารอินทรีย์และแร่ธาตุละลายอยู่ในนั้น - เซรั่มและโปรตีนไฟบริโนเจน)	ระบบไหลเวียนโลหิตทั้งร่างกาย	นำพา O2 และสารอาหารไปทั่วร่างกาย รวบรวม CO 2 และผลิตภัณฑ์สลายตัว รับประกันความสม่ำเสมอของสภาพแวดล้อมภายใน องค์ประกอบทางเคมีและก๊าซของร่างกาย ป้องกัน (ภูมิคุ้มกัน) กฎระเบียบ (ด้านร่างกาย)
มีกล้าม	ลายขวาง	เซลล์ทรงกระบอกหลายนิวเคลียสมีความยาวสูงสุด 10 ซม. มีแถบขวางตามขวาง	กล้ามเนื้อโครงร่าง กล้ามเนื้อหัวใจ	การเคลื่อนไหวร่างกายและส่วนต่างๆ ของร่างกาย การแสดงออกทางสีหน้า การพูดโดยสมัครใจ การหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจโดยไม่สมัครใจ (อัตโนมัติ) เพื่อดันเลือดผ่านห้องหัวใจ มีคุณสมบัติปลุกปั่นและการหดตัว
เรียบ	เซลล์โมโนนิวเคลียร์มีความยาวสูงสุด 0.5 มม. มีปลายแหลม	ผนังทางเดินอาหาร หลอดเลือดและน้ำเหลือง กล้ามเนื้อผิวหนัง	การหดตัวของผนังอวัยวะกลวงภายในโดยไม่สมัครใจ ยกขนบนผิวหนัง
ประหม่า	เซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท)	ร่างกายของเซลล์ประสาทมีรูปร่างและขนาดต่างกัน เส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 0.1 มม	ก่อตัวเป็นเนื้อสีเทาของสมองและไขสันหลัง	กิจกรรมประสาทที่สูงขึ้น การสื่อสารของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมภายนอก ศูนย์กลางของปฏิกิริยาตอบสนองแบบมีเงื่อนไขและไม่มีเงื่อนไข เนื้อเยื่อประสาทมีคุณสมบัติ ความตื่นเต้นและการนำไฟฟ้า
กระบวนการสั้นๆ ของเซลล์ประสาทมีลักษณะคล้ายต้นไม้ เดนไดรต์	เชื่อมต่อกับกระบวนการของเซลล์ข้างเคียง	พวกมันส่งการกระตุ้นของเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์ประสาทหนึ่ง สร้างความเชื่อมโยงระหว่างอวัยวะทุกส่วนของร่างกาย
เส้นใยประสาท - แอกซอน(เซลล์ประสาท) - กระบวนการยาวของเซลล์ประสาทยาวได้ถึง 1.5 ม. อวัยวะต่างๆ สิ้นสุดด้วยปลายประสาทที่แตกแขนง	เส้นประสาทของระบบประสาทส่วนปลายที่ส่งกระแสประสาทให้กับอวัยวะทุกส่วนของร่างกาย	ทางเดินของระบบประสาท พวกมันส่งการกระตุ้นจากเซลล์ประสาทไปยังบริเวณรอบนอกผ่านเซลล์ประสาทแบบแรงเหวี่ยง จากตัวรับ (อวัยวะที่มีเส้นประสาท) - ไปยังเซลล์ประสาทตามเซลล์ประสาทสู่ศูนย์กลาง Interneurons ส่งการกระตุ้นจากเซลล์ประสาทสู่ศูนย์กลาง (ไว) ไปยังเซลล์ประสาทแบบแรงเหวี่ยง (มอเตอร์)

อวัยวะ- เหล่านี้เป็นส่วนของร่างกายที่ทำหน้าที่บางอย่าง. มีรูปร่างและตำแหน่งที่แน่นอน

โครงสร้าง.

โดยปกติอวัยวะจะประกอบด้วยเนื้อเยื่อหลายประเภท แต่หนึ่งในนั้นอาจมีอำนาจเหนือกว่า: เนื้อเยื่อหลักของต่อมคือเยื่อบุผิวและเนื้อเยื่อหลักของกล้ามเนื้อคือกล้ามเนื้อ ตัวอย่างเช่นในตับ, ปอด, ไต, ต่อม เนื้อเยื่อหลักที่ "ทำงาน" คือเยื่อบุผิวในกระดูกมีการเชื่อมต่อกันในสมองมีความกังวล อวัยวะมีรูปร่างและตำแหน่งที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเองในร่างกาย โครงสร้างของอวัยวะจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับหน้าที่ที่ทำ

อวัยวะต่าง ๆ รวมกันเป็นหนึ่งเดียวทั้งทางกายวิภาคและหน้าที่ ระบบอวัยวะกล่าวคือ เป็นกลุ่มของอวัยวะที่เกี่ยวข้องกันทางกายวิภาค มีแผนโครงสร้างร่วมกัน มีเอกภาพต้นกำเนิด และทำหน้าที่ร่วมกันอย่างใดอย่างหนึ่ง

การทำงาน

ระบบอวัยวะต่อไปนี้มีความโดดเด่นในร่างกายมนุษย์: ระบบย่อยอาหาร, ผิวหนัง, ระบบทางเดินหายใจ, ปัสสาวะ, ระบบสืบพันธุ์, ประสาท, ระบบไหลเวียนโลหิต, น้ำเหลืองและ มีภูมิคุ้มกัน- อวัยวะบางอวัยวะก็รวมกันตามหลักการทำงานเข้าเป็นหนึ่ง อุปกรณ์- ในอุปกรณ์อวัยวะมีโครงสร้างและต้นกำเนิดที่แตกต่างกัน แต่พวกมันรวมกันเป็นหนึ่งเดียวจากการมีส่วนร่วมในการทำหน้าที่ร่วมกันเช่นอุปกรณ์กล้ามเนื้อและกระดูกและต่อมไร้ท่อ

ใน ระบบผิวหนังรวมถึงผิวหนังและเยื่อเมือกที่บุในช่องปาก ทางเดินหายใจ และอวัยวะย่อยอาหาร ระบบผิวหนังช่วยปกป้องร่างกายไม่ให้แห้ง ความผันผวนของอุณหภูมิ ความเสียหาย และการแทรกซึมของสารพิษและเชื้อโรคเข้าสู่ร่างกาย

ระบบรองรับและการเคลื่อนไหวรวมถึงกระดูกและกล้ามเนื้อ กระดูกที่รวมกันเป็นโครงกระดูกจะทำหน้าที่รองรับทุกส่วนของร่างกาย กระดูกช่วยปกป้องอวัยวะภายในและช่วยให้ร่างกายเคลื่อนไหวได้เมื่อใช้ร่วมกับกล้ามเนื้อ

ขับถ่ายระบบช่วยให้มั่นใจในการกำจัดผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมของเหลวออกจากร่างกาย

ระบบทางเดินหายใจประกอบด้วยโพรงและท่อจำนวนหนึ่งและรับประกันการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างเลือดและสิ่งแวดล้อมภายนอก

ระบบย่อยอาหารรวมถึงอวัยวะที่รับประกันการย่อยอาหารและการดูดซึมสารอาหารเข้าสู่กระแสเลือด

การทำงาน ระบบสืบพันธุ์– การสืบพันธุ์ ในอวัยวะของเธอเซลล์สืบพันธุ์จะเกิดขึ้นและในอวัยวะสืบพันธุ์สตรีก็เกิดการพัฒนาของทารกในครรภ์ด้วย

ระบบต่อมไร้ท่อรวมถึงต่อมไร้ท่อจำนวนหนึ่งที่ผลิตและปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (ฮอร์โมน) เข้าสู่กระแสเลือด ซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมการทำงานของเซลล์และเนื้อเยื่อทั้งหมดของร่างกาย

ระบบไหลเวียนโลหิตประกอบด้วยหัวใจและหลอดเลือดและเลือดที่ไหลเวียนอยู่ในนั้นช่วยให้แน่ใจว่ามีการแลกเปลี่ยนสาร

ระบบประสาทรวมระบบทั้งหมดข้างต้นเข้าด้วยกัน ควบคุมและประสานงานกิจกรรมต่างๆ และผ่านตัวรับ (อวัยวะรับความรู้สึก) จะสื่อสารร่างกายกับสิ่งแวดล้อม กิจกรรมทางจิตเกิดขึ้นจากระบบประสาท เนื่องจากการทำงานของระบบประสาทและต่อมไร้ท่อ ทำให้ร่างกายทำงานเป็นหนึ่งเดียว

อวัยวะหรือระบบอวัยวะไม่สามารถทำงานได้ภายนอกร่างกาย และร่างกายไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีระบบใด ๆ

นี่มันน่าสนใจ!

การสร้างอวัยวะและเนื้อเยื่อเทียม

เอ็ม.วี.เพลตนิคอฟ
แปลจาก English Science, 1995,
ฉบับที่ 270, N 5234, หน้า. 230-232.

การสร้างอวัยวะและเนื้อเยื่อเทียมกลายเป็นสาขาวิทยาศาสตร์อิสระเมื่อประมาณสิบปีที่แล้ว ความสำเร็จประการแรกในทิศทางนี้คือการสร้างผิวหนังเทียมและเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน ซึ่งตัวอย่างดังกล่าวอยู่ระหว่างการทดลองทางคลินิกครั้งแรกในศูนย์ปลูกถ่าย หนึ่งในความสำเร็จล่าสุดคือการออกแบบเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนที่สามารถฟื้นฟูได้อย่างแข็งขัน

นี่เป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่อย่างแท้จริง เนื่องจากเนื้อเยื่อข้อต่อที่เสียหายไม่สามารถสร้างใหม่ในร่างกายได้ ในคลินิกของสหรัฐอเมริกา มีผู้ป่วยที่ได้รับความเสียหายต่อกระดูกอ่อนข้อมากกว่า 500,000 รายเป็นประจำทุกปี แต่การผ่าตัดดังกล่าวจะบรรเทาอาการปวดได้เพียงระยะเวลาสั้นๆ และปรับปรุงการเคลื่อนไหวของข้อต่อเท่านั้น

ขณะนี้มีการพยายามสร้างตับในหลอดทดลอง แต่ตับเป็นอวัยวะที่ซับซ้อน ประกอบด้วยเซลล์ประเภทต่างๆ ที่ช่วยชำระล้างสารพิษในเลือด เปลี่ยนสารอาหารที่ได้รับจากภายนอกเป็นรูปแบบที่ร่างกายดูดซึม และทำหน้าที่อื่นๆ อีกหลายอย่าง ดังนั้นการสร้างตับเทียมจึงต้องใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อนกว่ามาก เซลล์ประเภทต่างๆ เหล่านี้ทั้งหมดจะต้องถูกวางในลักษณะที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด นั่นคือ พื้นฐานที่ใช้เป็นพื้นฐานจะต้องคัดเลือกอย่างสูง

ในบรรดาอวัยวะและเนื้อเยื่อที่กำลังได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้นเพื่อจุดประสงค์ในการสร้างใหม่ทางเทคโนโลยีชีวภาพ ได้แก่ เนื้อเยื่อกระดูก เส้นเอ็น ลำไส้ ลิ้นหัวใจ ไขกระดูก และหลอดลม นอกเหนือจากการทำงานในการสร้างอวัยวะและเนื้อเยื่อเทียมของร่างกายมนุษย์แล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังคงพัฒนาวิธีการปลูกฝังเซลล์ที่ผลิตอินซูลินเข้าไปในร่างกายของผู้ป่วยโรคเบาหวาน และเซลล์ประสาทที่สังเคราะห์สารสื่อประสาทโดปามีนเข้าไปในร่างกายของผู้ที่เป็นโรคพาร์กินสัน โรคซึ่งจะช่วยให้ผู้ป่วยไม่ต้องฉีดยาที่น่าเบื่อทุกวัน

แต่ละเซลล์ของร่างกายทำหน้าที่เฉพาะเจาะจง ดังนั้นจึงต้องมีการไหลเวียนของออกซิเจนและสารอาหารอย่างต่อเนื่อง รวมถึงการกำจัดของเสียจากการเผาผลาญอย่างต่อเนื่อง ออกซิเจนและสารอาหารสามารถทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้เฉพาะเมื่ออยู่ในสถานะละลายเท่านั้น แต่ละเซลล์จะถูกล้างด้วยของเหลวที่มีทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับชีวิตของมัน นี้ - ของเหลวในเนื้อเยื่อ- เซลล์จะได้รับ O2 และสารอาหารจากมัน และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมของเสียจะถูกปล่อยออกไป

โปร่งใสไม่มีสี ของเหลวในเนื้อเยื่อเติมเต็มช่องว่างระหว่างเซลล์ในร่างกาย มันถูกสร้างขึ้นจากส่วนของเหลวของเลือด - พลาสมาเจาะเข้าไปในช่องว่างระหว่างเซลล์ผ่านผนังหลอดเลือดและจากผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมที่มาจากเซลล์อย่างต่อเนื่อง ปริมาตรในผู้ใหญ่ประมาณ 20 ลิตร

เส้นเลือดฝอยไม่ได้เข้าใกล้ทุกเซลล์ ดังนั้นสารอาหารและออกซิเจนจากเส้นเลือดฝอยตามกฎการแพร่กระจายจึงเข้าสู่ของเหลวในเนื้อเยื่อก่อนและจะถูกดูดซึมโดยเซลล์ ดังนั้นการสื่อสารระหว่างเส้นเลือดฝอยและเซลล์จึงเกิดขึ้นผ่านของเหลวในเนื้อเยื่อ คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมอื่นๆ ที่เกิดขึ้นในเซลล์จะถูกปล่อยออกมาจากเซลล์ก่อนเข้าสู่ของเหลวในเนื้อเยื่อเนื่องจากความเข้มข้นที่แตกต่างกัน จากนั้นจึงเข้าไปในเส้นเลือดฝอย เลือดแดงกลายเป็นเลือดดำและส่งของเสียไปยังไต ปอด และผิวหนัง ซึ่งจะถูกขับออกจากร่างกายโดยทางนั้น

สารอาหารเข้าสู่ร่างกายผ่านทางอวัยวะย่อยอาหารและผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวจะถูกกำจัดออกจากร่างกายผ่านทางอวัยวะขับถ่าย การเชื่อมต่อระหว่างอวัยวะเหล่านี้กับเซลล์ของร่างกายนั้นเกิดขึ้นผ่านสภาพแวดล้อมภายในของร่างกายซึ่งประกอบด้วยเลือด ของเหลวในเนื้อเยื่อ และน้ำเหลือง

1–เซลล์เม็ดเลือด, 2–เส้นเลือดฝอย, 3–เซลล์เนื้อเยื่อ, 4–ของเหลวในเนื้อเยื่อ,
5–จุดเริ่มต้นของเส้นเลือดฝอยน้ำเหลือง

ออกซิเจนและสารอาหารเข้าสู่สารระหว่างเซลล์จากเลือดที่ไหลเวียนผ่านระบบหลอดเลือดปิด หลอดเลือดที่เล็กที่สุด - เส้นเลือดฝอยเจาะทุกเนื้อเยื่อของร่างกาย ผ่านผนังของเส้นเลือดฝอย สารประกอบเคมีต่างๆ และน้ำที่มีอยู่ในเลือดจะเข้าสู่ช่องว่างระหว่างเซลล์อย่างต่อเนื่อง และผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมที่หลั่งออกมาจากเซลล์จะถูกดูดซึม

เส้นเลือดฝอยน้ำเหลืองเริ่มต้นอย่างสุ่มสี่สุ่มห้าในช่องว่างระหว่างเซลล์ ของเหลวในเนื้อเยื่อแทรกซึมเข้าไปซึ่งกลายเป็นน้ำเหลืองในหลอดเลือดน้ำเหลือง สีของน้ำเหลืองเป็นฟางสีเหลือง ประกอบด้วยน้ำ 95% ประกอบด้วยโปรตีน เกลือแร่ ไขมัน กลูโคส และลิมโฟไซต์ (เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดหนึ่ง) องค์ประกอบของน้ำเหลืองมีลักษณะคล้ายกับของ พลาสมาแต่ที่นี่มีโปรตีนน้อยกว่าและในส่วนต่าง ๆ ของร่างกายก็มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ตัวอย่างเช่นในบริเวณลำไส้มีหยดไขมันจำนวนมากซึ่งทำให้มีสีขาว

ปีที่แล้วพวกเขาสร้างเอ็มบริโอ ซึ่งเป็นลูกผสมระหว่างหมูกับมนุษย์ และในปีนี้พวกเขาได้วางเซลล์มนุษย์ให้เป็นเอ็มบริโอแกะ เซลล์ต้นกำเนิดได้รับการตั้งโปรแกรมใหม่เป็นเซลล์อื่นๆ พวกมันสร้างเรตินาของดวงตา กล้ามเนื้อ และอย่างอื่นจากผิวหนัง พวกมันสร้างแบบจำลองของอวัยวะบนชิปขนาดเล็ก - ทำไมทั้งหมดนี้จึงจำเป็น? การศึกษาดังกล่าวจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วยโดยเฉลี่ยอย่างไร?

อนาคตของการปลูกถ่าย

ผลประโยชน์มีมหาศาลจริงๆ พวกเราไม่มีใครรอดพ้นจากการเจ็บป่วยและการบาดเจ็บ ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความล้มเหลวของอวัยวะอย่างใดอย่างหนึ่ง ผู้คนไม่ใช่ซาลาแมนเดอร์หรือหนอน และพวกมันไม่สามารถมีหางได้ด้วยซ้ำ ไม่ต้องพูดถึงหัวใหม่เลย

ปลาม้าลายสามารถฟื้นตัวจากอาการบาดเจ็บที่หัวใจได้ แต่เราไม่สามารถฟื้นตัวได้ อนิจจา ทำให้เราเหลือความต้องการอีกมาก ดังนั้นสำหรับคนหลายแสนคน วิธีเดียวที่จะทำให้หัวใจ ปอด หรือตับทำงานได้คือการปลูกถ่ายอวัยวะจากผู้บริจาค .

มีผู้รับเป็นแสนคน มีผู้บริจาคน้อยกว่ามาก และมีคนจำนวนน้อยมากที่เหมาะกับบุคคลใดบุคคลหนึ่งโดยเฉพาะ หากในกรณีของไตผู้บริจาคสามารถมีชีวิตอยู่ได้ (และเช่นญาติก็มีกรณีเช่นนี้มากมาย) ดังนั้นด้วยหัวใจสิ่งนี้จะไม่ได้ผล ผู้คนหลายร้อยคนเสียชีวิตทุกวันเพียงเพราะพวกเขาไม่มีเวลาหาผู้บริจาคที่เหมาะสม ด้วยเหตุนี้การวิจัยในสาขาการปลูกอวัยวะเทียมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับตัวอ่อนของสัตว์อย่างไร?

วิทยาศาสตร์ยังห่างไกลจากการปลูกอวัยวะใหม่ในผู้ป่วยโดยตรง แต่การดัดแปลงเอ็มบริโอของสัตว์ก็มีอยู่แล้ว ไคเมราที่มีชีวิตครั้งแรก (สิ่งมีชีวิตที่เรียกว่าซึ่งมีสารพันธุกรรมจากไซโกตที่แตกต่างกันอยู่ร่วมกัน และไซโกตคือสิ่งที่ได้รับหลังจากการพบปะกันของเซลล์สืบพันธุ์) แสดงให้เห็นว่าเซลล์ของมนุษย์สามารถเติบโตได้ง่ายในร่างกายของสัตว์

เอ็มบริโอหมูเริ่มสร้างอวัยวะ รวมทั้งหัวใจและตับ ปรากฎว่าด้วยการปรับแต่งที่แม่นยำ มันเป็นไปได้ที่จะเติบโตอวัยวะมนุษย์ในสัตว์ไม่เพียงแต่ในทางทฤษฎีเท่านั้น แต่ยังในทางปฏิบัติด้วย และตอนนี้ปรากฎว่าสิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นกับแกะได้เช่นกัน ดังนั้นอวัยวะเทียมจึงเป็นเรื่องของเวลา

จริงอยู่มันค่อนข้างห่างไกลเพราะผู้เชี่ยวชาญยังไม่ทราบวิธีดำเนินการวงออเคสตราเซลลูล่าร์นี้และคำถามทางจริยธรรมที่เกิดขึ้นในกระบวนการดัดแปลงดังกล่าวค่อนข้างซับซ้อน ผู้เชี่ยวชาญไม่เพียงแต่ต้องคิดเกี่ยวกับอวัยวะต่างๆ ของตัวเองเท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึงวิธีที่จะอยู่บนขอบและไม่ทำให้หมูหรือแกะกลายเป็นมนุษย์มากเกินไป

แน่นอนว่านี่จะไม่ใช่ลูกผสมประเภทมิโนทอร์ (ไม่มีใครจะปลูกสิ่งนี้ขึ้นมาได้ ไม่มีคนโง่ และถ้ามี พวกเขาจะถูกเตะเขาอย่างรวดเร็ว) แต่ตอนนี้ความเข้มข้นของเซลล์มนุษย์ใน เอ็มบริโอ (ซึ่งแน่นอนว่าหลังจากการศึกษาถูกทำลายอย่างแม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงส่วนเกิน ) - หนึ่งใน 10,000 แต่ควรเป็น 1 ใน 100 หรือมากกว่านั้นด้วยซ้ำ โดยทั่วไปยังไม่ชัดเจนว่าจะกำหนดค่ากลไกอย่างละเอียดอย่างไร แต่เป็นที่ชัดเจนแล้วว่าเป็นไปได้ตามหลักการ

เทคโนโลยีชีวภาพในปัจจุบันยอมให้มากมาย เป็นที่ทราบกันว่าผู้เชี่ยวชาญบางคนสร้างระบบหลอดเลือดที่อาจเป็นประโยชน์สำหรับอวัยวะเทียมโดยการ "แยก" ใบผักโขม เซลล์พืชทั้งหมดถูกทำความสะอาด และฐานที่เหลือก็เต็มไปด้วยเซลล์ของมนุษย์

นักวิจัยคนอื่นๆ ได้สร้างวัสดุที่ในอนาคตจะสามารถนำมาใช้ผลิตได้ เช่น แผ่นแปะสำหรับหัวใจหลังหัวใจวาย เนื้อเยื่อเทียมสามารถหดตัวและนำไฟฟ้าได้ อาจไม่จำเป็นต้องอธิบายอะไรที่นี่ - ชัดเจนแล้วว่าทำไมจึงต้องมีแพตช์ดังกล่าว

อย่างไรก็ตาม การปลูกถ่ายอวัยวะไม่เพียงแต่จะทำให้บุคคลมีชีวิตอยู่ได้ อวัยวะเทียมหรือแม้แต่เวอร์ชันจิ๋ว - สำเนาขนาดเล็กที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ - มีหน้าที่ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง สามารถใช้เพื่อทดสอบผลของยาใหม่และจำลองการดำเนินของโรคโดยไม่ต้องมีคนเข้าร่วมในการวิจัย

งานขนาดมหึมากำลังดำเนินไปในทิศทางนี้ - ตัวอย่างเช่นพวกเขาสามารถสร้างแบบจำลองขนาดเล็กของมนุษย์จากหัวใจหนูได้แล้ว โดยเคลียร์พวกมันจากเซลล์สัตว์และเติมพวกมันตามลำดับด้วยเซลล์ โฮโมเซเปียนส์พวกเขาสร้างกระเพาะอาหารขนาดเล็ก ปอดขนาดเล็ก ไตขนาดเล็ก และแม้แต่แบบจำลองของระบบสืบพันธุ์เพศหญิง ซึ่งหลังจากการปรับเปลี่ยนบางอย่าง อาจนำไปใช้เป็นยาเฉพาะบุคคลได้ โดยเติมเซลล์เข้ากับเซลล์ของผู้ป่วยเฉพาะรายและมองเห็น ยาออกฤทธิ์อย่างไรสำหรับเธอ

ทั้งหมดนี้ฟังดูค่อนข้างล้ำสมัย แต่จำไว้ว่าเมื่อ 30 ปีที่แล้วมันเป็นไปไม่ได้เลยที่จะคิดถึงสมาร์ทโฟนและคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลัง แต่ตอนนี้ เมื่อต้นศตวรรษที่ผ่านมาไม่มียาปฏิชีวนะ - ปัจจุบันมีหลายประเภท ฉันจะพูดอะไรได้บ้าง ผู้คนได้พยายามปลูกถ่ายศีรษะแล้ว - แม้ว่าจะยังไม่ประสบความสำเร็จ แต่ก่อนหน้านี้ก็ไม่สามารถจินตนาการได้ ดังนั้นอนาคตก็มาถึงแล้ว - วันนี้

Ksenia Yakushina

ภาพถ่าย istockphoto.com

เทคโนโลยีทางการแพทย์สมัยใหม่ทำให้สามารถทดแทนอวัยวะของมนุษย์ที่เป็นโรคทั้งหมดหรือบางส่วนได้ เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องขยายเสียงสำหรับผู้ที่หูหนวก และเลนส์ที่ทำจากพลาสติกชนิดพิเศษ เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนของการนำเทคโนโลยีมาใช้ในการแพทย์ อวัยวะเทียมชีวภาพที่ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายไฟขนาดเล็กที่ทำปฏิกิริยากับกระแสไฟฟ้าชีวภาพในร่างกายมนุษย์กำลังแพร่หลายมากขึ้นเช่นกัน

ในระหว่างการผ่าตัดที่ซับซ้อนที่สุดที่ดำเนินการกับหัวใจ ปอด หรือไต ความช่วยเหลืออันล้ำค่าแก่แพทย์นั้นมอบให้โดย "เครื่องหัวใจและหลอดเลือด", "ปอดเทียม", "หัวใจเทียม", "ไตเทียม" ซึ่งทำหน้าที่ของผู้ผ่าตัด อวัยวะและอนุญาตให้ทำงานชั่วคราวได้

“ปอดเทียม” คือปั๊มที่จ่ายอากาศเป็นจังหวะที่ความถี่ 40-50 ครั้งต่อนาที ลูกสูบธรรมดาไม่เหมาะสำหรับสิ่งนี้: อนุภาคของวัสดุจากชิ้นส่วนที่ถูหรือซีลอาจเข้าไปในการไหลของอากาศ ที่นี่และในอุปกรณ์อื่นที่คล้ายคลึงกันจะใช้เครื่องเป่าลมที่ทำจากโลหะลูกฟูกหรือพลาสติก - เครื่องเป่าลม อากาศบริสุทธิ์ที่ถูกนำไปถึงอุณหภูมิที่ต้องการจะถูกส่งไปยังหลอดลมโดยตรง

“เครื่องหัวใจและปอด” ก็ได้รับการออกแบบในลักษณะเดียวกัน ท่อของมันถูกเชื่อมต่อกับหลอดเลือดโดยการผ่าตัด

ความพยายามครั้งแรกที่จะแทนที่การทำงานของหัวใจด้วยอะนาล็อกเชิงกลเกิดขึ้นในปี 1812 อย่างไรก็ตาม ในบรรดาอุปกรณ์ที่ผลิตจำนวนมาก ยังไม่มีใครที่ทำให้แพทย์พึงพอใจได้อย่างสมบูรณ์

นักวิทยาศาสตร์และนักออกแบบในประเทศได้พัฒนาแบบจำลองจำนวนหนึ่งภายใต้ชื่อทั่วไปว่า "การค้นหา" นี่คือหัวใจเทียมแบบสี่ห้องที่มีโพรงแบบถุงที่ออกแบบมาสำหรับการฝังในตำแหน่งออร์โธโทปิก

แบบจำลองนี้แยกความแตกต่างระหว่างซีกซ้ายและขวา ซึ่งแต่ละซีกประกอบด้วยโพรงเทียมและเอเทรียมเทียม

ส่วนประกอบของช่องประดิษฐ์ ได้แก่ ตัวเครื่อง ห้องทำงาน วาล์วทางเข้าและทางออก ตัวกระเป๋าหน้าท้องทำจากยางซิลิโคนโดยวิธีแบ่งชั้น เมทริกซ์ถูกแช่อยู่ในโพลีเมอร์เหลว นำออกและทำให้แห้ง - และซ้ำแล้วซ้ำอีกจนกระทั่งเนื้อหัวใจหลายชั้นถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของเมทริกซ์

ห้องทำงานมีรูปร่างคล้ายกับลำตัว มันทำจากยางลาเท็กซ์ แล้วก็ทำจากซิลิโคน คุณลักษณะการออกแบบของห้องทำงานคือความหนาที่แตกต่างกันของผนังโดยแบ่งส่วนที่ใช้งานและไม่โต้ตอบ การออกแบบได้รับการออกแบบในลักษณะที่แม้จะมีความตึงเครียดเต็มที่ของพื้นที่ใช้งาน ผนังด้านตรงข้ามของพื้นผิวการทำงานของห้องจะไม่สัมผัสกัน ซึ่งจะช่วยขจัดการบาดเจ็บต่อเซลล์เม็ดเลือด

Alexander Drobyshev นักออกแบบชาวรัสเซียแม้จะมีความยากลำบาก แต่ก็ยังสร้างการออกแบบ Poisk ที่ทันสมัยใหม่ซึ่งจะราคาถูกกว่ารุ่นต่างประเทศมาก

Novacor หนึ่งในระบบหัวใจเทียมต่างประเทศที่ดีที่สุดในปัจจุบันมีราคา 400,000 ดอลลาร์ คุณสามารถรอการผ่าตัดที่บ้านได้ตลอดทั้งปี

กล่อง Novacor มีโพรงพลาสติกสองช่อง บนรถเข็นแยกต่างหากมีบริการภายนอก: คอมพิวเตอร์ควบคุม จอภาพควบคุม ซึ่งยังคงอยู่ในคลินิกต่อหน้าแพทย์ ที่บ้านกับผู้ป่วย - แหล่งจ่ายไฟ แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ซึ่งจะถูกเปลี่ยนและชาร์จใหม่จากแหล่งจ่ายไฟหลัก หน้าที่ของผู้ป่วยคือตรวจสอบสัญญาณไฟสีเขียวที่แสดงการชาร์จแบตเตอรี่

อุปกรณ์ไตเทียมมีการใช้งานมาเป็นเวลานานและแพทย์ก็นำไปใช้ได้สำเร็จ

ย้อนกลับไปในปี 1837 ขณะที่ศึกษากระบวนการเคลื่อนที่ของสารละลายผ่านเยื่อกึ่งซึมผ่านได้ T. Grechen ได้ใช้และสร้างคำว่า "การฟอกไต" เป็นครั้งแรก (จากภาษากรีก dialisis - การแยก) แต่ในปี พ.ศ. 2455 ตามวิธีการนี้อุปกรณ์ดังกล่าวได้ถูกสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกาด้วยความช่วยเหลือซึ่งผู้เขียนได้ทำการกำจัดซาลิไซเลตออกจากเลือดของสัตว์ในการทดลอง ในอุปกรณ์ที่เรียกว่า "ไตเทียม" หลอดคอลโลเดียนถูกใช้เป็นเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ ซึ่งเลือดของสัตว์จะไหลผ่าน และล้างด้านนอกด้วยสารละลายไอโซโทนิกโซเดียมคลอไรด์ อย่างไรก็ตาม คอลโลเดียนที่เจ. อาเบลใช้กลับกลายเป็นวัสดุที่ค่อนข้างเปราะบาง และต่อมาผู้เขียนคนอื่นๆ ได้ลองใช้วัสดุอื่นสำหรับการฟอกไต เช่น ลำไส้ของนก กระเพาะปัสสาวะของปลา เยื่อบุช่องท้องของน่อง กก และกระดาษ .

เพื่อป้องกันการแข็งตัวของเลือด จึงมีการใช้ฮิรูดิน ซึ่งเป็นโพลีเปปไทด์ที่มีอยู่ในการหลั่งของต่อมน้ำลายของปลิงที่เป็นยา การค้นพบทั้งสองนี้เป็นต้นแบบสำหรับการพัฒนาที่ตามมาทั้งหมดในด้านการทำความสะอาดภายนอกไต

ไม่ว่าจะมีการปรับปรุงในส่วนนี้อย่างไร หลักการก็ยังคงเหมือนเดิม ในรูปลักษณ์ใดๆ “ไตเทียม” รวมถึงองค์ประกอบต่อไปนี้: เมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ ซึ่งด้านหนึ่งมีเลือดไหลเวียน และอีกด้านหนึ่งคือน้ำเกลือ เพื่อป้องกันการแข็งตัวของเลือดจึงใช้ยาต้านการแข็งตัวของเลือด - ยาที่ลดการแข็งตัวของเลือด ในกรณีนี้ ความเข้มข้นของไอออนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ยูเรีย ครีเอตินีน กลูโคส และสารอื่นๆ ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำจะถูกทำให้เท่ากัน เมื่อความพรุนของเมมเบรนเพิ่มขึ้น จะเกิดการเคลื่อนที่ของสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่า หากเราเพิ่มแรงดันอุทกสถิตส่วนเกินจากเลือดหรือแรงดันลบจากน้ำยาซักผ้าในกระบวนการนี้กระบวนการถ่ายโอนจะมาพร้อมกับการเคลื่อนที่ของการถ่ายโอนมวลน้ำ - การพาความร้อน แรงดันออสโมติกยังสามารถใช้เพื่อถ่ายโอนน้ำโดยการเติมสารออกฤทธิ์ออสโมติกลงในสารฟอกขาว ส่วนใหญ่มักใช้กลูโคสเพื่อจุดประสงค์นี้ มักใช้ฟรุกโตสและน้ำตาลอื่น ๆ น้อยกว่า และแม้แต่ผลิตภัณฑ์ที่มาจากสารเคมีอื่น ๆ ก็ไม่บ่อยนัก ในเวลาเดียวกันด้วยการแนะนำกลูโคสในปริมาณมากคุณจะได้รับผลการขาดน้ำที่เด่นชัดอย่างแท้จริงอย่างไรก็ตามไม่แนะนำให้เพิ่มความเข้มข้นของกลูโคสในสารฟอกขาวที่สูงกว่าค่าที่กำหนดเนื่องจากอาจเกิดภาวะแทรกซ้อนได้

สุดท้าย คุณสามารถละทิ้งสารละลายที่ใช้ล้างเมมเบรน (ไดอะไลเสต) และนำส่วนที่เป็นของเหลวของเลือดออกทางเมมเบรน ได้แก่ น้ำและสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลหลากหลาย

ในปี พ.ศ. 2468 J. Haas ทำการล้างไตครั้งแรกในมนุษย์ และในปี พ.ศ. 2471 เขาก็ใช้เฮปารินด้วย เนื่องจากการใช้ฮิรูดินในระยะยาวมีความสัมพันธ์กับผลกระทบที่เป็นพิษ และผลต่อการแข็งตัวของเลือดเองก็ไม่เสถียร เฮปารินถูกนำมาใช้ในการฟอกไตครั้งแรกในปี พ.ศ. 2469 ในการทดลองโดย H. Nechels และ R. Lim

เนื่องจากวัสดุที่ระบุไว้ข้างต้นกลายเป็นประโยชน์เพียงเล็กน้อยเป็นพื้นฐานในการสร้างเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ การค้นหาวัสดุอื่นยังคงดำเนินต่อไป และในปี พ.ศ. 2481 มีการใช้กระดาษแก้วเป็นครั้งแรกในการฟอกไตซึ่งในปีต่อ ๆ มาเป็นเวลานาน เวลายังคงเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตเยื่อกึ่งซึมผ่านได้

อุปกรณ์ “ไตเทียม” เครื่องแรกซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานทางคลินิกในวงกว้าง ถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2486 โดย W. Kolff และ H. Burke จากนั้นอุปกรณ์เหล่านี้ก็ได้รับการปรับปรุง ในเวลาเดียวกัน การพัฒนาความคิดทางเทคนิคในพื้นที่นี้เริ่มเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนตัวฟอกมากขึ้น และเฉพาะในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเท่านั้นที่เริ่มส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อตัวอุปกรณ์เอง

เป็นผลให้เกิดตัวฟอกสองประเภทหลักขึ้น ตัวฟอกแบบคอยล์ซึ่งใช้หลอดกระดาษแก้ว และตัวฟอกแบบระนาบขนานซึ่งใช้เมมเบรนแบบแบน

ในปี 1960 F. Kiil ได้ออกแบบเครื่องฟอกไตแบบระนาบขนานที่มีแผ่นโพลีโพรพีลีนในเวอร์ชันที่ประสบความสำเร็จอย่างมาก และในช่วงหลายปีที่ผ่านมาตัวฟอกประเภทนี้และการดัดแปลงได้แพร่กระจายไปทั่วโลก โดยเป็นผู้นำในบรรดาตัวฟอกประเภทอื่นๆ ทั้งหมด

จากนั้น กระบวนการสร้างเครื่องฟอกไตที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและลดความซับซ้อนของเทคโนโลยีการฟอกไตได้รับการพัฒนาในสองทิศทางหลัก: การออกแบบตัวฟอกไตเอง โดยที่ตัวฟอกไตแบบใช้ครั้งเดียวจะเข้ามามีบทบาทสำคัญในที่สุด และการใช้วัสดุใหม่เป็นเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้

เครื่องฟอกคือหัวใจของ "ไตเทียม" ดังนั้นความพยายามหลักของนักเคมีและวิศวกรจึงมุ่งเป้าไปที่การปรับปรุงการเชื่อมโยงเฉพาะนี้ในระบบที่ซับซ้อนของอุปกรณ์โดยรวมมาโดยตลอด อย่างไรก็ตาม ความคิดทางเทคนิคไม่ได้ละเลยอุปกรณ์เช่นนี้

ในทศวรรษ 1960 แนวคิดเกิดขึ้นจากการใช้สิ่งที่เรียกว่าระบบส่วนกลางนั่นคืออุปกรณ์ "ไตเทียม" ซึ่งเตรียมสารฟอกขาวจากสมาธิซึ่งเป็นส่วนผสมของเกลือซึ่งมีความเข้มข้นสูงกว่า 30-34 เท่า ความเข้มข้นในเลือดของผู้ป่วย

การผสมผสานระหว่างเทคนิคการล้างไตและการหมุนเวียนซ้ำได้ถูกนำมาใช้ในเครื่องไตเทียมจำนวนหนึ่ง เช่น บริษัท Travenol ในอเมริกา ในกรณีนี้ สารฟอกขาวประมาณ 8 ลิตรจะหมุนเวียนด้วยความเร็วสูงในภาชนะแยกต่างหากซึ่งมีการวางเครื่องฟอกและเติมสารละลายสด 250 มิลลิลิตรเข้าไปทุกๆ นาที และปริมาณที่เท่ากันจะถูกโยนลงในท่อระบายน้ำ

ในตอนแรกมีการใช้น้ำประปาธรรมดาในการฟอกไต แต่เนื่องจากการปนเปื้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากจุลินทรีย์ พวกเขาจึงพยายามใช้น้ำกลั่น แต่กลับกลายเป็นว่ามีราคาแพงมากและไม่มีประสิทธิภาพ ปัญหาได้รับการแก้ไขอย่างรุนแรงหลังจากการสร้างระบบพิเศษสำหรับการเตรียมน้ำประปา ซึ่งรวมถึงตัวกรองสำหรับการทำน้ำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกเชิงกล เหล็กและออกไซด์ของน้ำ ซิลิคอนและองค์ประกอบอื่นๆ เรซินแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อกำจัดความกระด้างของน้ำ และการติดตั้งดังกล่าว - เรียกว่าออสโมซิสแบบรีเวิร์ส

มีการใช้ความพยายามอย่างมากในการปรับปรุงระบบการตรวจสอบอุปกรณ์ไตเทียม ดังนั้น นอกเหนือจากการตรวจสอบอุณหภูมิของสารฟอกขาวอย่างต่อเนื่องแล้ว พวกเขายังเริ่มตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีของสารฟอกขาวอย่างต่อเนื่องโดยใช้เซ็นเซอร์พิเศษ โดยมุ่งเน้นไปที่ค่าการนำไฟฟ้าโดยรวมของสารฟอกขาว ซึ่งเปลี่ยนแปลงเมื่อความเข้มข้นของเกลือลดลงและเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของเกลือที่เพิ่มขึ้น .

หลังจากนั้น เซ็นเซอร์วัดการไหลแบบคัดเลือกไอออนเริ่มถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ "ไตเทียม" ซึ่งจะตรวจสอบความเข้มข้นของไอออนอย่างต่อเนื่อง คอมพิวเตอร์ทำให้สามารถควบคุมกระบวนการได้โดยการนำองค์ประกอบที่ขาดหายไปจากคอนเทนเนอร์เพิ่มเติม หรือเปลี่ยนอัตราส่วนโดยใช้หลักการป้อนกลับ

ปริมาณของการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันในระหว่างการฟอกไตไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับคุณภาพของเมมเบรนเท่านั้น แต่ในทุกกรณี ปัจจัยชี้ขาดคือความดันของเมมเบรน ดังนั้นเซ็นเซอร์ความดันจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในจอภาพ: ระดับสุญญากาศในสารฟอกขาว ความดันที่ทางเข้า และทางออกของตัวฟอก เทคโนโลยีสมัยใหม่ที่ใช้คอมพิวเตอร์ทำให้สามารถตั้งโปรแกรมกระบวนการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชั่นได้

เลือดจะเข้าสู่หลอดเลือดดำของผู้ป่วยผ่านท่อดักอากาศที่ออกมาจากเครื่องฟอก ซึ่งช่วยให้สามารถตัดสินด้วยตาถึงปริมาณการไหลเวียนของเลือดโดยประมาณและแนวโน้มของการแข็งตัวของเลือด เพื่อป้องกันการอุดตันของอากาศ กับดักเหล่านี้จึงติดตั้งท่ออากาศ ซึ่งช่วยควบคุมระดับเลือดในท่อเหล่านั้น ในปัจจุบัน อุปกรณ์หลายชนิดมีการติดตั้งเครื่องตรวจจับอัลตราโซนิกหรือโฟโตอิเล็กทริคไว้บนกับดักอากาศ ซึ่งจะปิดเส้นหลอดเลือดดำโดยอัตโนมัติเมื่อระดับเลือดในกับดักลดลงต่ำกว่าระดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างอุปกรณ์เพื่อช่วยเหลือผู้ที่สูญเสียการมองเห็น ไม่ว่าจะทั้งหมดหรือบางส่วน

ตัวอย่างเช่น แว่นตามหัศจรรย์ได้รับการพัฒนาโดยบริษัทวิจัยและผลิตนวัตกรรม “การฟื้นฟู” โดยใช้เทคโนโลยีที่ก่อนหน้านี้ใช้เฉพาะในกิจการทางทหารเท่านั้น เช่นเดียวกับการมองเห็นตอนกลางคืน อุปกรณ์ทำงานบนหลักการของตำแหน่งอินฟราเรด เลนส์สีดำฝ้าของแว่นตาจริงๆ แล้วเป็นแผ่นเพล็กซีกลาส ซึ่งมีอุปกรณ์ระบุตำแหน่งขนาดเล็กติดอยู่ ตัวระบุตำแหน่งทั้งหมดรวมกับกรอบแว่นตา มีน้ำหนักประมาณ 50 กรัม ซึ่งเท่ากับน้ำหนักของแว่นตาทั่วไป และพวกเขาได้รับการคัดเลือกเป็นรายบุคคลเช่นเดียวกับแว่นตาสำหรับคนสายตาสั้นเพื่อให้ทั้งสบายและสวยงาม “เลนส์” ไม่เพียงแต่ทำหน้าที่โดยตรงเท่านั้น แต่ยังครอบคลุมถึงข้อบกพร่องทางดวงตาด้วย จากตัวเลือกสองโหลทุกคนสามารถเลือกสิ่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับตนเองได้

การใช้แว่นตาไม่ใช่เรื่องยากเลยคุณเพียงแค่ต้องสวมแว่นตาแล้วเปิดเครื่อง แหล่งพลังงานสำหรับพวกมันคือแบตเตอรี่แบบแบนขนาดเท่าซองบุหรี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็อยู่ที่นี่ในบล็อกด้วย

สัญญาณที่ปล่อยออกมาเมื่อพบสิ่งกีดขวางจะย้อนกลับและถูกจับโดย "เลนส์รับ" แรงกระตุ้นที่ได้รับจะถูกขยายเมื่อเทียบกับสัญญาณเกณฑ์ และหากมีสิ่งกีดขวาง เสียงกริ่งจะดังขึ้นทันที - ยิ่งบุคคลนั้นเข้าใกล้มากขึ้นก็จะดังมากขึ้นเท่านั้น สามารถปรับช่วงของอุปกรณ์ได้โดยใช้ช่วงใดช่วงหนึ่งจากสองช่วง

งานเกี่ยวกับการสร้างเรตินาอิเล็กทรอนิกส์กำลังดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันจาก NASA และศูนย์หลักที่มหาวิทยาลัย Johns Hopkins

ในตอนแรกพวกเขาพยายามช่วยเหลือคนที่ยังมีการมองเห็นหลงเหลืออยู่ “ แว่นตาโทรทัศน์ถูกสร้างขึ้นสำหรับพวกเขา” S. Grigoriev และ E. Rogov เขียนในนิตยสาร Young Technician ซึ่งมีการติดตั้งจอโทรทัศน์ขนาดเล็กแทนเลนส์ กล้องวิดีโอขนาดเล็กที่เท่าเทียมกันซึ่งอยู่บนเฟรมจะส่งทุกสิ่งที่อยู่ในมุมมองของบุคคลธรรมดาเข้าไปในภาพ อย่างไรก็ตาม สำหรับผู้มีความบกพร่องทางการมองเห็น รูปภาพจะถูกถอดรหัสโดยใช้คอมพิวเตอร์ในตัวด้วย ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าอุปกรณ์ดังกล่าวไม่ได้สร้างปาฏิหาริย์พิเศษใด ๆ และไม่ทำให้คนตาบอด แต่จะใช้ความสามารถในการมองเห็นที่เหลืออยู่ของบุคคลให้เกิดประโยชน์สูงสุดและทำให้การวางแนวง่ายขึ้น

ตัวอย่างเช่น หากบุคคลหนึ่งมีเรตินาเหลืออยู่อย่างน้อยส่วนหนึ่ง คอมพิวเตอร์จะ "แยก" ภาพเพื่อให้บุคคลนั้นสามารถมองเห็นบริเวณโดยรอบได้อย่างน้อยด้วยความช่วยเหลือจากพื้นที่รอบข้างที่สงวนไว้

ตามที่นักพัฒนาระบุว่าระบบดังกล่าวจะช่วยผู้คนที่ทุกข์ทรมานจากความบกพร่องทางการมองเห็นได้ประมาณ 2.5 ล้านคน แล้วคนที่จอประสาทตาหายไปเกือบหมดล่ะ? สำหรับพวกเขา นักวิทยาศาสตร์ที่ศูนย์ตาที่มหาวิทยาลัยดุ๊ก (นอร์ธแคโรไลนา) กำลังเชี่ยวชาญการผ่าตัดปลูกถ่ายจอประสาทตาอิเล็กทรอนิกส์ อิเล็กโทรดชนิดพิเศษถูกฝังไว้ใต้ผิวหนัง ซึ่งเมื่อเชื่อมต่อกับเส้นประสาท จะส่งภาพไปยังสมอง คนตาบอดเห็นภาพที่ประกอบด้วยจุดส่องสว่างแต่ละจุด คล้ายกับแผงแสดงผลที่ติดตั้งตามสนามกีฬา สถานีรถไฟ และสนามบิน ภาพบน “กระดานคะแนน” ถูกสร้างขึ้นอีกครั้งโดยกล้องโทรทัศน์ขนาดเล็กที่ติดตั้งอยู่บนกรอบแว่นตา”

และสุดท้าย คำพูดสุดท้ายของวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันคือความพยายามใช้เทคโนโลยีไมโครสมัยใหม่เพื่อสร้างศูนย์กลางที่ละเอียดอ่อนใหม่บนเรตินาที่เสียหาย ขณะนี้การดำเนินการดังกล่าวกำลังดำเนินการในนอร์ธแคโรไลนาโดยศาสตราจารย์ Rost Propet และเพื่อนร่วมงานของเขา พวกเขาร่วมกับผู้เชี่ยวชาญของ NASA ได้สร้างตัวอย่างแรกของเรตินาแบบซับอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งฝังเข้าไปในดวงตาโดยตรง

“แน่นอนว่าคนไข้ของเราไม่สามารถชื่นชมภาพวาดของ Rembrandt ได้” ศาสตราจารย์ให้ความเห็น “อย่างไรก็ตาม พวกเขายังสามารถแยกแยะได้ว่าประตูอยู่ที่ไหน หน้าต่างอยู่ที่ไหน ป้ายถนนและป้ายโฆษณา...”

การส่งผลงานที่ดีของคุณไปยังฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

โพสต์เมื่อ http://www.allbest.ru/

JSC "มหาวิทยาลัยการแพทย์อัสตานา"

ภาควิชาชีวฟิสิกส์การแพทย์และความปลอดภัยในชีวิต

เชิงนามธรรม

หัวเรื่อง : อวัยวะเทียม

เสร็จสิ้นโดย: Nurpeisova D.

กลุ่ม:144 โอม

ตรวจสอบโดย: Maslikova E.I.

อัสตานา 2015

การแนะนำ

1. ไตเทียม

2. หัวใจเทียม

3.ลำไส้เทียม

4. หนังเทียม

5. เลือดเทียม

6.ปอดเทียม

7. กระดูกเทียม

บทสรุป

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว

การแนะนำ

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีทางการแพทย์และการใช้งานที่เพิ่มมากขึ้นของความสำเร็จล่าสุดของวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง ทำให้ทุกวันนี้สามารถแก้ไขปัญหาที่ดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา รวมถึงในด้านการสร้างอวัยวะเทียมที่สามารถทดแทนต้นแบบตามธรรมชาติได้สำเร็จมากขึ้นเรื่อยๆ

ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดเกี่ยวกับเรื่องนี้ก็คือข้อเท็จจริงดังกล่าวซึ่งเมื่อไม่กี่ปีก่อนอาจกลายเป็นพื้นฐานสำหรับบทภาพยนตร์ฮอลลีวูดเรื่องต่อไปได้ดึงดูดความสนใจของสาธารณชนในเวลาเพียงไม่กี่วัน ข้อสรุปค่อนข้างชัดเจน: วันนั้นอยู่ไม่ไกลเมื่อแม้แต่ความคิดที่น่าอัศจรรย์ที่สุดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนอวัยวะและระบบธรรมชาติด้วยอะนาล็อกเทียมของพวกเขาก็จะยุติการเป็นนามธรรม ซึ่งหมายความว่าวันหนึ่งอาจมีคนได้รับการปลูกถ่ายอวัยวะดังกล่าวมากกว่าส่วนของร่างกายของตนเอง

การปลูกถ่ายอวัยวะสะท้อนถึงความปรารถนาชั่วนิรันดร์ของผู้คนที่จะเรียนรู้วิธี "ซ่อมแซม" ร่างกายมนุษย์

1. ไตเทียม

อวัยวะเทียมที่จำเป็นที่สุดอย่างหนึ่งคือไต ปัจจุบันผู้คนหลายแสนคนทั่วโลกต้องเข้ารับการฟอกเลือดด้วยเครื่องไตเทียมเป็นประจำเพื่อที่จะมีชีวิตอยู่ได้ “ความก้าวร้าวของเครื่องจักร” ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ความจำเป็นในการควบคุมอาหาร รับประทานยา จำกัดปริมาณของเหลว การสูญเสียสมรรถภาพ อิสรภาพ ความสะดวกสบาย และภาวะแทรกซ้อนต่างๆ จากอวัยวะภายใน ร่วมกับการบำบัดนี้ ในปี 1925 J. Haas ทำการฟอกไตครั้งแรกในมนุษย์ และในปี พ.ศ. 2471 เขายังใช้เฮปาริน เนื่องจากการใช้ฮิรูดินในระยะยาวมีความสัมพันธ์กับพิษ และผลต่อการแข็งตัวของเลือดเองก็ไม่เสถียร เฮปารินถูกนำมาใช้ในการฟอกไตครั้งแรกในปี พ.ศ. 2469 ในการทดลองโดย H. Nechels และ R. Lim

ตัวฟอกไต - หัวใจของ "ไตเทียม" ดังนั้นความพยายามหลักของนักเคมีและวิศวกรจึงมุ่งเป้าไปที่การปรับปรุงการเชื่อมโยงเฉพาะนี้ในระบบที่ซับซ้อนของอุปกรณ์โดยรวมมาโดยตลอด อย่างไรก็ตาม ความคิดทางเทคนิคไม่ได้ละเลยอุปกรณ์เช่นนี้

ในปี พ.ศ. 2553 ได้มีการพัฒนาเครื่องฟอกไตเทียมเข้าไปในร่างกายของผู้ป่วยในประเทศสหรัฐอเมริกา อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการพัฒนาที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก โดยมีขนาดประมาณไตของมนุษย์ นอกเหนือจากระบบไมโครฟิลเตอร์แบบดั้งเดิมแล้ว อุปกรณ์ปลูกถ่ายนี้ยังประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่มีการเพาะเลี้ยงเซลล์ท่อไตซึ่งสามารถทำหน้าที่เผาผลาญของไตได้ อุปกรณ์ไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟและทำงานโดยใช้ความดันโลหิตของผู้ป่วย เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพนี้เลียนแบบหลักการทำงานของไต เนื่องจากการเพาะเลี้ยงเซลล์ท่อไตตั้งอยู่บนตัวพาโพลีเมอร์ และให้การดูดซึมน้ำและสารอาหารแบบย้อนกลับเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นตามปกติ สิ่งนี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของการฟอกไตได้อย่างมาก และแม้กระทั่งขจัดความจำเป็นในการปลูกถ่ายไตของผู้บริจาคโดยสิ้นเชิง

เครื่องฟอกเลือด

มิฉะนั้นไตเทียมจะเป็นอุปกรณ์ทดแทนการขับถ่ายของไตชั่วคราว ไตเทียมใช้เพื่อปลดปล่อยเลือดจากผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึม แก้ไขสมดุลของอิเล็กโทรไลต์-น้ำและกรดเบสในภาวะไตวายเฉียบพลันและเรื้อรัง ตลอดจนกำจัดสารพิษที่สามารถล้างไตได้ในกรณีที่เป็นพิษและน้ำส่วนเกินในกรณีอาการบวมน้ำ

การทำงาน

หน้าที่หลักคือทำความสะอาดเลือดของสารพิษต่างๆ รวมถึงผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญ ในขณะเดียวกัน ปริมาณเลือดภายในร่างกายยังคงที่

2. หัวใจเทียม

หัวใจเป็นอวัยวะที่มีกล้ามเนื้อกลวง น้ำหนักในผู้ใหญ่คือ 250-300 กรัม การหดตัวของหัวใจทำงานเหมือนปั๊มโดยดันเลือดผ่านหลอดเลือดและทำให้แน่ใจว่ามีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง เมื่อหัวใจหยุดเต้น ความตายจะเกิดขึ้นเนื่องจากการหยุดส่งสารอาหารไปยังเนื้อเยื่อ เช่นเดียวกับการปลดปล่อยเนื้อเยื่อออกจากผลิตภัณฑ์ที่เน่าเปื่อย

จากการสร้างสรรค์ อาเนียของ”หัวใจ”ของเราไปตลอดกาล

ผู้สร้างหัวใจเทียมคือ V.P. Demikhov ย้อนกลับไปในปี 1937 เมื่อเวลาผ่านไป อุปกรณ์นี้มีการเปลี่ยนแปลงขนาดและวิธีการใช้งานอย่างมาก หัวใจเทียมเป็นอุปกรณ์เชิงกลที่เข้าควบคุมการทำงานของการไหลเวียนโลหิตชั่วคราวหากหัวใจของผู้ป่วยไม่สามารถทำได้ ให้ร่างกายได้รับเลือดในปริมาณที่เพียงพอ ข้อเสียเปรียบที่สำคัญคือจำเป็นต้องชาร์จไฟจากแหล่งจ่ายไฟหลักอย่างต่อเนื่อง

ในปี 2009 ยังไม่มีการสร้างอุปกรณ์หัวใจเทียมทั้งดวงที่สามารถฝังลงในมนุษย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ คลินิกศัลยกรรมหัวใจชั้นนำหลายแห่งประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนส่วนประกอบอินทรีย์บางส่วนด้วยส่วนประกอบเทียม ในปี พ.ศ. 2553 มีต้นแบบของอวัยวะเทียมหัวใจทั้งดวงที่สามารถฝังเทียมได้อย่างมีประสิทธิภาพในมนุษย์ เทียมเทียมแบบฝังได้

ปัจจุบัน การทำหัวใจเทียมถือเป็นมาตรการชั่วคราวที่ช่วยให้ผู้ป่วยที่มีภาวะโรคหัวใจขั้นรุนแรงสามารถอยู่รอดได้จนกว่าจะมีการปลูกถ่ายหัวใจ

โมเดลหัวใจ .

แบบจำลองนี้แยกความแตกต่างระหว่างซีกซ้ายและขวา ซึ่งแต่ละซีกประกอบด้วยโพรงเทียมและเอเทรียมเทียม ส่วนประกอบของช่องประดิษฐ์ ได้แก่ ตัวเครื่อง ห้องทำงาน วาล์วทางเข้าและทางออก ตัวกระเป๋าหน้าท้องทำจากยางซิลิโคนโดยวิธีแบ่งชั้น เมทริกซ์ถูกแช่อยู่ในโพลีเมอร์เหลว นำออกและทำให้แห้ง - และซ้ำแล้วซ้ำอีกจนกระทั่งเนื้อหัวใจหลายชั้นถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของเมทริกซ์ ห้องทำงานมีรูปร่างคล้ายกับลำตัว มันทำจากยางลาเท็กซ์ แล้วก็ทำจากซิลิโคน คุณลักษณะการออกแบบของห้องทำงานคือความหนาที่แตกต่างกันของผนังโดยแบ่งส่วนที่ใช้งานและไม่โต้ตอบ การออกแบบได้รับการออกแบบในลักษณะที่แม้จะมีความตึงเครียดเต็มที่ของพื้นที่ใช้งาน ผนังด้านตรงข้ามของพื้นผิวการทำงานของห้องจะไม่สัมผัสกัน ซึ่งจะช่วยขจัดการบาดเจ็บต่อเซลล์เม็ดเลือด

Novacor หนึ่งในระบบหัวใจเทียมต่างประเทศที่ดีที่สุดในปัจจุบันมีราคา 400,000 ดอลลาร์ คุณสามารถรอการผ่าตัดที่บ้านได้ตลอดทั้งปี กล่อง Novacor มีโพรงพลาสติกสองช่อง บนรถเข็นอีกคันหนึ่งจะมีคอมพิวเตอร์ควบคุมบริการภายนอก จอภาพควบคุม ซึ่งยังคงอยู่ในคลินิกต่อหน้าแพทย์ ที่บ้านกับผู้ป่วยจะมีแหล่งจ่ายไฟ แบตเตอรี่แบบชาร์จได้ซึ่งจะถูกเปลี่ยนและชาร์จจากแหล่งจ่ายไฟหลัก หน้าที่ของผู้ป่วยคือตรวจสอบไฟแสดงสถานะสีเขียวที่แสดงการชาร์จแบตเตอรี่

3. หนังเทียม

ขั้นตอนการพัฒนา: นักวิจัยใกล้จะสร้างผิวจริง

สร้างขึ้นในปี 1996 ผิวหนังเทียมใช้สำหรับการปลูกถ่ายให้กับผู้ป่วยที่มีผิวหนังได้รับความเสียหายอย่างรุนแรงจากการเผาไหม้ที่รุนแรง วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการเชื่อมโยงคอลลาเจนที่ได้จากกระดูกอ่อนของสัตว์กับไกลโคซามิโนไกลแคน (GAG) เพื่อพัฒนารูปแบบของเมทริกซ์นอกเซลล์ที่เป็นพื้นฐานสำหรับผิวใหม่ ในปี พ.ศ. 2544 ได้มีการผลิตหนังเทียมที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้โดยใช้วิธีนี้

ความก้าวหน้าอีกประการหนึ่งในด้านการสร้างผิวหนังเทียมคือการพัฒนาของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษผู้ค้นพบวิธีการฟื้นฟูผิวที่น่าทึ่ง เซลล์ที่สร้างคอลลาเจนที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการจะจำลองเซลล์ของมนุษย์จริงๆ เพื่อป้องกันไม่ให้ผิวแก่ก่อนวัย เมื่ออายุมากขึ้น จำนวนเซลล์เหล่านี้จะลดลง และผิวหนังเริ่มมีริ้วรอย เซลล์เทียมที่ถูกฉีดเข้าไปในริ้วรอยโดยตรงจะเริ่มสร้างคอลลาเจนและผิวหนังเริ่มฟื้นตัว

ในปี 2010 - นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยกรานาดาได้สร้างผิวหนังมนุษย์เทียมโดยใช้วิศวกรรมเนื้อเยื่อจากวัสดุชีวภาพอะราโกส-ไฟบริน

ผิวหนังเทียมได้รับการต่อเข้ากับหนูและแสดงผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในแง่ของพัฒนาการ ไมโอซิส และการทำงาน การค้นพบนี้จะช่วยให้สามารถค้นหาการใช้งานทางคลินิก เช่นเดียวกับใช้ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับเนื้อเยื่อ ซึ่งในทางกลับกัน จะหลีกเลี่ยงการใช้สัตว์ทดลอง นอกจากนี้การค้นพบนี้ยังสามารถนำไปใช้ในการพัฒนาแนวทางใหม่ในการรักษาโรคผิวหนังได้

การศึกษานี้ดำเนินการโดย Jose Maria Jimenez Rodriguez จากกลุ่มวิจัยวิศวกรรมเนื้อเยื่อที่คณะจุลพยาธิวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยกรานาดา ภายใต้การดูแลของศาสตราจารย์ Miguel Alaminos Mingorance, Antonio Campos Munoz และ Jose Miguel Labrador Molina Labrador Molina)

นักวิจัยได้เลือกเซลล์ที่จะใช้สร้างผิวหนังเทียมในภายหลัง จากนั้นจึงวิเคราะห์การพัฒนาการเพาะเลี้ยง ในหลอดทดลอง และสุดท้ายคือการควบคุมคุณภาพโดยการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อลงในหนูเมาส์ เทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์หลายอย่างได้รับการพัฒนาเพื่อจุดประสงค์นี้ พวกเขาอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ประเมินปัจจัยต่างๆ เช่น การเพิ่มจำนวนเซลล์ การมีอยู่ของเครื่องหมายของความแตกต่างทางสัณฐานวิทยา การแสดงออกของไซโตครีเอทีน อินโวลูคริน และฟิแลกกริน การสร้างเส้นเลือดใหม่และการเจริญเติบโตของผิวหนังเทียมในร่างกายของผู้รับ

สำหรับการทดลองนี้ นักวิจัยได้นำผิวหนังมนุษย์ชิ้นเล็กๆ โดยการตัดชิ้นเนื้อจากผู้ป่วยศัลยกรรมพลาสติกที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัย Virgen de las Nieves ในกรานาดา โดยธรรมชาติแล้วจะต้องได้รับความยินยอมจากคนไข้

ในการสร้างผิวหนังเทียม ไฟบรินของมนุษย์ถูกนำมาใช้จากพลาสมาของผู้บริจาคที่มีสุขภาพดี จากนั้นนักวิจัยได้เพิ่มกรด tranexamic (เพื่อป้องกันการละลายลิ่มเลือด), แคลเซียมคลอไรด์ (เพื่อป้องกันการแข็งตัวของไฟบริน) และอะราโกส 0.1% สารทดแทนเหล่านี้ถูกทาบไว้บนหลังของหนูเปลือยเพื่อสังเกตพัฒนาการของพวกมัน ในสิ่งมีชีวิต

หนังที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพในระดับดี ไม่พบการปฏิเสธ การแตกแยก หรือการติดเชื้อ นอกจากนี้ ผิวหนังของสัตว์ทุกตัวในการศึกษายังแสดงเป็นเม็ดเล็กๆ หกวันหลังการปลูกถ่าย รอยแผลเป็นจะเสร็จสิ้นภายในยี่สิบวันถัดมา

การทดลองที่มหาวิทยาลัยกรานาดาถือเป็นการทดลองครั้งแรกที่มีการสร้างผิวหนังเทียมขึ้นจากชั้นหนังแท้โดยใช้วัสดุชีวภาพอะราโกส-ไฟบริน จนถึงขณะนี้มีการใช้วัสดุชีวภาพอื่นๆ เช่น คอลลาเจน ไฟบริน กรดโพลีไกลโคลิก ไคโตซาน เป็นต้น

4. ลำไส้เทียม

ในปี 2549 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้แจ้งให้โลกทราบถึงการสร้างลำไส้เทียมที่สามารถสร้างปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการย่อยอาหารได้อย่างแม่นยำ

ออร์แกนทำจากพลาสติกและโลหะชนิดพิเศษที่ไม่แตกหักหรือเป็นสนิม

นี่เป็นงานแรกในประวัติศาสตร์ที่แสดงให้เห็นว่าเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ของมนุษย์ในจานเพาะเลี้ยงสามารถประกอบเป็นเนื้อเยื่อของร่างกายได้อย่างไรด้วยสถาปัตยกรรมสามมิติและประเภทของการเชื่อมต่อที่พบในเนื้อที่พัฒนาตามธรรมชาติ

เนื้อเยื่อลำไส้เทียมอาจกลายเป็นทางเลือกการรักษาอันดับ 1 สำหรับผู้ที่เป็นโรคลำไส้อักเสบแบบเนื้อตาย โรคลำไส้อักเสบ และอาการลำไส้สั้น

ในระหว่างการวิจัย ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย ดร. เจมส์ เวลส์ ใช้เซลล์พลูริโพเทนต์สองประเภท ได้แก่ เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนของมนุษย์ และเซลล์ต้นกำเนิดที่ได้จากการเขียนโปรแกรมเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ใหม่

เซลล์ตัวอ่อนเรียกว่า pluripotent เนื่องจากสามารถกลายเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้จาก 200 เซลล์ในร่างกายมนุษย์ เซลล์ที่ถูกชักนำนั้นเหมาะสำหรับการ "รวม" จีโนไทป์ของผู้บริจาครายใดรายหนึ่ง โดยไม่มีความเสี่ยงที่จะถูกปฏิเสธและภาวะแทรกซ้อนที่เกี่ยวข้องอีกต่อไป นี่เป็นสิ่งประดิษฐ์ใหม่ทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นจึงยังไม่ชัดเจนว่าเซลล์ผู้ใหญ่ที่ถูกเหนี่ยวนำนั้นมีศักยภาพเช่นเดียวกับเซลล์ตัวอ่อนหรือไม่

เนื้อเยื่อลำไส้เทียมถูกปล่อยออกมาใน 2 รูปแบบ ประกอบจากสเต็มเซลล์ 2 ชนิดที่แตกต่างกัน

ต้องใช้เวลาและความพยายามอย่างมากในการเปลี่ยนเซลล์แต่ละเซลล์ให้เป็นเนื้อเยื่อในลำไส้ นักวิทยาศาสตร์เก็บเกี่ยวเนื้อเยื่อโดยใช้สารเคมีและโปรตีนที่เรียกว่าปัจจัยการเจริญเติบโต ในหลอดทดลอง สิ่งมีชีวิตเจริญเติบโตในลักษณะเดียวกับในเอ็มบริโอของมนุษย์ที่กำลังพัฒนา ขั้นแรกให้ได้รับเอนโดเดิร์มที่เรียกว่าซึ่งหลอดอาหารกระเพาะอาหารลำไส้และปอดเติบโตตลอดจนตับอ่อนและตับ แต่แพทย์ได้สั่งให้เอ็นโดเดิร์มพัฒนาไปเป็นเซลล์ปฐมภูมิของลำไส้เท่านั้น ใช้เวลา 28 วันในการเติบโตจนได้ผลลัพธ์ที่เห็นได้ชัดเจน เนื้อเยื่อเจริญเติบโตเต็มที่และได้รับการดูดซึมและการหลั่งของระบบทางเดินอาหารที่ดีของมนุษย์ นอกจากนี้ยังมีสเต็มเซลล์จำเพาะ ซึ่งจะทำงานได้ง่ายขึ้นมาก

5. cr.ประดิษฐ์ไข่

มีผู้บริจาคโลหิตไม่เพียงพอเสมอไป คลินิกได้รับผลิตภัณฑ์เลือดเพียง 40% ของค่าปกติ หากต้องการผ่าตัดหัวใจโดยใช้ระบบหมุนเวียนเลือดเทียม ต้องใช้เลือดของผู้บริจาค 10 ราย มีความเป็นไปได้ที่เลือดเทียมจะช่วยแก้ปัญหาได้ - นักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มประกอบมันแล้วเหมือนผู้สร้าง พลาสมาสังเคราะห์ เซลล์เม็ดเลือดแดง และเกล็ดเลือดได้ถูกสร้างขึ้น

การสร้าง "เลือด"

พลาสมาเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของเลือดซึ่งเป็นส่วนที่เป็นของเหลว “พลาสมาพลาสติก” ที่สร้างขึ้นที่มหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์ (สหราชอาณาจักร) สามารถทำหน้าที่ทั้งหมดของพลาสมาจริงและปลอดภัยต่อร่างกายอย่างแน่นอน ประกอบด้วยสารเคมีที่สามารถขนส่งออกซิเจนและสารอาหารได้ ปัจจุบันพลาสมาเทียมมีจุดมุ่งหมายเพื่อช่วยชีวิตในสถานการณ์ที่รุนแรง แต่ในอนาคตอันใกล้นี้สามารถใช้งานได้ทุกที่

นั่นเป็นเรื่องที่น่าประทับใจ แม้ว่าจะดูน่ากลัวเล็กน้อยที่จะจินตนาการว่าพลาสติกเหลวหรือพลาสมาพลาสติกกำลังไหลอยู่ภายในตัวคุณ ท้ายที่สุดแล้วเพื่อที่จะกลายเป็นเลือด ก็ยังจำเป็นต้องเต็มไปด้วยเซลล์เม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดขาว และเกล็ดเลือด ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย (สหรัฐอเมริกา) ตัดสินใจช่วยเหลือเพื่อนร่วมงานชาวอังกฤษด้วย "นักออกแบบนองเลือด" พวกเขาได้พัฒนาเซลล์เม็ดเลือดแดงสังเคราะห์อย่างสมบูรณ์ที่ทำจากโพลีเมอร์ที่สามารถนำออกซิเจนและสารอาหารจากปอดไปยังอวัยวะและเนื้อเยื่อ และกลับมาอีกครั้ง นั่นคือทำหน้าที่พื้นฐานของเซลล์เม็ดเลือดแดงจริง นอกจากนี้ยังสามารถส่งยาไปยังเซลล์ได้อีกด้วย นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า การทดลองทางคลินิกเกี่ยวกับเซลล์เม็ดเลือดแดงเทียมทั้งหมดจะเสร็จสิ้น และสามารถใช้สำหรับการถ่ายเลือดได้ จริงอยู่หลังจากเจือจางในพลาสมา - ทั้งจากธรรมชาติหรือสังเคราะห์

เกล็ดเลือดเทียมได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Case Western Reserve ในรัฐโอไฮโอ โดยไม่ต้องการล้าหลังเพื่อนร่วมงานชาวแคลิฟอร์เนีย พูดให้ถูกคือ เกล็ดเลือดเหล่านี้ไม่ใช่เกล็ดเลือด แต่เป็นสารช่วยสังเคราะห์ที่ประกอบด้วยวัสดุโพลีเมอร์ด้วย หน้าที่หลักคือการสร้างสภาพแวดล้อมที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้เกล็ดเลือดเกาะติดกัน ซึ่งจำเป็นต่อการหยุดเลือด ตอนนี้ในคลินิกพวกเขาใช้มวลเกล็ดเลือดเพื่อการนี้ แต่การได้มานั้นเป็นกระบวนการที่ต้องใช้ความอุตสาหะและค่อนข้างยาวนาน มีความจำเป็นต้องค้นหาผู้บริจาคและเลือกเกล็ดเลือดอย่างเคร่งครัดซึ่งเก็บไว้ไม่เกิน 5 วันและเสี่ยงต่อการติดเชื้อแบคทีเรีย การเกิดขึ้นของเกล็ดเลือดเทียมช่วยขจัดปัญหาเหล่านี้ทั้งหมด ดังนั้นการประดิษฐ์นี้จะช่วยได้ดีและจะทำให้แพทย์ไม่ต้องกลัวเลือดออก

จริงหรือ เลือดเทียม อันไหนดีกว่ากัน?

คำว่า "เลือดเทียม" ถือเป็นการเรียกชื่อผิดเล็กน้อย เลือดจริงทำหน้าที่หลายอย่าง จนถึงขณะนี้เลือดเทียมสามารถทำได้เพียงบางส่วนเท่านั้น หากมีการสร้างเลือดเทียมที่มีคุณสมบัติครบถ้วนซึ่งสามารถทดแทนเลือดจริงได้อย่างสมบูรณ์ นี่จะเป็นความก้าวหน้าทางการแพทย์อย่างแท้จริง

เลือดเทียมทำหน้าที่หลักสองประการ:

1) เพิ่มปริมาตรของเซลล์เม็ดเลือด

2) ทำหน้าที่เสริมออกซิเจน

แม้ว่าสารกระตุ้นเซลล์เม็ดเลือดจะใช้ในโรงพยาบาลมานานแล้ว แต่การบำบัดด้วยออกซิเจนยังอยู่ในระหว่างการพัฒนาและการทดลองทางคลินิก

ข้อดีและข้อเสียที่ควรสงสัยของเลือดเทียม

ศักดิ์ศรี ข้อบกพร่อง

ไม่มีความเสี่ยงต่อผลข้างเคียงจากการติดเชื้อไวรัส

เข้ากันได้กับความเป็นพิษของกลุ่มเลือด

ระหว่างการถ่ายเลือด

การผลิตในสภาพห้องปฏิบัติการมีราคาแพง

ความสะดวกในการจัดเก็บสัมพัทธ์

6.ปอดเทียม

นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันจากมหาวิทยาลัยเยล นำโดยลอร่า นิกลาสัน ค้นพบความก้าวหน้า: พวกเขาสามารถสร้างปอดเทียมและย้ายมันไปเป็นหนูได้ ปอดยังถูกสร้างขึ้นแยกจากกัน ทำงานโดยอัตโนมัติและจำลองการทำงานของอวัยวะจริง

ต้องบอกว่าปอดของมนุษย์เป็นกลไกที่ซับซ้อน พื้นที่ผิวของปอดข้างหนึ่งในผู้ใหญ่คือประมาณ 70 ตารางเมตร ซึ่งจัดเพื่อให้สามารถถ่ายเทออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างเลือดและอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่เนื้อเยื่อปอดนั้นฟื้นฟูได้ยาก ดังนั้นในขณะนี้วิธีเดียวที่จะทดแทนอวัยวะที่เสียหายได้คือการปลูกถ่าย ขั้นตอนนี้มีความเสี่ยงมากเนื่องจากมีเปอร์เซ็นต์การปฏิเสธสูง ตามสถิติ สิบปีหลังการปลูกถ่าย มีผู้ป่วยเพียง 10-20% เท่านั้นที่ยังมีชีวิตอยู่

“ปอดเทียม” คือปั๊มที่จ่ายอากาศเป็นจังหวะที่ความถี่ 40-50 ครั้งต่อนาที ลูกสูบธรรมดาไม่เหมาะกับสิ่งนี้ อนุภาคของวัสดุจากชิ้นส่วนที่ถูหรือซีลอาจเข้าไปในการไหลของอากาศ ที่นี่และในอุปกรณ์อื่นที่คล้ายคลึงกันจะใช้เครื่องเป่าลมที่ทำจากโลหะลูกฟูกหรือพลาสติก - เครื่องเป่าลม อากาศบริสุทธิ์ที่ถูกนำไปถึงอุณหภูมิที่ต้องการจะถูกส่งไปยังหลอดลมโดยตรง

7. กระดูกเทียม

แพทย์จากวิทยาลัยอิมพีเรียลในลอนดอนอ้างว่าพวกเขาสามารถผลิตวัสดุกระดูกที่มีองค์ประกอบคล้ายกับกระดูกจริงมากที่สุด และมีโอกาสน้อยมากที่จะถูกปฏิเสธ วัสดุกระดูกเทียมชนิดใหม่ประกอบด้วยสารประกอบทางเคมี 3 ชนิดที่จำลองการทำงานของเซลล์กระดูกจริง

ขณะนี้แพทย์และผู้เชี่ยวชาญด้านกายอุปกรณ์ทั่วโลกกำลังพัฒนาวัสดุใหม่ๆ ที่สามารถทดแทนเนื้อเยื่อกระดูกในร่างกายมนุษย์ได้อย่างเต็มรูปแบบ

อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเพียงวัสดุที่มีลักษณะคล้ายกระดูก ซึ่งยังไม่ได้ปลูกถ่ายแทนกระดูกจริง แม้กระทั่งวัสดุที่แตกหักก็ตาม ปัญหาหลักของวัสดุกระดูกปลอมคือร่างกายไม่รับรู้ว่ามันเป็นเนื้อเยื่อกระดูก "พื้นเมือง" และไม่ปรับตัวเข้ากับพวกมัน เป็นผลให้กระบวนการปฏิเสธในวงกว้างอาจเริ่มต้นในร่างกายของผู้ป่วยที่มีกระดูกที่ปลูกถ่าย ซึ่งในกรณีที่เลวร้ายที่สุดอาจนำไปสู่ความล้มเหลวในระบบภูมิคุ้มกันและการเสียชีวิตของผู้ป่วยได้

สมองเทียม

การทำขาเทียมเป็นงานที่ยากมากแต่ทำได้ วันนี้เป็นไปได้ที่จะแนะนำชิปพิเศษในสมองของมนุษย์ซึ่งจะรับผิดชอบในความจำระยะสั้นและความรู้สึกเชิงพื้นที่ ชิปดังกล่าวจะกลายเป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้สำหรับบุคคลที่เป็นโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเสื่อม สมองเทียมยังคงอยู่ในระหว่างการทดสอบ แต่ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่ามนุษยชาติมีโอกาสที่จะแทนที่ส่วนต่างๆ ของสมองในอนาคต

มือเทียม.

มือเทียมในศตวรรษที่ 19 ถูกแบ่งออกเป็น “มือทำงาน” และ “มือเครื่องสำอาง” หรือสินค้าฟุ่มเฟือย

สำหรับช่างก่ออิฐหรือคนงานพวกเขา จำกัด ตัวเองให้ใช้ผ้าพันแผลที่ทำจากปลอกหนังเสริมที่ปลายแขนหรือไหล่ซึ่งมีเครื่องมือติดอยู่กับอาชีพของคนงาน - คีม, แหวน, ตะขอ ฯลฯ

มือปลอมเพื่อความงาม ขึ้นอยู่กับอาชีพ วิถีชีวิต ระดับการศึกษา และเงื่อนไขอื่นๆ มีความซับซ้อนไม่มากก็น้อย มือเทียมอาจมีรูปทรงเป็นธรรมชาติ สวมถุงมือเด็กหรูหรา สามารถทำงานละเอียดอ่อนได้ เขียนและแม้แต่ไพ่สับเปลี่ยน (เช่นมืออันโด่งดังของนายพล Davydov)

หากการตัดแขนไปไม่ถึงข้อข้อศอกก็เป็นไปได้ที่จะฟื้นฟูการทำงานของรยางค์บนด้วยความช่วยเหลือของแขนเทียม แต่ถ้าไหล่ด้านบนถูกตัดออก การทำงานด้วยมือก็สามารถทำได้ผ่านอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ ซับซ้อนมาก และต้องใช้ความพยายามมากเท่านั้น

นอกเหนือจากอย่างหลัง แขนขาเทียมด้านบนยังประกอบด้วยปลอกหนังหรือโลหะสองอันสำหรับต้นแขนและปลายแขน ซึ่งบานพับแบบเคลื่อนย้ายได้เหนือข้อข้อศอกโดยใช้เฝือกโลหะ มือทำจากไม้เนื้ออ่อนและยึดติดกับปลายแขนหรือเคลื่อนย้ายได้ มีสปริงอยู่ที่ข้อต่อของนิ้วแต่ละนิ้ว จากปลายนิ้วมีสายลำไส้ซึ่งเชื่อมต่อกันด้านหลังข้อต่อข้อมือและต่อเนื่องในรูปแบบของสายที่แข็งแรงกว่าสองเส้นและสายหนึ่งผ่านลูกกลิ้งผ่านข้อต่อข้อศอกติดกับสปริงที่ไหล่ด้านบน ในขณะที่อีกอันหนึ่งก็เคลื่อนที่ไปบนบล็อกและปิดท้ายอย่างอิสระด้วยตาไก่ หากคุณต้องการให้นิ้วของคุณกำแน่นในขณะที่ยืดไหล่ออก ให้ห้อยรูนี้ไว้ที่กระดุมที่ไหล่ด้านบน เมื่อข้อต่อข้อศอกงอโดยสมัครใจ นิ้วจะปิดในอุปกรณ์นี้และปิดสนิทหากไหล่งอเป็นมุมฉาก

ในการสั่งซื้อมือเทียม ก็เพียงพอที่จะระบุขนาดความยาวและปริมาตรของตอไม้รวมถึงมือที่แข็งแรงและอธิบายเทคนิคของวัตถุประสงค์ที่ควรให้บริการ

มือเทียมต้องมีคุณสมบัติที่จำเป็นครบถ้วน เช่น หน้าที่ในการปิดและเปิดมือ การถือและปล่อยสิ่งใด ๆ ออกจากมือ และอวัยวะเทียมจะต้องมีลักษณะที่เลียนแบบแขนขาที่หายไปได้อย่างแม่นยำที่สุด มีขาเทียมแบบแอคทีฟและพาสซีฟ

กลไกแบบพาสซีฟจะลอกเลียนแบบรูปลักษณ์ของมือเท่านั้น ในขณะที่แบบแอคทีฟซึ่งแบ่งออกเป็นไฟฟ้าชีวภาพและกลไกจะทำหน้าที่มากกว่ามาก มือกลนั้นเป็นมือจำลองของมือจริงที่ค่อนข้างแม่นยำ ดังนั้นใครก็ตามที่ถูกตัดแขนขาจะสามารถผ่อนคลายไปรอบๆ ตัวผู้คน และสามารถรับและปล่อยสิ่งของได้ ผ้าพันแผลที่ติดอยู่กับผ้าคาดไหล่ทำให้มือขยับ

อุปกรณ์เทียมไฟฟ้าชีวภาพทำงานได้ด้วยอิเล็กโทรดที่อ่านกระแสที่ผลิตโดยกล้ามเนื้อในระหว่างการหดตัว สัญญาณจะถูกส่งไปยังไมโครโปรเซสเซอร์ และการเคลื่อนไหวของอุปกรณ์เทียม

ขาเทียม

สำหรับบุคคลที่มีความเสียหายทางกายภาพต่อแขนขาส่วนล่าง แน่นอนว่าขาเทียมคุณภาพสูงถือเป็นสิ่งสำคัญ

ทางเลือกที่ถูกต้องของอวัยวะเทียมซึ่งจะเข้ามาแทนที่และยังสามารถฟื้นฟูการทำงานหลายอย่างที่เป็นลักษณะของแขนขาได้นั้นจะขึ้นอยู่กับระดับการตัดแขนขาของแขนขา

มีขาเทียมสำหรับทั้งเด็กและผู้ใหญ่ เช่นเดียวกับเด็ก นักกีฬา และผู้ที่มีชีวิตที่กระฉับกระเฉงพอๆ กันแม้จะถูกตัดแขนขาก็ตาม อุปกรณ์เทียมระดับไฮเอนด์ประกอบด้วยระบบเท้า ข้อเข่า และอะแดปเตอร์ที่ทำจากวัสดุคุณภาพสูงที่มีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น โดยปกติเมื่อเลือกอวัยวะเทียมจะต้องใส่ใจอย่างใกล้ชิดกับกิจกรรมทางกายในอนาคตของผู้ป่วยและน้ำหนักตัวของเขา

ด้วยความช่วยเหลือของอวัยวะเทียมคุณภาพสูง บุคคลจะสามารถใช้ชีวิตได้เหมือนเดิมโดยแทบจะไม่รู้สึกอึดอัด และแม้แต่ซ่อมแซมบ้าน ซื้อวัสดุมุงหลังคา และทำงานด้านพลังงานประเภทอื่น

ส่วนใหญ่แล้วแต่ละส่วนของอวัยวะเทียมจะทำจากวัสดุที่ทนทานที่สุด เช่น เหล็กไทเทเนียมหรือโลหะผสม

หากบุคคลมีน้ำหนักมากถึง 75 กก. ก็จะเลือกอวัยวะเทียมที่เบากว่าซึ่งทำจากโลหะผสมอื่น ๆ ให้กับเขา มีโมดูลขนาดเล็กที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับเด็กอายุตั้งแต่ 2 ถึง 12 ปี สำหรับคนจำนวนมากที่ต้องตัดแขนขา การเกิดขึ้นของบริษัทเทียมและกระดูกและข้อที่ผลิตขาเทียมตามสั่ง ผลิตเครื่องรัดตัว พื้นรองเท้า และอุปกรณ์เกี่ยวกับกระดูกได้กลายเป็นทางรอดที่แท้จริง

บทสรุป

เทคโนโลยีทางการแพทย์สมัยใหม่ทำให้สามารถทดแทนอวัยวะของมนุษย์ที่เป็นโรคทั้งหมดหรือบางส่วนได้ เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบอิเล็กทรอนิกส์, เครื่องขยายเสียงสำหรับผู้ที่หูหนวก, เลนส์ที่ทำจากพลาสติกชนิดพิเศษ - นี่เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนของการใช้เทคโนโลยีในการแพทย์ อวัยวะเทียมชีวภาพที่ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายไฟขนาดเล็กที่ทำปฏิกิริยากับกระแสไฟฟ้าชีวภาพในร่างกายมนุษย์กำลังแพร่หลายมากขึ้นเช่นกัน

ดังนั้นอวัยวะเทียมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการแพทย์แผนปัจจุบัน

รายการวรรณกรรมที่ใช้

1. ไตเทียมและการประยุกต์ทางคลินิก, M. , 1961; Fritz K.W., Hämodialyse, Stuttg., 1966..

2. วิธีการวิจัย Buresh J. Electrophysiological เมดินา ม., 1973.

3. การปลูกถ่ายอวัยวะและเนื้อเยื่อในศูนย์วิทยาศาสตร์สหสาขาวิชาชีพ มอสโก 2554 420 หน้า ed. วท.ม. คูบูเทีย.

4. การปฏิเสธการปลูกถ่ายหัวใจ มอสโก, 2548, 240 หน้า ผู้เขียนร่วม: V. I. Shumakov และ O. P. Shevchenko

5. . Galletti P. M. , Bricher G. A. ความรู้พื้นฐานและเทคนิคของการไหลเวียนโลหิตนอกร่างกาย, ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2509

โพสต์บน Allbest.ru

เอกสารที่คล้ายกัน

การสร้างอวัยวะเทียมถือเป็นส่วนสำคัญของการแพทย์แผนปัจจุบัน ความสำคัญของการเลือกวัสดุที่เพียงพอต่อวัตถุประสงค์ของการแก้ปัญหาทางวิศวกรรม เลือดเทียม หลอดเลือด ลำไส้ หัวใจ กระดูก มดลูก ผิวหนัง แขนขา

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 14/03/2013

โรคหลอดเลือดดำของรยางค์ล่าง หลอดเลือดดำ dysplasia, เส้นเลือดขอดของแขนขาส่วนล่าง, thrombophlebitis เฉียบพลันของหลอดเลือดดำผิวเผิน, การเกิดลิ่มเลือดเฉียบพลันของหลอดเลือดดำส่วนลึกของแขนขาส่วนล่าง กลุ่มอาการของโรค Postthrombophlebitic, เส้นเลือดอุดตันที่ปอด

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 15/03/2552

อวัยวะเทียมที่แต่ละส่วนเชื่อมต่อกันโดยใช้ตัวล็อค การตรึงอวัยวะเทียมในช่องปาก ยึดฟันปลอมบนครอบฟันแบบยืดไสลด์ ตัวล็อคยึดส่วนรองรับ 5 ประเภท ความแตกต่างระหว่างฟันปลอมแบบตะขอและโครงสร้างแบบถอดได้ประเภทอื่นๆ

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 11/14/2016

ศึกษาฟันปลอมแบบถอดได้ เช่น ฟันปลอมแบบแผ่นพลาสติก ฟันปลอมแบบแผ่นพลาสติก ฟันปลอมแบบล็อค ส่วนที่ถอดออกได้ ส่วนของฟันปลอม ขาเทียมบนครอบฟันแบบยืดไสลด์ การดูแลฟันปลอมแบบลามินาร์แบบถอดได้

ทดสอบเพิ่มเมื่อ 11/17/2010

ลักษณะทางภูมิประเทศของช่องปากในกรณีที่ไม่มีฟัน ความคล่องตัวและความยืดหยุ่น การพิจารณาวิธีการหลักในการติดตั้งฟันเทียม คำอธิบายการติดตั้งและการใช้ขาเทียม การผลิตฟันปลอมแบบถอดได้ที่มีซับในแบบนุ่ม

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 12/11/2014

ศึกษาแหล่งที่มาและคุณลักษณะของการใช้สเต็มเซลล์ การวิจัยเทคโนโลยีการปลูกอวัยวะเทียมโดยใช้สเต็มเซลล์ ข้อดีของเครื่องพิมพ์ชีวภาพ ลักษณะของอวัยวะเทียมทางกลและไฟฟ้า

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 20/04/2016

สิ่งสำคัญประการหนึ่งของการแพทย์แผนปัจจุบันคือการสร้างอวัยวะเทียม หัวใจเทียม ปอด (ออกซิเจน) ไต (ฟอกเลือด) อุปกรณ์ทางเทคนิค: เครื่องกำเนิดออกซิเจนแบบฮีม, อุปกรณ์หัวใจเทียม เครื่องกระตุ้นหัวใจ เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบคาร์ดิโอเวอร์เตอร์

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 05/08/2015

ทบทวนและเปรียบเทียบลักษณะวาล์วเทียม วาล์วเทียมกล ลิ้นหัวใจเทียมแบบกลไกแบบดิสก์และแบบไบคัสปิด หัวใจเทียมและโพรงหัวใจเทียม ลักษณะเฉพาะ หลักการทำงานและลักษณะต่างๆ

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 16/01/2552

อาการทางคลินิกของเส้นเลือดขอดของแขนขาตอนล่างอาการ ผิวคล้ำ โรคผิวหนังอักเสบเรื้อรัง และแผลในกระเพาะอาหาร ความดันโลหิตสูงในหลอดเลือดดำ การไร้ความสามารถของหลอดเลือดดำทะลุโดยตรง และความผิดปกติของปั๊มกล้ามเนื้อและกล้ามเนื้อ

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 15/03/2552

โรค obliterating เรื้อรังของหลอดเลือดแดงของแขนขาที่ต่ำกว่าเป็นความผิดปกติ แต่กำเนิดหรือได้มาของการแจ้งชัดของหลอดเลือดแดงในรูปแบบของการตีบหรือการอุดตัน ภาวะขาดเลือดเรื้อรังของเนื้อเยื่อบริเวณส่วนล่างของความรุนแรงและการเปลี่ยนแปลงของเซลล์

การปลูกถ่าย – การปลูกถ่ายอวัยวะ - Eurodoctor.ru - 2010

ความคิดในการเปลี่ยนอวัยวะที่เป็นโรคด้วยอวัยวะที่มีสุขภาพดีเกิดขึ้นในมนุษย์เมื่อหลายศตวรรษก่อน แต่วิธีการผ่าตัดและวิสัญญีวิทยาที่ไม่สมบูรณ์ทำให้แผนดังกล่าวเป็นจริงไม่ได้ ในโลกสมัยใหม่ การปลูกถ่ายอวัยวะได้เกิดขึ้นอย่างถูกต้องในการรักษาโรคระยะสุดท้ายของโรคต่างๆ ชีวิตมนุษย์หลายพันคนได้รับการช่วยชีวิต แต่กลับเกิดปัญหาขึ้นในอีกด้านหนึ่ง การขาดแคลนอวัยวะของผู้บริจาคอย่างหายนะ ภูมิคุ้มกันที่ไม่เข้ากัน และผู้คนหลายพันคนที่อยู่ในรายชื่อรอรับอวัยวะอย่างใดอย่างหนึ่งที่ไม่เคยได้รับการผ่าตัด

นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังคิดมากขึ้นเกี่ยวกับการสร้างอวัยวะเทียมที่สามารถทดแทนอวัยวะจริงในการทำงานได้ และประสบความสำเร็จในทิศทางนี้ เรารู้จักไตเทียม ปอด หัวใจ ผิวหนัง กระดูก ข้อต่อ จอประสาทตา ประสาทหูเทียม

การช่วยหายใจในปอดเทียม (ALV) เป็นวิธีการรักษาผู้ป่วยหนักที่มีประสิทธิภาพซึ่งมีการแลกเปลี่ยนก๊าซและมีโหมดที่จำเป็นทั้งหมดเพื่อให้มีตัวเลือกต่างๆ สำหรับการช่วยหายใจ แต่ในฐานะที่เป็นการรักษาแบบอิสระ มันไม่ได้ผล ข้อดีทั้งหมดของวิธีนี้แสดงออกมาในการรักษาที่ซับซ้อนของโรคที่เป็นต้นเหตุ เมื่อใช้งานเป็นเวลานานอาจเกิดภาวะแทรกซ้อนต่างๆได้เช่นกัน

หลักการสร้างหัวใจเทียมได้รับการพัฒนาโดย V.P. Demikhov ย้อนกลับไปในปี 1937 เมื่อเวลาผ่านไป อุปกรณ์นี้มีการเปลี่ยนแปลงขนาดและวิธีการใช้งานอย่างมาก หัวใจเทียมเป็นอุปกรณ์เชิงกลที่เข้าควบคุมการทำงานของการไหลเวียนโลหิตชั่วคราว หัวใจของผู้ป่วยไม่สามารถให้เลือดแก่ร่างกายได้เพียงพอ ข้อเสียเปรียบที่สำคัญคือจำเป็นต้องชาร์จไฟจากแหล่งจ่ายไฟหลักอย่างต่อเนื่อง

อุปกรณ์ทั้งหมดนี้ถือเป็นมาตรการชั่วคราวในขณะที่ผู้ป่วยรอการปลูกถ่ายอวัยวะ ทั้งหมดนี้ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบและทำให้ผู้ป่วยไม่สะดวกอย่างมาก

อวัยวะเทียมในอุดมคติควรมีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์ต่อไปนี้:

มันสามารถฝังเข้าไปในร่างกายมนุษย์ได้
ไม่มีการสื่อสารกับสิ่งแวดล้อม
ทำจากวัสดุน้ำหนักเบา ทนทาน สามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง
จำลองฟังก์ชันของอะนาล็อกตามธรรมชาติอย่างสมบูรณ์

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 21 ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของแนวทางใหม่โดยพื้นฐานในการฟื้นฟูการทำงานของอวัยวะสำคัญโดยอาศัยเทคโนโลยีของการผ่าตัดเซลล์และเนื้อเยื่อเกิดขึ้น

อวัยวะเทียม อวัยวะเทียมเติบโตได้อย่างไร? เครื่องกระตุ้นหัวใจและการเล่นกีฬา

อนาคตของการปลูกถ่าย

สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับตัวอ่อนของสัตว์อย่างไร?

การส่งผลงานที่ดีของคุณไปยังฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

เอกสารที่คล้ายกัน

บทความที่เกี่ยวข้อง

ภาษาอังกฤษ - นาฬิกา, เวลา

mnz1.ru