อวัยวะเพศหญิงเทียม การปลูกอวัยวะเทียม - สององคชาตเป็นความคิด

เทียม อวัยวะกล- บางทีวิธีที่สมจริงที่สุดในปัจจุบันในการซ่อมแซมร่างกายที่ค่อนข้างทรุดโทรมซึ่งไม่สามารถช่วยได้ด้วยการ "ซ่อมแซม" การบำบัดแบบดั้งเดิม สำหรับวิธีการอื่นๆ การปลูกถ่ายอวัยวะมีความซับซ้อนเนื่องจากการขาดแคลนผู้บริจาคและความไม่ลงรอยกันทางชีวภาพ และสเต็มเซลล์ที่ถูกพูดถึงกันมากมาย ยังอยู่ไกลเกินไป การประยุกต์ใช้จริง.

ฟันปลอมน่าจะถือเป็นอวัยวะเทียมชิ้นแรก ต่อมาศัลยแพทย์เริ่มปลูกถ่ายข้อต่อโลหะและเอ็น จากนั้นแขนขาเทียมแบบอิเล็กทรอนิกส์ก็ปรากฏขึ้น แต่การเรียกอุปกรณ์เหล่านี้ว่า "การปฏิวัติในอวัยวะเทียม" ทำได้เพียงยืดเยื้อเท่านั้น แน่นอนว่าพวกเขาปรับปรุงคุณภาพชีวิต แต่คุณสามารถอยู่ได้โดยปราศจากพวกเขา ในการสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวสิ่งสำคัญคือการเลือกใช้วัสดุที่ทนทานน้ำหนักเบาและปลอดภัยสร้างชิ้นส่วนที่จำเป็นและพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการ "ติดตั้ง" ในร่างกายมนุษย์

อีกประการหนึ่งคืออวัยวะภายในของเรา ในแต่ละปีมีผู้เสียชีวิตหลายล้านคนจากโรคร้ายแรงเกี่ยวกับหัวใจ ปอด ตับ และไต และมักไม่มีทางช่วยพวกเขาได้ อุปกรณ์ช่วยชีวิตเกือบทั้งหมดที่ประดิษฐ์ขึ้นคือ ปอดเทียม, ตับ หรือ ไต - ใช้พื้นที่ไม่น้อยไปกว่าตู้เย็นและถือเป็นมาตรการชั่วคราวเท่านั้น ตามกฎแล้วผู้ป่วยจะอยู่ใกล้กับเครื่องจักรดังกล่าวอยู่ตลอดเวลาและรอให้มีการปลูกถ่ายอวัยวะ แต่ไม่สามารถหาผู้บริจาคที่เหมาะสมได้เสมอไป

แต่ไม่ใช่ทุกอย่างจะสิ้นหวังขนาดนั้น อวัยวะที่ง่ายที่สุดคือหัวใจ ย้อนกลับไปในปี 1938 ศัลยแพทย์ชาวอเมริกันใช้เครื่องหัวใจและปอดเป็นครั้งแรก สร้างขึ้นไม่นานมานี้ หัวใจเทียม AbioCor ซึ่งช่วยให้บุคคลไม่เพียง "มีชีวิต" แต่ยังสามารถเดินและเล่นกีฬาได้อีกด้วย และการพัฒนาล่าสุด - อุปกรณ์ VentrAssist ของออสเตรเลีย - น่าจะใช้งานได้ถึง 50 ปี แต่เราจะพูดถึงอุปกรณ์นี้ในภายหลังเนื่องจากลักษณะทางเทคนิคของมันจะดูซีดจางเกินไปหากไม่มีการแนะนำทางทฤษฎี

พารามิเตอร์ของร่างกายเทียม

อวัยวะเทียมในอุดมคติคือเครื่องจักรที่สามารถทำงานได้นานหลายสิบปีภายใต้ภาระหนัก และไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาใดๆ สมมติว่าพลังของหัวใจมนุษย์ขณะพักมีค่ามากกว่า 3 วัตต์เล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าในแต่ละวันจะทำงานได้เกือบ 90 กิโลจูล นั่นคือมัน "ยก" สินค้าจำนวนหนึ่งไปที่ชั้นสี่ ที่ การออกกำลังกายโดยธรรมชาติแล้วผลผลิตควรเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทีนี้ลองจินตนาการว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะต้องพอดีกับหน้าอก มีพลังงานสำรอง และไม่หยุดแม้แต่นาทีเดียวตลอดชีวิต

ปอดเทียมก็เป็นงานที่ยากไม่แพ้กัน พื้นที่ผิวของอวัยวะระบบทางเดินหายใจ "ดั้งเดิม" มีขนาดประมาณสนามเทนนิส ในหนึ่งนาที แก้วเลือดจะ “หก” เท่าๆ กัน และเอาออกยี่สิบครั้ง นอกจากนี้ ปอดยังทำความสะอาดตัวเองจากเขม่า ฝุ่น และอนุภาคอันตรายอื่น ๆ ที่เราสูดดมอยู่ตลอดเวลา หากเราเสริมว่าอวัยวะดังกล่าวไม่ควรมีปริมาตรเกินห้าลิตร จะเห็นได้ชัดว่างานบนอุปกรณ์ดังกล่าวยังห่างไกลจากความสมบูรณ์มาก

ตับยังเป็นอวัยวะที่ค่อนข้างเล็กซึ่งเป็นที่ตั้งของ "โรงงานเคมี" และระบบกรองที่ทรงพลัง ในเวลาเพียงหนึ่งนาทีเลือดหนึ่งลิตรครึ่งจะไหลผ่านซึ่งจะต้องกำจัดของเสียออกไปโดยไม่รบกวนความสมดุลของอิเล็กโทรไลต์ฮอร์โมนและโปรตีน สารหลายชนิด เช่น แอลกอฮอล์ ยา ไขมัน ไม่เพียงแต่สะสมอยู่ในตับเท่านั้น แต่ยังถูกแปรรูปให้อยู่ในรูปแบบที่สะดวกที่สุดในการกำจัดออกจากร่างกายอีกด้วย นอกจากนี้อวัยวะนี้ยังรับผิดชอบในการสังเคราะห์น้ำดีประมาณหนึ่งลิตรซึ่งเป็นอิมัลซิไฟเออร์ของไขมันในอาหาร

อวัยวะอื่นที่ขาดไม่ได้คือไต อุปกรณ์ที่มาแทนที่จะต้องกรองเลือดทั้งหมดของร่างกายเช่นเดียวกับตับ แต่การทำงานของไตไม่ได้จบเพียงแค่นั้น: "คอมพิวเตอร์" ทางชีววิทยาของพวกมันวิเคราะห์องค์ประกอบของเลือดและรักษาเนื้อหาของสารเกือบทั้งหมดที่ละลายอยู่ในนั้นให้อยู่ในขอบเขตที่แคบมากจากข้อมูลเหล่านี้

หัวใจไร้สาย

ตอนนี้เราได้ประเมินขนาดของงานแล้ว มาดูกันว่าจะแก้ไขอย่างไรโดยสัมพันธ์กับหัวใจ AbioCor ของบริษัท Abiomed ในเดนเวอร์ เป็นหัวใจเทียมที่แท้จริงที่ใช้แทนที่ทั้งโพรงหัวใจและทำหน้าที่ส่งเลือดไปยังปอดและอวัยวะอื่นๆ อุปกรณ์นี้มีขนาดเท่าเกรปฟรุตและมีน้ำหนัก 900 กรัม ประกอบด้วยปั๊มไทเทเนียม ชุดควบคุม และแบตเตอรี่ ความจุเพียงพอสำหรับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ 30 นาทีและการชาร์จเกิดขึ้นผ่านผิวหนังนั่นคือไม่มีสายไฟมาที่พื้นผิวของตัวเครื่อง แบตเตอรี่ภายนอกที่สวมอยู่บนสายพานช่วยให้คุณอยู่ได้โดยไม่ต้องชาร์จใหม่เป็นเวลาหลายชั่วโมง

อุปกรณ์นี้มีไว้สำหรับผู้ป่วยที่มีภาวะหัวใจล้มเหลวระยะสุดท้ายและการพยากรณ์โรคที่ไม่ดี ยิ่งไปกว่านั้น ผู้สร้างอุปกรณ์อ้างว่าไม่เพียงแต่ช่วยให้ผู้ป่วย "มีชีวิตอยู่" เท่านั้น แต่ยังรับประกันคุณภาพชีวิตที่ยอมรับได้อย่างสมบูรณ์อีกด้วย

หัวใจ AbioCor ดวงแรกได้รับการปลูกถ่ายในปี พ.ศ. 2544 ตั้งแต่นั้นมา มีการติดตั้งอุปกรณ์ไม่เกิน 20 เครื่อง แต่บริษัทมีทัศนคติเชิงบวกเกี่ยวกับโอกาสของอุปกรณ์และคาดการณ์ตลาดที่ 100,000 การดำเนินงานต่อปี

หัวใจของ AbioCor

อุปกรณ์ VentrAssist ที่สร้างโดยนักวิจัยชาวออสเตรเลีย ต่างจากหัวใจ AbioCor ไม่สามารถแทนที่อวัยวะตามธรรมชาติได้อย่างสมบูรณ์ VentrAssist ช่วยสูบฉีดเลือดไปยังช่องซ้ายซึ่งเป็นส่วนที่พลุกพล่านที่สุดของหัวใจเท่านั้น

มีเพียงปั๊มโรตารีไทเทเนียมเท่านั้นที่เหมาะกับภายในตัวเครื่อง ชาวออสเตรเลียประเมินว่าทรัพยากรของตนคือการดำเนินงานต่อเนื่องเป็นเวลา 50 ปี ผู้ป่วยสวมตัวควบคุมและแบตเตอรี่ซึ่งใช้งานได้นาน 8 ชั่วโมงบนเข็มขัด

ตามที่นักพัฒนาระบุว่าอุปกรณ์ดังกล่าวควรช่วยเหลือผู้คนจำนวนมากที่เป็นภาวะหัวใจล้มเหลว อย่างไรก็ตาม ข้อมูลดังกล่าวจะปรากฏในทางการแพทย์เฉพาะเมื่อได้รับอนุญาตอย่างเหมาะสมจากหน่วยงานออกใบอนุญาตเท่านั้น

ขณะนี้หัวใจ AbioCor มีราคาต่ำกว่า 100,000 ดอลลาร์ ส่วน VentrAssist จะมีราคาประมาณ 50 ดอลลาร์ อย่างไรก็ตาม ราคานี้น้อยกว่าต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการปลูกถ่ายหัวใจของผู้บริจาคแต่ละครั้งอย่างมาก

หากเราคำนึงถึงเงินทุนที่ใช้ไปกับการรักษาพยาบาลผู้ป่วยภาวะหัวใจล้มเหลวด้วย ก็จะชัดเจนขึ้นว่า หัวใจเทียมไม่เพียงมีประโยชน์เท่านั้น แต่ยังเป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมการแพทย์ด้วย และแรงจูงใจทางการเงินอย่างที่คุณทราบนั้นแข็งแกร่งที่สุด รวมถึงเพื่อความก้าวหน้าทางด้านเทคนิค

ยังคงเป็นเพียงการชี้แจงว่าการสนับสนุนความก้าวหน้านี้โดยแลกกับชีวิตของตัวเองนั้นเป็นทางเลือกที่สมบูรณ์ ด้วยการป้องกันโรคหัวใจอย่างทันท่วงที หัวใจของคุณเองจะอยู่ได้นานกว่า 50 ปี และที่สำคัญที่สุดคือฟรีในทางปฏิบัติ



การส่งผลงานที่ดีของคุณไปยังฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

โพสต์เมื่อ http://www.allbest.ru/

JSC "มหาวิทยาลัยการแพทย์อัสตานา"

สาขาวิชา: ชีวฟิสิกส์การแพทย์และความปลอดภัยในชีวิต

หัวข้อ: " อวัยวะเทียม»

อัสตานา 2014

ความคิดในการเปลี่ยนอวัยวะที่เป็นโรคด้วยอวัยวะที่มีสุขภาพดีเกิดขึ้นในมนุษย์เมื่อหลายศตวรรษก่อน แต่วิธีการผ่าตัดและวิสัญญีวิทยาที่ไม่สมบูรณ์ทำให้แผนดังกล่าวเป็นจริงไม่ได้ ใน โลกสมัยใหม่การปลูกถ่ายอวัยวะเกิดขึ้นอย่างถูกต้องในการรักษาโรคระยะสุดท้ายของโรคต่างๆ หลายพันคนได้รับความรอด ชีวิตมนุษย์- แต่กลับเกิดปัญหาขึ้นในอีกด้านหนึ่ง การขาดแคลนอวัยวะของผู้บริจาคอย่างหายนะ ภูมิคุ้มกันที่ไม่เข้ากัน และผู้คนหลายพันคนที่อยู่ในรายชื่อรอรับอวัยวะอย่างใดอย่างหนึ่งที่ไม่เคยได้รับการผ่าตัด

นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังคิดมากขึ้นเกี่ยวกับการสร้างอวัยวะเทียมที่สามารถทดแทนอวัยวะจริงในการทำงานได้ และประสบความสำเร็จในทิศทางนี้ เรารู้จักไตเทียม ปอด หัวใจ ผิวหนัง กระดูก ข้อต่อ จอประสาทตา ประสาทหูเทียม

อวัยวะเทียม

การใช้อวัยวะเทียมเกิดขึ้นในปี 1982 เมื่อชายวัย 61 ปีชื่อบาร์นีย์ คลาร์ก ซึ่งเป็นอดีตทันตแพทย์ เป็นคนแรกที่ได้รับหัวใจเทียม Jarvik-7 อุปกรณ์ที่ทำให้คลาร์กยังมีชีวิตอยู่นั้นมีขนาดใหญ่และเทอะทะ แต่ก็ทำงานได้ดี โดยทำให้เลือดไหลผ่านร่างกายของคลาร์กเป็นเวลา 112 วันจนกระทั่งเขาเสียชีวิตในที่สุดเนื่องจากลิ่มเลือดและภาวะแทรกซ้อนอื่น ๆ

Jarvik-7 ยังคงใช้เป็นอุปกรณ์ชั่วคราวเพื่อยืดอายุของผู้ป่วยโรคหัวใจจนกว่าจะได้รับการปลูกถ่ายหัวใจ อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้าก็เห็นได้ชัดว่าเครื่องนี้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานแบบถาวร มันซับซ้อนเกินไป ควบคุมไม่ได้ และไม่มีประสิทธิภาพเกินกว่าจะปฏิบัติได้จริง แต่จริงๆ แล้ว ได้เปิดประตูสู่อวัยวะเทียมใหม่ๆ มากมาย ซึ่งอวัยวะเทียมหลายแห่งแม้จะยังอยู่ในการพัฒนา แต่ก็ยังมีความหวังอย่างมากในการยืดอายุขัยของมนุษย์

เมื่อเทียบกับอวัยวะอื่นๆ เช่น ตับและตับอ่อน หัวใจเป็นเครื่องจักรที่ค่อนข้างเรียบง่าย ไม่จำเป็นต้องย่อยสารเคมี สร้างเอนไซม์ หรือกรองของเหลว เพียงแค่ต้องสูบฉีดเลือดเท่านั้น เมื่อพิจารณาถึงข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นขณะสร้างหัวใจเทียมดวงแรก ขณะนี้นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อปรับปรุงอุปกรณ์หัวใจเทียม รุ่นล่าสุดเพื่อสร้างปั๊มขนาดเล็กที่จะมีขนาดเล็กพอที่จะใส่เข้าไปในร่างกายโดยไม่ต้องใช้ระบบรองรับขนาดใหญ่ นอกจากนี้ ตอนนี้พวกเขาได้ละทิ้งแนวคิดในการสร้างหัวใจกลทั้งตัวไปเสียแล้ว หันมามุ่งเน้นที่การสร้างอุปกรณ์ที่ช่วยให้ผู้ป่วยโรคหัวใจล้มเหลวมีชีวิตอยู่ได้จนกว่าจะพบสิ่งทดแทนที่เหมาะสมสำหรับหัวใจที่ล้มเหลว

ตัวอย่างที่น่าประทับใจที่สุดของอุปกรณ์ช่วยหัวใจดังกล่าวคืออุปกรณ์ช่วยหัวใจห้องล่างซ้าย (LVAD) อุปกรณ์นี้ซึ่งใช้งานมาหลายปีแล้ว ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ขนาดเล็กที่สวมใส่อยู่บนร่างกายในช่องท้อง ด้วยความช่วยเหลือ อุปกรณ์จะสูบฉีดเลือดออกจากช่องซ้าย LVAD ให้เวลาเพิ่มเติมสำหรับผู้ป่วยโรคหัวใจที่รอการผ่าตัดปลูกถ่าย

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าขั้นตอนต่อไปคือการสร้างหัวใจเทียมที่จะฝังลงในร่างกายอย่างสมบูรณ์โดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟขนาดใหญ่ และสามารถทำงานได้เหมือนกับหัวใจจริงๆ ปัญหาหลักอย่างหนึ่งของหัวใจเทียมคือการสูบฉีดเลือดอย่างไร เครื่องจักรรุ่นก่อนๆ เช่น Jarvik-7 อาศัยระบบไดอะแฟรมในการสูบฉีดเลือด อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพวกเขาได้พบวิธีที่น่าเชื่อถือและล้ำหน้ามากขึ้น โดยใช้มอเตอร์ขนาดเล็กที่ติดตั้งภายในอุปกรณ์โดยใช้แม่เหล็ก

หัวใจเทียมซึ่งเป็นอวัยวะทดลองที่เรียกว่า Streamliner ได้รับการพัฒนาที่ McGowan Center อุปกรณ์น้ำหนักเบานี้ฝังอยู่ในช่องท้องและสูบฉีดเลือดผ่านหัวใจและหลอดเลือดแดงตามธรรมชาติโดยใช้ท่อคู่หนึ่ง กำลังมาจากคลัตช์แบบเหนี่ยวนำที่ถ่ายโอนพลังงานจากคอยล์ที่ติดอยู่กับแบตเตอรี่ขนาดเล็กที่สวมอยู่บนสายพานไปยังคอยล์ตัวที่สองและแบตเตอรี่ที่ฝังอยู่ใต้ผิวหนัง ระบบดังกล่าวจะทำให้ผู้ใช้มีอิสระเกือบสมบูรณ์ ซึ่งเป็นสิ่งที่บาร์นีย์ คลาร์กไม่เคยมีมาก่อน อย่างไรก็ตาม Streamliner จะไม่สามารถใช้ได้ในเร็วๆ นี้ จะใช้เวลาอีกหลายเดือนในการพัฒนา และหลังจากการทดสอบจะเริ่มขึ้นเท่านั้น ผู้สร้างกล่าว

การสร้างหัวใจเทียมถือเป็นการเล่นของเด็กเมื่อเทียบกับการสร้างอวัยวะที่ซับซ้อนกว่า เช่น ตับ ไต หรือตับอ่อน อวัยวะเหล่านี้มักถูกเรียกว่า "อวัยวะอัจฉริยะ" เนื่องจากมีหน้าที่ที่ซับซ้อน และอวัยวะทดแทนทางกลเกือบจะจำเป็นต้องมีเนื้อเยื่ออินทรีย์เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง ทำไม วิทยาศาสตร์ยังมีหนทางอีกยาวไกลก่อนที่จะสามารถสร้างอวัยวะทดแทนกลไกที่สามารถทำงานได้เหมือนกับของจริง

งานวิจัยส่วนใหญ่ที่มุ่งสร้างอวัยวะ "อัจฉริยะ" ทางชีวเคมีเกี่ยวข้องกับการเพาะเลี้ยงเซลล์อวัยวะที่นำมาจากคนหรือสัตว์ จากนั้นจึงวางเนื้อเยื่อนี้ไว้ในสิ่งที่เรียกว่าเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ ซึ่งเป็นกล่องหรือกระบอกสูบที่สร้างสภาวะโดยใช้ออกซิเจนที่คงที่และ สารอาหารที่จำเป็นเพื่อรักษาชีวิตและการทำงานของเนื้อเยื่อ ในกรณีส่วนใหญ่ การวิจัยดังกล่าวเกี่ยวข้องกับการวางเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพในเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่สูบเลือดผ่านท่อ นักวิทยาศาสตร์การแพทย์กล่าวว่าการใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบฝังเต็มรูปแบบจะเป็นไปได้อย่างน้อยสิบปี แม้ว่าอุปกรณ์ชั่วคราวที่สามารถสวมใส่บนร่างกายอาจปรากฏเร็วขึ้นเล็กน้อยก็ตาม

อวัยวะเทียมที่จำเป็นที่สุดอย่างหนึ่งคือไต ปัจจุบัน ผู้คนหลายหมื่นคนต้องเข้ารับการฟอกไตเป็นประจำ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เป็นอันตรายและใช้เวลานานเพื่อความอยู่รอด และการฟอกไตเป็นขั้นตอนที่ไม่สมบูรณ์ ไตที่มีสุขภาพดีจะกรองของเสียยูเรียออกจากเลือดและให้สารอาหารที่สำคัญแก่ร่างกาย เช่น น้ำตาลและเกลือที่ได้มาจากของเสียที่ถูกกรองเหล่านี้ น่าเสียดายที่กลไกในการฟอกไตในปัจจุบันไม่สามารถทำงานที่สองได้

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการแก้ปัญหานี้เป็นไปได้ด้วยความช่วยเหลือของไตชีวภาพเทียม ซึ่งจะเป็นเนื้อเยื่อที่เติบโตเป็นพิเศษซึ่งวางอยู่ในอุปกรณ์เชิงกล อวัยวะเทียมชนิดนี้สามารถรองรับการทำงานทั้งหมดของไตจริงได้ จึงไม่จำเป็นต้องฟอกไตแบบเดิมๆ สำหรับคนส่วนใหญ่

ขณะนี้นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมิชิแกนกำลังพยายามพัฒนาอวัยวะดังกล่าว พวกเขาเพาะเลี้ยงเซลล์ท่อใกล้เคียงที่นำมาจากไตของสุกร และนำมาพันเข้ากับเส้นใยที่ละเอียดมากซึ่งวางอยู่ภายในตลับกรอง ตลับบรรจุอยู่ในกลไกที่กรองเลือดของผู้ป่วยและส่งสารอาหารที่จำเป็นกลับคืนมาซึ่งอาจสูญเสียไป ระบบนี้ได้รับการทดสอบกับสุนัขเรียบร้อยแล้ว และในขณะที่หนังสือเล่มนี้กำลังเตรียมตีพิมพ์ นักวิจัยกำลังรอการอนุญาตเพื่อทำการทดลองกับมนุษย์

การฝังอวัยวะเทียม

เป็นไปได้มากว่า biokidney ซึ่งพัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน จะถูกนำมาใช้เป็นมาตรการชั่วคราว ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้ผู้ป่วยมีอาการเฉียบพลันได้ ภาวะไตวายดำรงอยู่จนพบอวัยวะที่แท้จริงสำหรับการปลูกถ่าย อย่างไรก็ตาม ผู้สร้างกล่าวว่ารูปลักษณ์ของอุปกรณ์ที่เล็กลงและล้ำหน้ากว่านั้นเป็นเพียงเรื่องของเวลาเท่านั้น อุปกรณ์ดังกล่าวแม้จะไม่ล้ำหน้าเท่าไตจริงๆ แต่ก็สามารถลดเวลาในการฟอกไตได้มากถึง 50 เปอร์เซ็นต์ และอาจถึงขั้นทำให้สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เลย

ตับอ่อน

ตับอ่อนเทียมเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนกว่าไตเทียมเสียอีก แต่ความพยายามนั้นคุ้มค่า ผู้สนับสนุนกล่าวว่า เนื่องจากอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถปรับปรุงสุขภาพและคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยหลายล้านคนที่เป็นเบาหวานที่ต้องพึ่งอินซูลินได้อย่างมีนัยสำคัญ

ผู้ที่เป็นโรคเบาหวานที่ต้องพึ่งอินซูลินควรตรวจสอบระดับน้ำตาลในเลือดของตนเองเป็นประจำและฉีดอินซูลินด้วยตนเองเพื่อควบคุมโรคได้ ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งของการรักษานี้คือ ไม่สามารถทราบได้อย่างแน่ชัดว่าผู้ป่วยต้องฉีดอินซูลินในปริมาณเท่าใด ในกรณีส่วนใหญ่ ผู้ป่วยจะต้องตั้งสมมติฐานของตนเอง สิ่งนี้นำไปสู่ความผันผวนของระดับกลูโคสอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นสาเหตุของภาวะแทรกซ้อนที่พบบ่อยหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับโรคเบาหวาน รวมถึงโรคหัวใจและปัญหาการมองเห็น

ตับอ่อนเทียมในอุดมคติจะสามารถ "คาดเดา" ระดับกลูโคสตามการตอบสนองของร่างกาย เพื่อระบุได้อย่างแน่ชัดว่าต้องใช้อินซูลินเมื่อใดและปริมาณเท่าใด ขณะนี้อยู่ในการพัฒนาอุปกรณ์ที่เรียกว่า PancreAssist ซึ่งได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ในเมืองเล็กซิงตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ ระบบนี้จะตรวจสอบเคมีของร่างกายและกำหนดปริมาณอินซูลินที่ต้องการ จากนั้นจึงส่งอินซูลินออกมาเมื่อจำเป็น

PancreAssist เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยโครงพลาสติก ซึ่งเป็นเมมเบรนแบบท่อฝังได้ ล้อมรอบด้วย "เกาะ" ของเซลล์ที่ผลิตอินซูลินจากหมู เมื่อเลือดของผู้ใช้ไหลผ่านท่อ เกาะเหล่านี้จะรับรู้ระดับกลูโคสในเลือดและเริ่มผลิตอินซูลิน ซึ่งในเวลาที่เหมาะสมจะเข้าสู่กระแสเลือดผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

เมมเบรนยังมีบทบาทสำคัญในการปกป้องเกาะเล็กเกาะน้อยเหล่านี้จากระบบป้องกันตามธรรมชาติของร่างกาย ซึ่งจะเริ่มทำงานทันทีหากเป็นไปได้ หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดีแล้ว การทดลองทางคลินิกนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าอุปกรณ์เหล่านี้ในมนุษย์อาจเริ่มต้นได้ภายในไม่กี่ปีข้างหน้า

อวัยวะที่สำคัญพอๆ กัน แต่ซับซ้อนกว่านั้นก็คือตับ ตั้งอยู่ที่ด้านบนสุด พื้นที่ที่ถูกต้องกระเพาะอาหารมีบทบาทสำคัญในการดูดซึมสารอาหารของร่างกาย ตับจะเปลี่ยนกลูโคสส่วนเกินให้เป็นไกลโคเจน ซึ่งจะกักเก็บและเปลี่ยนกลับเป็นกลูโคสเมื่อจำเป็น ตับยังสลายกรดอะมิโนส่วนเกินให้เป็นยูเรีย ช่วยให้ร่างกายเผาผลาญไขมัน และทำหน้าที่อื่นๆ อีกหลายอย่าง เมื่อตับได้รับความเสียหายจากโรค (ตับอักเสบซี) หรือเป็นผลจากการใช้แอลกอฮอล์ ตับจะไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ ภาวะตับวายมักหมายถึงความตาย

ตับเป็นอวัยวะที่สามารถปลูกถ่ายได้ แต่จำนวนผู้ที่ต้องการปลูกถ่ายอวัยวะของผู้บริจาคนั้นสูงกว่าจำนวนอวัยวะของผู้บริจาคมาก ดังนั้นจึงมีความต้องการอวัยวะเทียมดังกล่าวอย่างมาก การสร้างตับเทียมที่สามารถทำงานได้ตลอดชีวิตสามารถช่วยเหลือผู้ป่วยจำนวนนับไม่ถ้วนที่ทุกข์ทรมานจากภาวะตับวายเฉียบพลันและในสถานการณ์ที่ไม่สามารถช่วยเหลือตัวเองได้ อย่างไรก็ตามอวัยวะดังกล่าวจะไม่ปรากฏในไม่ช้า วิธีที่ดีกว่าและเชื่อถือได้มากขึ้นในสถานการณ์นี้อาจเป็นระบบเทียมทางชีวภาพที่สามารถทำหน้าที่ส่วนใหญ่ของตับได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ ซึ่งเพียงพอสำหรับอวัยวะที่เป็นโรคที่จะฟื้นตัวได้เอง

ผู้เชี่ยวชาญบางคนเชื่อว่าในกรณีส่วนใหญ่ เวลาหนึ่งสัปดาห์ก็เพียงพอที่จะฟื้นฟูตับที่เสียหายให้กลับมาทำงานได้เกือบเป็นปกติ

ไม่ใช่เรื่องน่าแปลกใจที่บริษัทหลายแห่งกำลังทำงานอย่างหนักเพื่อสร้างระบบดังกล่าว ซึ่งรวมถึงบริษัท Sere Biomedical ซึ่งร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญจาก Cedar-Sinai ศูนย์การแพทย์ในลอสแอนเจลิสได้พัฒนาระบบทดลองที่เรียกว่า "Hepat Assist" นักวิจัยกล่าวว่าระบบนี้สร้างขึ้นโดยใช้เซลล์ที่นำมาจากตับหมู โดยจะกำจัดสารพิษออกจากเลือดในลักษณะเดียวกับไตเทียมต้นแบบทางชีวภาพ ตลับพลาสติกที่หุ้มไว้ด้านในด้วยเซลล์ที่ปลูกเทียมนั้นถูกแทรกเข้าไปในกลไกขนาดใหญ่ที่ทำให้เลือดที่ไหลผ่านนั้นบริสุทธิ์ ใน สถานการณ์กรณีที่ดีที่สุดคนไข้จะใช้เครื่องประมาณ 6 ชั่วโมงต่อวัน เป็นเวลา 1 สัปดาห์ ซึ่งนานพอที่ตับจะซ่อมแซมตัวเองได้

อวัยวะเทียมทางชีวภาพเป็นเพียงแนวทางหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์พยายามใช้ในการค้นหาวิธีที่จะยืดอายุของผู้ที่ร่างกายปฏิเสธที่จะทำงานไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตาม อีกแนวทางหนึ่งที่เป็นนิยายวิทยาศาสตร์มากกว่าความเป็นจริงในเรื่องนี้ แต่ก็ยังควรค่าแก่การอภิปรายคือแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับ "การปลูกถ่ายซีโนโน" ซึ่งมีพื้นฐานมาจากแนวคิดในการปลูกถ่ายอวัยวะที่ได้รับจากสายพันธุ์อื่นไปเป็นคนป่วย

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าปัญหาที่ร่างกายของผู้รับปฏิเสธอวัยวะแปลกปลอมใหม่สามารถป้องกันได้โดยการนำยีนของมนุษย์เข้าไปในอวัยวะเหล่านี้ ซึ่งจะไม่สามารถกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติของร่างกายได้

บทสรุป

อวัยวะเทียมเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อทดแทนการทำงานที่สูญเสียไปของต้นแบบตามธรรมชาติชั่วคราวหรือถาวร (อย่างไรก็ตาม ฟังก์ชันนี้ยังไม่สามารถแทนที่ได้อย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากต้นแบบเฉพาะ เช่น ปอด ตับ ไต หรือตับอ่อน มีความซับซ้อนของ ฟังก์ชั่นที่ซับซ้อน) ไม่ควรระบุอวัยวะเทียมที่ใช้งานได้กับอวัยวะเทียม ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สร้างการทำงานหลักที่สูญเสียไปของต้นแบบตามธรรมชาติอย่างอดทน เนื่องจากรูปร่างหรือคุณลักษณะการออกแบบ

อวัยวะเทียมในอุดมคติควรมีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์ต่อไปนี้:

สามารถฝังเข้าไปในร่างกายมนุษย์ได้

ไม่มีการสื่อสารกับสิ่งแวดล้อม

ผลิตจากวัสดุน้ำหนักเบา ทนทาน สามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง

ทนทาน ทนทานต่องานหนัก

จำลองการทำงานของอะนาล็อกธรรมชาติอย่างสมบูรณ์

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว

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

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

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

โพสต์บน Allbest.ru

...

เอกสารที่คล้ายกัน

ความสำคัญของอวัยวะเทียมในการแพทย์แผนปัจจุบัน มือเทียมแบบแอคทีฟและแบบพาสซีฟ ทางเลือกที่เหมาะสมอวัยวะเทียมสำหรับบุคคลที่ได้รับความเสียหายทางกายภาพ แขนขาส่วนล่าง- ต้นแบบของการใช้หัวใจเทียมทั้งหัวใจเทียมที่มีประสิทธิภาพในมนุษย์

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 04/09/2016


ศึกษาแหล่งที่มาและคุณลักษณะของการใช้สเต็มเซลล์ การวิจัยเทคโนโลยีการปลูกอวัยวะเทียมโดยใช้สเต็มเซลล์ ข้อดีของเครื่องพิมพ์ชีวภาพ ลักษณะของอวัยวะเทียมทางกลและไฟฟ้า

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 20/04/2016


แนวคิดของหัวใจเทียม วัตถุประสงค์ และข้อบ่งชี้ในการใช้ ค้นหาหัวใจเทียมด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุด คุณสมบัติของแอนะล็อกของอุปกรณ์นี้การประเมินผล การสร้างแบบจำลองต้นแบบและสมมติฐานเพื่อเอาชนะข้อบกพร่อง

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 07/12/2555


การใส่เลนส์เทียม (เลนส์แก้วตาเทียม) เข้าไปในดวงตา ประเภทของเลนส์เทียม คุณสมบัติของการผ่าตัดใส่เลนส์เทียมในกรณีที่มีเมฆมาก (ต้อกระจก) โดยมีความบกพร่องทางการมองเห็นอย่างรุนแรง

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 13/01/2014


การเกิดโรคของแผล ระบบประสาทที่ โรคทางร่างกาย- โรคหัวใจและหลอดเลือดใหญ่ ความผิดปกติทางระบบประสาทสำหรับเฉียบพลันและ โรคเรื้อรังปอด ตับ ตับอ่อน ไต ความพ่ายแพ้ เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน.

การบรรยายเพิ่มเมื่อ 30/07/2013


รีวิวและ ลักษณะเปรียบเทียบวาล์วเทียม วาล์วเทียมกล ลิ้นหัวใจเทียมแบบกลไกแบบดิสก์และแบบไบคัสปิด หัวใจเทียมและโพรงหัวใจเทียม ลักษณะเฉพาะ หลักการทำงานและลักษณะต่างๆ

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 16/01/2552


การสร้างอวัยวะเทียมถือเป็นส่วนสำคัญของการแพทย์แผนปัจจุบัน ความสำคัญของการเลือกวัสดุที่เพียงพอต่อวัตถุประสงค์ของการแก้ปัญหาทางวิศวกรรม เลือดเทียม หลอดเลือด ลำไส้ หัวใจ กระดูก มดลูก ผิวหนัง แขนขา

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 14/03/2013


ได้รับข้อบกพร่องของหัวใจ (ข้อบกพร่องลิ้น) ความไม่เพียงพอและการตีบของลิ้นไมตรัล, เอออร์ติกและไทรคัสปิด การรักษาความบกพร่องของหัวใจที่มีมาแต่กำเนิดและที่ได้มา การทำศัลยกรรมพลาสติกแบบรุนแรงหรือการฝังลิ้นหัวใจเทียม การบีบตัวของหลอดเลือดเอออร์ตา

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 02/05/2015


คุณสมบัติของการศึกษาการหลั่งของตับอ่อนทั้งภายนอกและภายใน โปรตีน แร่ธาตุของตับอ่อน กรดนิวคลีอิก อิทธิพล ปัจจัยต่างๆเกี่ยวกับปริมาณอินซูลินในตับอ่อน คำอธิบายของความผิดปกติของตับอ่อน

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 28/04/2010


คุณสมบัติของตำแหน่งและหน้าที่ของตับอ่อน ลักษณะเฉพาะของการก่อตัวและการพัฒนาของอวัยวะนี้ ข้อมูลทางกายวิภาคเปรียบเทียบเกี่ยวกับโครงสร้างของตับอ่อนค่ะ ประเภทต่างๆสัตว์. บทบาทของตับอ่อนในการควบคุมการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต

เมื่อพูดถึงการสร้างอวัยวะมนุษย์ในสภาพห้องปฏิบัติการที่สามารถทำหน้าที่ตามที่ธรรมชาติกำหนดไว้ในร่างกายมนุษย์ได้ คนส่วนใหญ่มักยิ้มด้วยความสงสัยโดยไม่สมัครใจ ดูเหมือนแฟนตาซีมากกว่า

อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันการเติบโตของอวัยวะใหม่ถือเป็นความจริงที่เป็นกลางที่สุด เช่นเดียวกับผู้ป่วยกลุ่มแรกๆ ที่ช่วยชีวิตไว้ได้เนื่องจากการผ่าตัดปลูกถ่ายอวัยวะที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวที่สุด และฉันอยากจะพูดอย่างภาคภูมิใจว่าการศึกษาบุกเบิกในสาขาเวชศาสตร์ฟื้นฟูกำลังดำเนินการที่นี่ใน Kuban

ผมอยากจะถ่ายทอดเรื่องราวของคนที่โชคดีได้รับข้อมูลทั้งหมดโดยตรงโดยไม่มีการตัดทอนซึ่งเป็นสิ่งที่เรากำลังทำอยู่

Paolo Macchiarini ไม่ใช่แค่ชื่อภาษาอิตาลีเท่านั้น ผู้ชายคนนี้เป็นชาวอิตาลีอย่างแท้จริง โดยมีนิสัยและอารมณ์ความรู้สึกตามสัญชาติของเขา เขาแสดงความชื่นชมและอุทานด้วยความยินดี: "สุดยอด!!!" แล้วร้องอย่างสิ้นหวังทันที: "พวกเขากำลังรอฉันตายอยู่!!!" โดยกล่าวถึงเพื่อนร่วมงานที่รู้สึกรำคาญกับความเหนือกว่าของสิ่งนี้ บุคคลและอื่น ๆ อย่างต่อเนื่องเพื่อแบ่งปันโอกาสของการพัฒนาล่าสุดที่ให้ความหวังในการช่วยชีวิตมนุษย์ใหม่อย่างต่อเนื่อง

ในฐานะผู้เข้าร่วมการประชุมที่เมืองโซชี “พันธุศาสตร์ของการสูงวัยและอายุยืนยาว” ซึ่งมีผู้เชี่ยวชาญที่มีชื่อเสียงที่สุดในสาขานี้จากทั่วทุกมุมโลกเข้าร่วม Paolo Macchiarini พบว่าตัวเองอยู่ในตำแหน่งที่ได้เปรียบมากกว่าเพราะเขาไม่จำเป็นต้องเอาชนะวงล้อม แม้ว่าเขาจะเป็นผู้เชี่ยวชาญในระดับสากลก็ตาม

เป็นเวลาหลายปีแล้วที่ชายคนนี้เป็นหัวหน้าศูนย์เวชศาสตร์ฟื้นฟู Kubansky มหาวิทยาลัยการแพทย์- เพื่อให้ได้รับความยินยอมจากศาสตราจารย์ Macchiarini ให้มาทำงานที่ Krasnodar รัฐบาลรัสเซียได้จัดสรรเงิน 150 ล้านรูเบิลสำหรับการสร้างศูนย์

ศาสตราจารย์ตั้งข้อสังเกตด้วยความขอบคุณว่าการทำงานในประเทศของเรา เขาไม่จำเป็นต้องมองหาโอกาสในการแก้ไขปัญหาทางการเงิน และเขาใช้เวลาและความสามารถทั้งหมดของเขาอย่างเต็มที่เพื่อช่วยชีวิตผู้คน

วิธีการสร้างอวัยวะเพื่อการปลูกถ่าย

เปาโล มัคคิอารินีเป็นผู้เขียนและพัฒนาเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมสำหรับการปลูกหลอดลม ซึ่งถือเป็นความภาคภูมิใจและความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเวชศาสตร์ฟื้นฟู ในปี 2008 เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ เขาได้ดำเนินการปลูกถ่ายหลอดลมให้กับผู้ป่วย ซึ่งปลูกจากสเต็มเซลล์ของเธอเองบนโครงของผู้บริจาคในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ หนึ่งปีต่อมา การผ่าตัดอันมหัศจรรย์ได้เกิดขึ้นเมื่ออวัยวะเติบโตภายในร่างกายของผู้ป่วยโดยไม่ต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ ในปี 2011 ศาสตราจารย์ Macchiarini ได้ทำการผ่าตัดปลูกถ่ายที่ไม่เคยมีมาก่อน อวัยวะของมนุษย์สร้างขึ้นอย่างสมบูรณ์ในสภาพห้องปฏิบัติการบนโครงเทียม เมื่อไม่ได้ใช้อวัยวะของผู้บริจาค

การเยือนรัสเซียครั้งแรกของ Macchiarini เกิดขึ้นในปี 2010 มูลนิธิวิทยาศาสตร์เพื่อส่งเสริมชีวิตได้เชิญเขามาจัดหลักสูตรปริญญาโทด้านเวชศาสตร์ฟื้นฟู ในปีเดียวกันนั้น ศาสตราจารย์มักเคียรินีได้ดำเนินการปลูกถ่ายหลอดลมในรัสเซียเป็นครั้งแรกในรัสเซียให้กับหญิงสาวคนหนึ่งที่ได้รับบาดเจ็บจากอุบัติเหตุทางรถยนต์ และสูญเสียความสามารถในการพูดและหายใจได้ตามปกติ ผู้ป่วยกลับมามีสุขภาพที่ดีขึ้น และแพทย์ชาวอิตาลียังคงพัฒนาเวชศาสตร์ฟื้นฟูในประเทศของเราอย่างต่อเนื่อง โดยแนะนำสิ่งที่ล้ำหน้าอยู่ตลอดเวลา ตัวอย่างเช่น ส่วนหนึ่งของกล่องเสียงถูกปลูกถ่ายให้กับบุคคลพร้อมกับหลอดลมที่ปลูกเทียม

- เป็นเรื่องยากไหมที่จะจินตนาการว่าอวัยวะสามารถสืบพันธุ์ได้โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องมีคนหรือไม่?

- โดยทั่วไปแล้ว สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้ การมีเซลล์ของผู้ใหญ่จะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเติบโตทั้งอวัยวะได้หากไม่มีอวัยวะของผู้บริจาคหรือโครงนั่งร้านเทียม

กระบวนการเตรียมเนื้อหาเกิดขึ้นได้อย่างไรเมื่อทุกอย่างเพิ่งเริ่มต้น? ได้รับบริจาคอวัยวะแล้ว ผู้บริจาคอาจเป็นคนหรือสัตว์ ส่วนใหญ่มักเป็นหมู อวัยวะนี้ถูกหย่อนลงไปในสารละลายพิเศษ โดยที่เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อจะสลายไป จึงทำให้มีสารพันธุกรรมหลุดออกมา เป็นผลให้เหลือเพียงโครงร่างของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเท่านั้น แต่ละอวัยวะมีกรอบการทำงานที่ช่วยให้สามารถรักษารูปร่างซึ่งเรียกว่าเมทริกซ์นอกเซลล์ได้ แม้ว่าโครงของอวัยวะจะถูกเอาออกจากหมูที่ได้รับในลักษณะนี้ด้วย ระบบภูมิคุ้มกันไม่มีความขัดแย้งระหว่างผู้คน อย่างไรก็ตาม มีอันตรายจากการแพร่กระจายของไวรัสบางชนิดโดยไม่ได้ตั้งใจ และสำหรับชาวมุสลิม ตัวเลือกนี้ไม่เป็นที่ยอมรับด้วยเหตุผลทางศาสนา ดังนั้นการนำอวัยวะออกจากผู้เสียชีวิตจึงเหมาะสมกว่าในการรับกรอบ

ในปีพ.ศ. 2554 ได้มีการเปิดตัว เทคโนโลยีล่าสุดโดยหลักการแล้วการสร้างกรอบประดิษฐ์ที่ช่วยให้คุณทำได้โดยไม่ต้องมีผู้บริจาค โครงนี้เป็นท่อที่ทำขึ้นตามขนาดส่วนบุคคลของอวัยวะของผู้ป่วย ทำจากวัสดุนาโนคอมโพสิตยืดหยุ่นและพลาสติก นี่คือการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ การได้รับโครงเทียมทำให้ไม่จำเป็นต้องมีผู้บริจาค และคำถามทั้งหมดเกี่ยวกับจริยธรรมทางชีวภาพจะถูกลบออกทันที โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงเรื่องเด็ก

- แต่ท่อไม่ใช่อวัยวะ จะฟื้นฟูและทำให้มันได้ผลได้อย่างไร?

- มีเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้

- บางอย่างเช่นเครื่องพิมพ์ชีวภาพเหรอ?

- การใช้เครื่องพิมพ์ชีวภาพ คุณสามารถสร้างเนื้อเยื่อหรือหลอดเลือดธรรมดาได้ แต่ไม่ใช่อวัยวะที่ซับซ้อน เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพได้รับการออกแบบมาเพื่อการสืบพันธุ์และการเจริญเติบโตของเซลล์ เพื่อจุดประสงค์นี้ เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุด- เซลล์ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพได้รับสารอาหารมีความสามารถในการหายใจและผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมจะถูกกำจัดออกจากที่นั่น จาก ไขกระดูกเซลล์ของผู้ป่วยจะถูกแยกออกและเพาะลงบนเฟรม สเต็มเซลล์ประเภทนี้สามารถแปลงสภาพเป็นเซลล์พิเศษของอวัยวะที่ต้องการได้ ภายในสองวันเฟรมจะเต็มไปด้วยเซลล์เหล่านี้และจากนั้นเมื่อทำหน้าที่บางอย่างเซลล์จะกลายเป็นเซลล์หลอดลม อวัยวะพร้อมสำหรับการปลูกถ่าย และเนื่องจากเป็นอวัยวะที่เติบโตจากเซลล์ของผู้ป่วยเอง ร่างกายจึงไม่ปฏิเสธ

- แต่คุณไม่ได้วางแผนที่จะหยุดแค่หลอดลมใช่ไหม?

- ขณะนี้งานอยู่ระหว่างการศึกษาหลอดอาหารและกะบังลมในสัตว์ที่เลี้ยงในห้องปฏิบัติการ ต่อไปมีการวางแผนร่วมกับสถาบันเท็กซัสเพื่อสร้างหัวใจที่ใช้งานได้เป็นครั้งแรกในโลก

ในภูมิภาคครัสโนดาร์มีเรือนเพาะชำลิงพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับ การวิจัยทางการแพทย์- มีการวางแผนที่จะทดสอบหัวใจสังเคราะห์ดวงแรกสำหรับพวกเขา เมื่อพิจารณาว่าในรัสเซียปัญหาหลายอย่างได้รับการแก้ไขได้ง่ายกว่าในตะวันตกหรือในอเมริกามาก มีความมั่นใจอย่างมากว่ารัสเซียจะกลายเป็นบ้านเกิดของชาติแรก หัวใจของมนุษย์,ปลูกในห้องปฏิบัติการ

- อวัยวะไหนที่เป็นที่ต้องการมากที่สุด?

- ไม่มีขีดจำกัดสำหรับความสมบูรณ์แบบและความโง่เขลาของมนุษย์ เราจะตอบสนองต่อคำร้องขอของประธานาธิบดีบางคนของสังคมรักร่วมเพศที่จะจัดหาอวัยวะเพศชายให้เขาได้อย่างไร?

- สององคชาต - นั่นเป็นความคิด!

- ใช่ ความจริงของเรื่องนี้ก็คือไม่ได้มีแค่สองอัน ด้วยเหตุผลบางอย่างจึงไม่มีแม้แต่อันเดียว แค่ฉันไม่เก่งเรื่ององคชาต อีกอย่างฉันก็ช่วยเรื่องมดลูกไม่ได้เหมือนกัน ท้ายที่สุดแล้ว ผู้คนไม่เพียงถูกทรมานจากความเจ็บป่วยเท่านั้น แต่ความคิดที่บ้าบอทุกประเภทยังทำให้พวกเขาไม่สามารถอยู่อย่างสงบสุขได้อีกด้วย

ศูนย์ของเราใช้ไม่ได้กับเทรนด์ใหม่ๆ เหล่านี้ สิ่งที่พวกเขาพยายามทำคือการปลูกลูกอัณฑะ เพราะปัญหานี้มีความเกี่ยวข้องมากเนื่องจากมีเด็กจำนวนมากที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นมะเร็งอัณฑะหรือมีความผิดปกติแต่กำเนิด อย่างไรก็ตาม เซลล์ต้นกำเนิดไม่สามารถแปลงเป็นเซลล์อัณฑะได้ และการวิจัยยังไม่สามารถสรุปผลได้

โดยปกติแล้ว ความพยายามหลักของศูนย์ของเรามุ่งเป้าไปที่การปลูกถ่ายอวัยวะซึ่งการปลูกถ่ายจะช่วยรักษาผู้คนได้จำนวนสูงสุด ขณะนี้โครงการที่เร่งด่วนที่สุดโครงการหนึ่งคือการปลูกไดอะแฟรม เด็กหลายพันคนเกิดมาโดยไม่มีอวัยวะนี้จึงเสียชีวิต

- อวัยวะไหนโตยากที่สุด?

- สิ่งที่ยากที่สุดอยู่ที่หัวใจ ไต และตับ ไม่ใช่เพราะมันโตยาก ปัจจุบัน อวัยวะเกือบทั้งหมดสามารถเจริญเติบโตได้ แต่นี่คือวิธีทำให้อวัยวะทำงานและผลิตได้อย่างถูกต้อง ที่จำเป็นต่อร่างกายสารนี้ยังคงเป็นคำถาม อวัยวะเทียมหยุดทำงานภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง เราไม่ทราบหลักการทำงานของพวกเขาอย่างละเอียดถี่ถ้วน นั่นคือเหตุผลทั้งหมด

แต่ค่อนข้างเป็นไปได้ที่สเต็มเซลล์สามารถใช้เพื่อฟื้นฟูการทำงานของอวัยวะที่จำเป็นต้องปลูกถ่ายได้ เปิดตัวกระบวนการฟื้นฟูภายในของร่างกาย วันนี้เป็นความฝันที่ฉันหวงแหนที่สุด และหากความคิดที่ยอดเยี่ยมนี้สามารถทำให้เป็นจริงได้ ก็ไม่จำเป็นต้องผ่าตัดหรือปลูกอวัยวะอีกต่อไป เพราะทุกคนมีสเต็มเซลล์

- ใช้เวลาสร้างอวัยวะสังเคราะห์นานแค่ไหน?

- เวลาเป็นสัดส่วนกับความซับซ้อนของอวัยวะ สำหรับหลอดลมสี่วันก็เพียงพอแล้วสำหรับหัวใจจะใช้เวลาสามสัปดาห์

- เป็นไปได้ไหมที่จะพัฒนาสมอง?

- ฉันมีความตั้งใจเช่นนั้นในอนาคต

- ท้ายที่สุดแล้ว สมองมีความเชื่อมโยงระหว่างเซลล์ประสาทนับไม่ถ้วน จะทำอย่างไรกับพวกเขา?

- มันไม่ซับซ้อนขนาดนั้น คุณแค่ต้องมองปัญหาจากมุมที่ต่างออกไป ไม่สามารถแทนที่สมองได้อย่างสมบูรณ์ และไม่มีคำถามในเรื่องนี้ แต่หากบุคคลใดได้รับบาดเจ็บที่ศีรษะ สมองส่วนหนึ่งจะเสียหาย แต่บุคคลนั้นยังมีชีวิตอยู่ ส่วนที่ไม่ได้ใช้งานของสมองจำเป็นต้องถูกแทนที่ด้วยสารตั้งต้นที่ออกแบบมาเพื่อทำให้เซลล์ประสาทเติบโต โดยดึงดูดพวกมันจากส่วนอื่น ๆ ของสมอง หลังจากนั้นระยะหนึ่ง ส่วนที่ได้รับผลกระทบของสมองจะค่อยๆ เริ่มทำงานและได้รับการเชื่อมต่อ จะรอดพ้นจากปัญหาได้สักกี่คน!

ความฝันและความผิดหวัง

- เพื่อนร่วมงานของคุณมีปฏิกิริยาอย่างไรต่อความสำเร็จของคุณ?

- นี่เป็นหัวข้อที่ยากและเป็นเรื่องน่าเศร้าที่ต้องพูดถึงเรื่องนี้ เมื่อคนๆ หนึ่งทำสิ่งที่ไม่มีใครในโลกนี้เคยทำ ปัญหาก็จะรอเขาอยู่เสมอ ต้องใช้เวลาอีกนานก่อนที่บางสิ่งที่ทำเสร็จแล้วจะเริ่มถูกรับรู้อย่างเพียงพอเป็นครั้งแรก ก่อนหน้านี้ใครๆ ก็มักจะวิพากษ์วิจารณ์ และค่อนข้างรุนแรง บางครั้งมองว่าการกระทำของฉันแทบจะเป็นบ้า ผู้คนมักจะอิจฉาความสำเร็จของเพื่อนร่วมงานเป็นอย่างมาก พวกเขาโจมตีฉัน พยายามสร้างสภาพการทำงานที่ทนไม่ไหว บางครั้งก็ใช้วิธีการที่สกปรกมาก

- อะไรในชีวิตส่วนตัวของคุณและ กิจกรรมระดับมืออาชีพสร้างความลำบากอย่างที่สุด?

- ถ้าคุณเอาชีวิตส่วนตัวของฉันไปมันก็ไม่มีอยู่จริง งานไม่ใช่สิ่งที่ยากที่สุด เป็นการยากกว่าที่จะรับมือกับการโจมตีอย่างต่อเนื่องของเพื่อนร่วมงานและความอิจฉาริษยาที่ไม่สามารถระงับได้ การขาดความเคารพขั้นพื้นฐานและความสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์ล้วนๆ เป็นเรื่องที่น่าหดหู่อย่างยิ่ง ดูเหมือนว่าไม่มีอะไรในโลกนอกจากการแข่งขัน ใน วารสารวิทยาศาสตร์ฉันได้ตีพิมพ์บทความหลายสิบบทความ แต่ดูเหมือนว่าจะไม่มีใครอ่าน และยังคงอ้างว่าไม่มีหลักฐานยืนยันผลลัพธ์ของเรา ทุกคนรอบตัวมีแนวโน้มที่จะวิพากษ์วิจารณ์ด้วยเหตุผลใดก็ตามอย่างแน่นอน

ความหึงหวงนี้เองที่สร้างปัญหาหลักให้ฉัน ฉันรู้สึกกดดันจากทุกด้านตลอดเวลา แน่นอนว่านี่คือชะตากรรมของผู้บุกเบิกทุกคน แต่ฉันรู้ว่าเราจะช่วยชีวิตผู้คนได้ และฉันก็พร้อมที่จะต้านทานการโจมตีใดๆ สำหรับสิ่งนี้

- คุณมีความฝันไหม?

- สำหรับชีวิตส่วนตัวของฉัน ฉันใฝ่ฝันที่จะพาสุนัขที่รักของฉันลงเรือและแล่นไปยังเกาะร้างเพื่อที่จะไม่มีอะไรทำให้ฉันนึกถึงโลกนี้ ในเรื่องงาน ฉันใฝ่ฝันที่จะช่วยเหลือผู้คนโดยไม่ต้องพึ่งการผ่าตัด แต่ใช้แต่เซลล์บำบัดเท่านั้น นั่นคงจะวิเศษมากจริงๆ!

- เมื่อใดเทคโนโลยีในการสร้างอวัยวะเทียมจะมีให้บริการแก่ประชากรส่วนใหญ่ของประเทศที่พัฒนาแล้ว?

- ในส่วนของหลอดลมนั้นเทคโนโลยีในการปลูกอวัยวะนี้ได้ถูกนำมาปฏิบัติให้สมบูรณ์แบบแล้ว หากการทดลองทางคลินิกใน Kuban ดำเนินต่อไป ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจะมีการรวบรวมข้อเท็จจริงที่เพียงพอเพื่อพิสูจน์ความปลอดภัยและประสิทธิผลของวิธีการที่เราพัฒนาขึ้น และจะเริ่มนำไปใช้ทุกที่ ขึ้นอยู่กับจำนวนผู้ป่วยและปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการ ฉันจะพัฒนาที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของกะบังลม หลอดอาหารและหัวใจต่อไป ฉันหวังว่าทุกอย่างในรัสเซียจะเร็วขึ้นมาก ดังนั้นอดทนอีกหน่อยแล้วคุณจะพบทุกสิ่งด้วยตัวเองในไม่ช้า

จากการแข่งขัน 4 รายการที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อดึงดูดนักวิทยาศาสตร์ระดับโลกที่มีชื่อเสียงมายังมหาวิทยาลัยในรัสเซีย ผู้เชี่ยวชาญทั้งในประเทศและต่างประเทศ 163 รายได้รับเงินสนับสนุนขนาดใหญ่ที่จัดสรรโดยรัฐบาลรัสเซีย

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 แทบจะไม่มีใครเชื่อเรื่องการสร้างอวัยวะเทียมได้อย่างจริงจัง มันเป็นสิ่งที่ผิดจากนิยายวิทยาศาสตร์ ปัจจุบันมีความพยายามอย่างแข็งขันในทิศทางที่กำหนดของอวัยวะ เอกสารการวิจัยผลลัพธ์ที่เราสามารถสังเกตได้อยู่แล้ว แต่ปัญหามากมายยังคงเกี่ยวข้องกับความซับซ้อนทางเทคนิคของการนำแนวคิดนี้ไปใช้ ลองดูปัญหาโดยใช้ตัวอย่างการสร้างหัวใจเทียม

หนึ่งในความท้าทายหลักคือการได้รับเนื้อเยื่อสามมิติของผนังหัวใจที่มีความหนาหนึ่งหรือสองนิ้ว เราสามารถมีเซลล์ชั้นเดียวและขยายเนื้อเยื่อดังกล่าวได้ ปัญหาคือการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อและเตียงหลอดเลือดไปพร้อม ๆ กันซึ่งสิ่งนี้ เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อจะได้รับออกซิเจนและสารอาหารและผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมจะถูกขับออกมา หากไม่มีเตียงหลอดเลือดหรืออุปทานไม่เพียงพอ เซลล์ในชั้นหนาจะตาย ในชั้นบาง ๆ พวกมันสามารถกินอาหารได้เนื่องจากการแพร่กระจายของสารอาหารและออกซิเจน แต่ในชั้นหนา การแพร่กระจายจะไม่เพียงพออีกต่อไป และเซลล์ชั้นลึกจะตาย ตอนนี้เราสามารถสร้างเซลล์หัวใจได้ประมาณสามชั้นที่สามารถอยู่รอดได้

เมื่อพูดถึงการปลูกถ่ายที่มีแนวโน้ม เราต้องจำไว้ว่าเตียงหลอดเลือดของรากฟันเทียมจะต้องเชื่อมต่อกับเตียงหลอดเลือดที่มีอยู่แล้วในส่วนอื่นของหัวใจของผู้รับ นั่นคือ มีความจำเป็นต้องเติบโตเตียงหลอดเลือดของลักษณะทางกายวิภาคบางอย่าง . การปลูกฝังหัวใจทั้งดวงด้วยการแบ่งส่วน เซลล์ และระบบการนำไฟฟ้าของตัวมันเอง ถือเป็นงานหลายเซลล์ที่ซับซ้อนมาก หัวใจจำลองของมนุษย์สามารถเกิดขึ้นได้ภายในเวลาประมาณ 7-10 ปีในห้องปฏิบัติการที่มีอุปกรณ์ครบครันในประเทศที่พัฒนาแล้ว หัวใจไม่ใช่ต่อมที่ผลิตฮอร์โมน แต่เป็นปั๊ม เราต้องการเลือดที่จะสูบฉีดและไม่ได้รับบาดเจ็บระหว่างการปั๊ม การบาดเจ็บจากเลือดเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นกับเครื่องปั๊มภายนอกที่ใช้ในระหว่างการผ่าตัดหัวใจ เมื่อมีการพัฒนาครั้งแรก ปัญหาหลักคือเซลล์เม็ดเลือดแดงและส่วนประกอบอื่น ๆ ของเลือดได้รับความเสียหายจากปั๊มเหล่านี้

การพัฒนาที่ทันสมัยวัสดุสามารถนำไปสู่การสร้างหัวใจกลซึ่งสามารถเย็บเพื่อให้สามารถทำหน้าที่ของหัวใจชีวภาพที่ธรรมชาติมอบให้มนุษย์ได้อย่างสงบ

หากเราพูดถึงระบบที่นำเข้าโดยทั่วไปหัวใจที่นี่ไม่ใช่วัตถุที่สะดวกที่สุด การส่งเสริมการทดลองเกี่ยวกับเนื้อเยื่อตับหรือไตเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผลมากกว่า ตัวอย่างเช่น แถบตับสามารถอยู่รอดได้ด้วยตัวเองและงอกขึ้นมาใหม่ได้ง่าย การให้ตับส่วนใหม่แก่ผู้ที่เป็นโรคตับแข็งสามารถเริ่มสร้างใหม่และเติบโตได้ด้วยตัวเองเป็นการใช้พลังงานอย่างชาญฉลาดยิ่งขึ้น

ในอีก 5-10 ปีข้างหน้า จะเห็นได้ชัดว่าคุ้มค่ากับการใช้เวลาและความพยายามในการพัฒนาหัวใจดวงใหม่ หรือว่าจะง่ายกว่าในการจัดหาบุคคลที่มีหัวใจจักรกล ตัวอย่างของการใช้งานที่ประสบความสำเร็จซึ่งมีอยู่แล้ว ในขณะนี้

ปัญหาของทางเลือกหัวใจเทียมที่มีอยู่ก็คือ ในการทำงานเดียวกันนั้น พวกเขาจะต้องตี 100,000 ครั้งต่อวัน และ 35 ล้านครั้งต่อปี ดังนั้น หัวใจเทียมจึงเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว หากเรากำลังพูดถึงรถยนต์ปัญหาก็สามารถแก้ไขได้ง่าย - เปลี่ยนน้ำมันเครื่องและหัวเทียน แต่ในกรณีของหัวใจทุกอย่างไม่ง่ายเลย

ความพิเศษของอุปกรณ์ใหม่นี้ที่แพทย์จากสถาบันหัวใจเท็กซัสในฮูสตันใช้ก็คือ อุปกรณ์ดังกล่าวจะสูบฉีดเลือดอย่างต่อเนื่องและชีพจรของมนุษย์ก็สัมผัสได้ ช่วยควบคุมลิ่มเลือดและการตกเลือด และให้ทางเลือกมากขึ้นสำหรับผู้ที่มีภาวะหัวใจล้มเหลวขั้นรุนแรงซึ่งก่อนหน้านี้มีเพียงสองทางเลือก ได้แก่ หัวใจเทียมหรือการรอคอยการปลูกถ่ายอวัยวะเป็นเวลานาน อุปกรณ์ที่ได้เสนอทางเลือกที่สามสำหรับผู้ป่วยภาวะหัวใจล้มเหลวเฉียบพลัน

เพื่อประเมินความก้าวหน้าในการพัฒนาและการประยุกต์ใช้อวัยวะเทียม เรายังสามารถพิจารณาจากประสบการณ์ของนักวิทยาศาสตร์และแพทย์ชาวตะวันตก

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Case Western Reserve ประสบความสำเร็จในการสร้างปอดเทียมที่ใช้อากาศมากกว่าออกซิเจนบริสุทธิ์ ซึ่งต่างจากระบบอื่นที่คล้ายคลึงกัน อุปกรณ์จะคัดลอกอย่างสมบูรณ์ อวัยวะระบบทางเดินหายใจ- การออกแบบประกอบด้วยอะนาล็อกของหลอดเลือดที่ทำจากยางซิลิโคนระบายอากาศ เช่นเดียวกับภาชนะจริง พวกมันแตกแขนงและมีขนาดแตกต่างกัน โดยส่วนที่บางที่สุดจะมีความหนาประมาณหนึ่งในสี่ของเส้นผมมนุษย์

ศัลยแพทย์ที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยคาโรลินสกาในสตอกโฮล์มทำการผ่าตัดปลูกถ่ายหลอดลมสังเคราะห์ที่สร้างจากสเต็มเซลล์ของผู้ป่วยเป็นครั้งแรกของโลก เทคโนโลยีนี้ทำให้สามารถทำได้โดยไม่ต้องมีผู้บริจาคและหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่เนื้อเยื่อจะถูกปฏิเสธ และการผลิตอวัยวะค่อนข้างรวดเร็วและใช้เวลาตั้งแต่สองวันถึงหนึ่งสัปดาห์

เทคโนโลยีทางการแพทย์สมัยใหม่ทำให้สามารถทดแทนอวัยวะของมนุษย์ที่เป็นโรคทั้งหมดหรือบางส่วนได้ เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องขยายเสียงสำหรับผู้ที่หูหนวก และเลนส์ที่ทำจากพลาสติกชนิดพิเศษ เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนของการนำเทคโนโลยีมาใช้ในการแพทย์ อวัยวะเทียมชีวภาพที่ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายไฟขนาดเล็กที่ทำปฏิกิริยากับกระแสชีวภาพในร่างกายมนุษย์กำลังแพร่หลายมากขึ้นเช่นกัน

ในระหว่างการผ่าตัดที่ซับซ้อนในหัวใจ ปอด หรือไต ความช่วยเหลืออันล้ำค่าแก่แพทย์จะมอบให้โดย "เครื่องหัวใจและหลอดเลือด", "ปอดเทียม", "หัวใจเทียม", "ไตเทียม" ซึ่งทำหน้าที่ของอวัยวะที่ได้รับการผ่าตัดและ อนุญาตให้มีงานชั่วคราว

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

“เครื่องหัวใจและปอด” ก็ได้รับการออกแบบในลักษณะเดียวกัน ท่อของมันถูกเชื่อมต่อกับหลอดเลือดโดยการผ่าตัด

ความพยายามครั้งแรกที่จะแทนที่การทำงานของหัวใจด้วยอะนาล็อกเชิงกลเกิดขึ้นในปี 1812 อย่างไรก็ตาม ในบรรดาอุปกรณ์ที่ผลิตจำนวนมาก ยังไม่มีใครที่ทำให้แพทย์พึงพอใจได้อย่างสมบูรณ์

นักวิทยาศาสตร์และนักออกแบบในประเทศได้พัฒนาแบบจำลองจำนวนหนึ่งภายใต้ชื่อทั่วไปว่า "การค้นหา" นี่คือหัวใจเทียมแบบสี่ห้องที่มีโพรงแบบถุงที่ออกแบบมาสำหรับการฝังในตำแหน่งออร์โธโทปิก

แบบจำลองนี้แยกความแตกต่างระหว่างซีกซ้ายและขวา ซึ่งแต่ละซีกประกอบด้วยโพรงเทียมและเอเทรียมเทียม

ส่วนประกอบของช่องเทียม ได้แก่ ตัวเครื่อง ห้องทำงาน วาล์วทางเข้าและทางออก โครงสร้างกระเป๋าหน้าท้องทำจากยางซิลิโคนโดยวิธีซ้อนชั้น เมทริกซ์ถูกแช่อยู่ในโพลีเมอร์เหลว นำออกและทำให้แห้ง - และซ้ำแล้วซ้ำอีกจนกระทั่งเนื้อหัวใจหลายชั้นถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของเมทริกซ์

ห้องทำงานมีรูปร่างคล้ายกับลำตัว มันทำจากยางลาเท็กซ์ แล้วก็ทำจากซิลิโคน คุณลักษณะการออกแบบของห้องทำงานคือความหนาที่แตกต่างกันของผนังโดยแยกส่วนที่ใช้งานและไม่โต้ตอบ 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 ซึ่งเลือดของสัตว์ไหลผ่าน และล้างด้านนอกด้วยสารละลายไอโซโทนิกของโซเดียมคลอไรด์ อย่างไรก็ตาม คอลโลเดียนที่เจ. อาเบลใช้กลับกลายเป็นวัสดุที่ค่อนข้างเปราะบาง และต่อมาผู้เขียนคนอื่นๆ ได้ลองใช้วัสดุอื่นสำหรับการฟอกไต เช่น ลำไส้ของนก กระเพาะปัสสาวะของปลา เยื่อบุช่องท้องของน่อง กก และกระดาษ .

เพื่อป้องกันการแข็งตัวของเลือด จึงมีการใช้ฮิรูดิน ซึ่งเป็นโพลีเปปไทด์ที่มีอยู่ในการหลั่งของต่อมน้ำลายของปลิงที่เป็นยา การค้นพบทั้งสองนี้เป็นต้นแบบสำหรับการพัฒนาที่ตามมาทั้งหมดในด้านการทำความสะอาดภายนอกไต

ไม่ว่าจะมีการปรับปรุงในส่วนนี้อย่างไร หลักการก็ยังคงเหมือนเดิม ในรูปลักษณ์ใดๆ “ไตเทียม” รวมถึงองค์ประกอบต่อไปนี้: เยื่อกึ่งซึมผ่านได้ ที่ด้านหนึ่งซึ่งมีเลือดไหลเวียน และอีกด้านหนึ่ง - น้ำเกลือ- เพื่อป้องกันการแข็งตัวของเลือดจึงใช้ยาต้านการแข็งตัวของเลือด - ยาที่ลดการแข็งตัวของเลือด ในกรณีนี้ ความเข้มข้นของสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ไอออน ยูเรีย ครีเอตินีน กลูโคส และสารอื่นๆ ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำจะถูกทำให้เท่ากัน เมื่อความพรุนของเมมเบรนเพิ่มขึ้น จะเกิดการเคลื่อนที่ของสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่า หากเราเพิ่มแรงดันอุทกสถิตส่วนเกินจากเลือดหรือแรงดันลบจากน้ำยาซักผ้าในกระบวนการนี้กระบวนการถ่ายโอนจะมาพร้อมกับการเคลื่อนที่ของการถ่ายโอนมวลน้ำ - การพาความร้อน แรงดันออสโมติกยังสามารถใช้เพื่อถ่ายโอนน้ำโดยการเติมสารออกฤทธิ์ออสโมติกลงในสารฟอกขาว ส่วนใหญ่มักใช้กลูโคสเพื่อจุดประสงค์นี้ มักใช้ฟรุคโตสและน้ำตาลอื่น 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

เนื่องจากวัสดุที่กล่าวข้างต้นกลายมาเป็นพื้นฐานในการสร้างเยื่อกึ่งซึมผ่านได้เพียงเล็กน้อย การค้นหาวัสดุอื่นยังคงดำเนินต่อไป และในปี พ.ศ. 2481 กระดาษแก้วถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในการฟอกไตซึ่งในปีต่อ ๆ มา เวลานานยังคงเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตเยื่อกึ่งซึมผ่านได้

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

เป็นผลให้เกิดตัวฟอกสองประเภทหลักขึ้น ตัวฟอกแบบคอยล์ซึ่งใช้หลอดกระดาษแก้ว และตัวฟอกแบบระนาบขนานซึ่งใช้เมมเบรนแบบแบน

ในปี 1960 F. Kiil ได้ออกแบบเครื่องฟอกไตแบบระนาบขนานกับแผ่นโพลีโพรพีลีนที่ประสบความสำเร็จอย่างมาก และในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ตัวฟอกประเภทนี้และการดัดแปลงก็แพร่กระจายไปทั่วโลก สถานที่ชั้นนำในบรรดาตัวฟอกประเภทอื่นๆ ทั้งหมด

จากนั้น กระบวนการสร้างเครื่องฟอกไตที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและลดความซับซ้อนของเทคโนโลยีการฟอกไตได้รับการพัฒนาในสองทิศทางหลัก: การออกแบบตัวฟอกไตเอง โดยที่ตัวฟอกไตแบบใช้ครั้งเดียวจะเข้ามามีบทบาทสำคัญในที่สุด และการใช้วัสดุใหม่เป็นเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้

เครื่องฟอกคือหัวใจของ "ไตเทียม" ดังนั้นความพยายามหลักของนักเคมีและวิศวกรจึงมุ่งเป้าไปที่การปรับปรุงการเชื่อมโยงเฉพาะนี้ในระบบที่ซับซ้อนของอุปกรณ์โดยรวมมาโดยตลอด อย่างไรก็ตาม ความคิดทางเทคนิคไม่ได้ละเลยอุปกรณ์เช่นนี้

ในทศวรรษที่ 1960 แนวคิดนี้เกิดขึ้นจากการใช้สิ่งที่เรียกว่า ระบบส่วนกลางนั่นคืออุปกรณ์ "ไตเทียม" ซึ่งเตรียมสารฟอกจากความเข้มข้น - ส่วนผสมของเกลือซึ่งมีความเข้มข้นสูงกว่าความเข้มข้นในเลือดของผู้ป่วย 30-34 เท่า

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

ตอนแรกง่ายๆ น้ำประปาจากนั้นเนื่องจากการปนเปื้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากจุลินทรีย์พวกเขาจึงพยายามใช้น้ำกลั่น แต่กลับกลายเป็นว่ามีราคาแพงมากและไม่เกิดผล ปัญหาได้รับการแก้ไขอย่างรุนแรงหลังจากการสร้างระบบพิเศษสำหรับการเตรียมน้ำประปา ซึ่งรวมถึงตัวกรองสำหรับการทำน้ำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกเชิงกล เหล็กและออกไซด์ของน้ำ ซิลิคอนและองค์ประกอบอื่นๆ เรซินแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อกำจัดความกระด้างของน้ำ และการติดตั้งดังกล่าว - เรียกว่าออสโมซิสแบบรีเวิร์ส

มีการใช้ความพยายามอย่างมากในการปรับปรุงระบบการตรวจสอบอุปกรณ์ไตเทียม ดังนั้น นอกเหนือจากการตรวจสอบอุณหภูมิของสารฟอกขาวอย่างต่อเนื่องแล้ว พวกเขายังเริ่มตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีของสารฟอกขาวอย่างต่อเนื่องโดยใช้เซ็นเซอร์พิเศษ โดยมุ่งเน้นไปที่ค่าการนำไฟฟ้าโดยรวมของสารฟอกขาว ซึ่งเปลี่ยนแปลงเมื่อความเข้มข้นของเกลือลดลงและเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของเกลือที่เพิ่มขึ้น .

หลังจากนั้น เซ็นเซอร์วัดการไหลแบบคัดเลือกไอออนเริ่มถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ "ไตเทียม" ซึ่งจะตรวจสอบความเข้มข้นของไอออนอย่างต่อเนื่อง คอมพิวเตอร์ทำให้สามารถควบคุมกระบวนการได้โดยการนำองค์ประกอบที่ขาดหายไปจากคอนเทนเนอร์เพิ่มเติม หรือเปลี่ยนอัตราส่วนโดยใช้หลักการป้อนกลับ

ปริมาณของการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันระหว่างการฟอกไตไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับคุณภาพของเมมเบรนเท่านั้น ในทุกกรณี ปัจจัยชี้ขาดคือความดันของเมมเบรน ดังนั้นเซ็นเซอร์ความดันจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในจอภาพ: ระดับสุญญากาศในตัวฟอก ความดันที่ ทางเข้าและทางออกของตัวฟอก 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 แต่ยังครอบคลุมถึงข้อบกพร่องของดวงตาด้วย 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" ภาพเพื่อให้บุคคลนั้นสามารถมองเห็นบริเวณโดยรอบได้อย่างน้อยด้วยความช่วยเหลือของพื้นที่รอบนอกที่สงวนไว้

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

และสุดท้าย คำพูดสุดท้ายของวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันคือความพยายามใช้เทคโนโลยีไมโครสมัยใหม่เพื่อสร้างศูนย์กลางที่ละเอียดอ่อนใหม่บนเรตินาที่เสียหาย ขณะนี้การดำเนินการดังกล่าวกำลังดำเนินการในนอร์ธแคโรไลนาโดยศาสตราจารย์ Rost Propet และเพื่อนร่วมงานของเขา พวกเขาร่วมกับผู้เชี่ยวชาญของ NASA ได้สร้างตัวอย่างแรกของเรตินาแบบซับอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งได้รับการฝังเข้าไปในดวงตาโดยตรง

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