Искусственные органы постепенно заменят настоящие

Быстрое развитие медицинских технологий и все более активное использование в них последних достижений смежных наук позволяют сегодня решать такие задачи, которые еще несколько лет назад казались невыполнимыми. В том числе – и в области создания искусственных органов, способных все более успешно заменять свои природные прототипы.
Причем самое удивительное в этом то, что подобные факты, еще несколько лет назад способные стать основой для сценария очередного голливудского блокбастера, сегодня привлекают внимание публики всего на несколько дней. Вывод вполне очевиден: не за горами тот день, когда даже самые фантастичные идеи относительно возможностей замены природных органов и систем их искусственными аналогами перестанут быть некой абстрацией. А значит, однажды могут появиться и люди, у которых подобных имплантов окажется больше, чем собственных частей тела…

Сменить руку? Не вопрос!..

В конце октября этого года все мировые информационные агентства растиражировали сообщения об уникальной операции, осуществленной совместно итальянскими и шведскими хирургами. 22-летнему барабанщику Робину Экенштаму, потерявшему руку в результате лечения онкологического заболевания, пересадили электронный протез. Он представлял собой сложнейшее устройство, оснащенное десятками датчиков, благодаря которым оказался способен получать нервные импульсы и передавать ощущения в мозг. Принятые команды преобразуются в движения конечности при помощи нескольких моторчиков.

Операция стала возможной благодаря существованию экспериментальной программы Smarthand.
Механический протез был соединен с нервными окончаниями в плече. Благодаря этому пациент получил новую конечность, способную ощущать даже самые легкие прикосновения и производить в ответ тонкие операции. “Я чувствую руку, чувствую те мышцы, которые годами не ощущал. Если я пытаюсь что-то сжать в руке, то ощущаю предмет кончиками пальцев. Это фантастическое и очень странное ощущение”, – рассказал Экенштам.

Работа с Робином Экенштамом стала только первым опытом в этой европейской программе. В дальнейшем специалисты из Италии и Швеции планируют использовать в проекте достижения нанотехнологий, которые позволят уменьшить в диаметре все провода внутри искусственных конечностей, сделать менее заметными моторчики, одновременно повысив до максимума чувствительность датчиков.
Операция стала одной из самых дорогих в истории: она обошлась в 2 миллиона евро…

Глаз «Терминатора»

По меньшей мере, 10 миллионов человек во всём мире слепы из-за повреждённых или больных роговых оболочек глаза. Единственный способ помочь этим людям – пересадка роговицы от мёртвого человека. Но это, увы, не самый надёжный путь излечения. Теперь у таких операций появилась альтернатива.

Примерно 20% пересаженных от мёртвых доноров роговиц отторгаются реципиентами. Эту проблему могли бы решить искусственные роговицы, да только их создание оказалось задачей едва ли не более сложной, чем создание искусственного хрусталика. Потому разработка учёных Стэнфордского университета (США), первые сообщения о которой появились около трех лет назад, можно смело назвать переворотом в данной области.
Специалисты по инженерной химии и медики разработали искусственную роговицу, отличающуюся от всех прежних попыток создания таких материалов уникальными параметрами: как оптическими, так и биологическими.
Стоит отметить, что над искусственной роговицей работают независимо несколько групп в разных странах. Более того, есть даже образцы, уже применяющиеся в медицине. Однако используют их в самых крайних случаях: как последнюю надежду, только тогда, когда отторжена роговица донорская. Авторы же новой разработки надеются, что их творение заменит трансплантацию роговиц от трупов практически полностью.
Столь крупное достижение стало возможным благодаря междисциплинарному подходу — исследования трёх учёных соединили вместе химию, нанотехнологию, биологию и медицину. Они создали необычный материал, получивший название Duoptix. Это гидрогель сложного состава, в котором доля воды может достигать 80%, что идентично содержанию воды в человеческих тканях.
В гидрогеле есть твёрдая фаза, и здесь это — спроектированная трёхмерная сеть сложной формы. Причём авторы сплели в искусственной роговице два разных материала.
Один из них — полиэтиленгликоль. Он сопротивляется накоплению поверхностных белков и воспалению ткани. Второй — полиакриловая кислота, которую авторы сравнивают с впитывающим воду материалом в подгузниках.
Двойная структура полимерной роговицы придумана очень изящно. Центральный диск — чист и прозрачен. А окружающий его “гравированный” круг насыщен мельчайшими порами, приманивающими живые клетки из тканей, окружающих имплантат.
Прибывающие клетки охотно размножаются и вырабатывают коллаген, надёжно соединяющий вживлённую искусственную роговицу с глазным яблоком пациента. А снаружи на диске роговицы вырастает тончайший слой прозрачных клеток эпителия.
Первые стадии испытаний на животных завершились успешно: в течение 8 недель не наблюдалось никаких осложнений или случаев отторжения. Причем было отмечено, что искусственную роговицу можно сделать идеально выверенной формы, и работает она почти сразу. В то время как после операции по трансплантации донорской роговицы восстановление зрения занимает от полугода до года.
В том же Стэнфордском университете в Лаборатории биомедицинской физики и офтальмологических технологий под руководством д-ра Дэниэла Паланкера создала оригинальный биоэлектронный протез сетчатки высокого разрешения (или “Бионический глаз”), обладающий целым рядом преимуществ перед предыдущими проектами лечения слепоты, вызванной отмиранием клеток сетчатки.
На протяжении нескольких лет авторы проекта имплантировали устройство крысам, а недавно перешли к опытам на свиньях. Не исключено, что в обозримой перспективе может быть получено и разрешение на использование этой разработки уже у людей.

Российские ученые разработали “вспомогательное сердце”

Ученые НИИ трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И.Шумакова разработали первое российское “вспомогательное сердце” – помещаемый в грудную клетку пациента насос, который берет на себя часть функций больного сердца.
Новое миниатюрное устройство размером с ладонь ребенка радикально отличается от своих предшественников с внешним приводом, к которым пациент был постоянно прикован. С полностью имплантируемым “помощником” можно жить нормальной жизнью, достигнув компенсации заболевания или ожидая пересадки сердца.

Прибор забирает часть крови из левого желудочка (наиболее нагруженного отдела сердца) и перекачивает ее непосредственно в аорту, тем самым выполняя часть работы больного органа.

Как рассказывал в интервью одному из центральных телеканалов директор института, член-корреспондент РАМН, профессор С.В. Готье, первая экспериментальная имплантация устройства животному прошла успешно. Теленок прожил с дополнительным искусственным сердцем шесть дней, после чего оно было отключено.
Сейчас животное продолжает жить со своим сердцем, а разработчики ведут наблюдение за его состоянием. Оценивается реакция организма на прибор и риск развития послеимплантационных инфекционных осложнений.
По словам профессора Готье, ожидается, что первый пациент сможет получить “вспомогательное сердце” уже через год, после дополнительных экспериментов на животных. Основными реципиентами устройства станут больные кардиомиопатией, ожидающие пересадки сердца.
Стоимость нового прибора, по оценкам разработчиков, составит около полутора миллионов рублей, что более чем в четыре раза дешевле немецких аналогов.

Любые пальцы на выбор

Британская компания Touch Bionics, специализирующаяся на разработке высокотехнологичных протезов, выпустила в продажу устройство ProDigits. Бионические пальцы протеза способны совершать тонкие, точные и разнообразные движения, максимально воспроизводящие функции пальцев человеческой руки.
Как сообщается в пресс-релизе компании, в настоящее время ProDigits успешно используется несколькими пациентами, у которых пальцы отсутствуют вследствие врожденных дефектов, травм, ампутаций и так далее. Впервые за долгие годы испытатели ProDigist получили возможность пользоваться авторучкой, ножницами, печатать на клавиатуре, и даже играть в компьютерные игры.
Управление бионическим протезом может осуществляться двумя способами. Для больных, у которых сохранился хотя бы один функционирующий палец, управление осуществляется посредством нажатий на расположенный на ладони пульт управления. Если такой возможности нет, команды могут восприниматься сенсорами, считывающими электрическую активность мышц ладони или предплечья.
Ориентировочная стоимость одного протеза ProDigits составляет от 35 до 45 тысяч фунтов стерлингов (38,6 – 49,6 тысяч долларов). По оценкам компании, потенциальными приобретателями прибора являются более 50 тысяч жителей стран Евросоюза и более 1,2 миллионов людей во всем мире.

Британцу установили электробионический анус

Анальный сфинктер на электрическом управлении взамен утраченного был установлен жителю Великобритании, сообщает ABC News.

В 2007 году 55-летний житель Южного Йоркшира Гед Галвин попал в аварию. У него были сломаны запястья, раздроблена нога, отслоилась сетчатка.Кроме того, из-за перелома таза у Галвина были повреждены мышцы кишечника, контролирующие акт дефекации. В связи с этим повреждением пациенту сначала выполнили традиционную операцию колостомии: отверстие кишечника было выведено на брюшную стенку, где закрепляется полиэтиленовый пакет-калоприемник. Однако Галвин был очень недоволен этим устройством. «Я не хотел признаваться людям, что у меня есть этот пакет», – рассказал он в интервью.
Дважды хирурги пытались восстановить у Галвина работу сфинктера прямой кишки, однако операции не удались.
В конце концов, пациент был направлен к специалисту по нарушениям работы кишечника, хирургу Норману Уильямсу, работающему в Королевском госпитале Лондона. Уильямс является автором технологии создания нового сфинктера из тонкой мышцы бедра (m. gracilis) на электрическом управлении.

Тонкая мышца бедра идет от колена до паха по внутренней стороне ноги. В ходе операции ее выделяют и обёртывают вокруг прямой кишки — там, где должен находиться сфинктер. Для управления этой мышцей используется небольшое электрическое устройство, наподобие водителя сердечного ритма, имплантируемого кардиологическим больным.
Теперь для того, чтобы совершить дефекацию, Галвину достаточно просто нажать на кнопку…