Біологічні
науки/11. Биоинженерия
Лаврик
Д. В., Мандретова А. А., Маренич Е. П., Россихин В.В.
Национальный технический университет «Харьковский
политехнический институт», Харьков
ДОСТИЖЕНИЯ В ВЫРАЩИВАНИИ ОРГАНОВ И ПРОГНОЗНЫЕ ОЦЕНКИ
Многие болезни, в том числе, угрожающие жизни
человека, связаны с нарушениями в деятельности конкретного органа (например,
почечная недостаточность, сердечная недостаточность, сахарный диабет и др.).
Далеко не во всех случаях эти нарушения можно исправить с помощью традиционных
фармакологических или хирургических воздействий. Существует ряд альтернативных
способов того, как восстановить функции органов пациентам в случае серьёзного
поражения:
1) Стимуляция процессов регенерации в
организме. Кроме фармакологических воздействий в практике применяется процедура
введения в организм стволовых клеток, которые имеют способность к превращению в
полноценные функциональные клетки организма. Уже получены положительные
результаты при лечении с помощью стволовых клеток самых разных заболеваний, в
том числе, наиболее распространенных в обществе заболеваний, таких, как
инфаркты, инсульты, нейродегенеративные заболевания, диабет и другие. Однако
ясно, что такой способ лечения применим лишь для устранения относительно
небольших повреждений органов.
2) Восполнение функций органов с помощью
аппаратов не биологического происхождения. Это могут быть крупных размеров
аппараты, к которым больные подключаются на определенное время (например,
аппараты для гемодиализа при почечной недостаточности). Также имеются модели
носимых устройств, или устройств, имплантируемых внутрь организма (существуют
варианты сделать это, оставив собственный орган пациента, однако, иногда его
удаляют, и аппарат полностью берёт на себя его функции, как в случае
использования искусственного сердца AbioCor). Подобные приспособления в ряде
случаев используют на время ожидания появления необходимого донорского органа.
Пока не биологические аналоги значительно уступают по совершенству естественным
органам.
3) Использование донорских органов. Донорские
органы, пересаживаемые от одного человека к другому, уже широко и порою успешно
применяются в клинической практике. Однако это направление сталкивается с рядом
проблем, таких, как серьёзный дефицит донорских органов, проблема реакции отторжения
чужого органа иммунной системой и др. Уже были попытки пересаживать человеку
органы животных (это называется ксенотрансплантацией), но пока успехи в
применении такого способа скромные и в регулярную практику он не внедрён.
Однако ведутся исследования с целью повысить эффективность ксенотрансплантации,
например, посредством генетической модификации.
4) Выращивание органов. Органы могут
выращиваться искусственно как в теле человека, так и вне организма. В ряде
случаев имеется возможность выращивать орган из клеток того человека, которому
его собираются трансплантировать. Разработан ряд методов выращивания
биологических органов, например, с помощью специальных приборов, работающих по
принципу 3D принтера. К рассматриваемому направлению можно отнести предложение
о возможности выращивания, для замены повреждённого тела человека с
сохранившимся мозгом, самостоятельно развивающегося организма, клона -
“растения” (с отключенной способностью мыслить).
Среди перечисленных четырёх вариантов решения
проблемы недостаточности функций органов именно их выращивание может быть
наиболее естественным для организма способом восстановления при крупных
повреждениях. В настоящее время существующие достижениях в выращивании
биологических органов следующие.
Так, успешно в лабораторных условиях выращиваются следующие ткани, что
позволяет перейти от инженерного этапа к клиническому: 1. Кожа (комбустиология, пластическая
хирургия); 2. Кости (травматология, ортопедия); 3.Зубы (экспериментальная стоматология); 4. Хрящи (ортопедия, пластическое
восстановление хряща уха, части черепной коробки); 5. Сосуды (экспериментальная ангиология венозных и
артериальных сосудов) 6. Мышцы (пластическое
лечение глубоких ран); 7. Кровь (гематология); 8. Костный мозг (экспериментальная онкогематология,
радиология)
В плане выращивания сложных органов: 1. Мочевой пузырь (уроонкология). 2. Трахея (ЛОР, комбустиология) 3. Почки (экспериментальная
ветеринарная трансплантология). 4.
Печень (экспериментальная гепатология). 5. Сердце (экспериментальная хирургия сердца). 6. Кишечник; поджелудочная
железа; тимус; предстательная
железа; яичник; пенис, уретра; глаза,
роговица, сетчатка; нервные ткани(лабораторно-экспериментальные
работы).