На 14 февруари 1911 година е роден лекарят и изобретател Вилхем Колф. В историята на медицината остава като първият човек използвал изкуствен бъбрек – хемодиализа.
Днес хемодиализа се прилага повсеместно и помага за увеличаване на продължителността на живота на болните с тежки бъбречни заболявания.
Но изкуственият бъбрек може само временно да замести функциите на отказващия орган и не отменя нуждата от трансплантация.
Подобна ситуация се наблюдава и в други области, например, механичните сърдечни клапани, които изискват периодична смяна.
Съвременната медицина се опитва да разреши този проблем и да създаде органи, които напълно да заместват болните и да остават за цял живот.
Създаване на изкуствени органи - нови разработки и решения
Как се прави изкуствен орган
За да функционира напълно изкуственият орган в човешкото тяло, трябва да е абсолютно идентичен на естествения.
Всъщност е необходимо да се образува от клетки, а не да се прави от изкуствени материали. На практика всички човешки органи се състоят от 3 компонента – матрикс /колагенова матрица/, няколко типа клетки, отговарящи за функциите на органа, и мрежа от кръвоносни съдове.
Биоинженерите днес работят по 2 направления за създаване на такива структури:
- На изкуствена матрица от полимери се култивират клетки, които постепенно се делят, разяждат го и се превръщат в жива тъкан със зададена форма.
- Биопринтери, на които органът се разпечатва слой по слой – на тях е проблемно създаването на сложни биологични структури, например, тъкани на сърцето, клетки, които трябва правилно да реагират на импулси, като осигуряват синхронно съкращение. Най-простите варианти като кожа и хрущяли, активно се печатат вече няколко години от търговски компании.
Още един вариант за създаване на орган е възпроизвеждането му от ембрионално развитие.
Методът се базира на факта, че всеки човешки орган претърпява множество преобразувания, преди да придобие крайната си форма.
Това направление е с много перспективно, но разработките са в съвсем начална фаза. Изследователите успяват да осигуряват изминаване само на няколко първи стадии на развитие.
Биоинженерите създават 2 типа структури – органи и органоиди. Органоидите – това са малки обекти, фрагменти, които не повтарят формата на органа, но изпълняват част от неговите функции.
Разбира се, те не са подходящи за трансплантация, но за сметка на това играят важна роля от научна гледна точка. На тях се тестват лекарства, изучава се човешкото тяло, провеждат се различни експерименти.
Един от вариантите на органоиди е „орган на чип” – пластина с колонии от специализирани клетки от един или друг орган.
Хрущяли
Хрущялът е една от най-простите тъкани за изкуствено пресъздаване, тъй като е на практика е лишен от кръвоносни съдове. Възпроизвеждането на мрежа от кръвоносни съдове е сред най-сериозните предизвикателства за биоинженерите.
Едни от първите, които опитват да направят функционираща хрущялна тъкан, са учени от университета Бристол, които през 2006 г. успешно възстановяват хрущялите на коленни стави.
Днес с помощта на изкуствени тъкани може да се възстанови носната преграда и ушната мида.
Кожа
С изкуствената кожа нещата изглеждат още по-добре – днес има няколко търговски марки, под които се произвежда така.
Най-простият вид изкуствена кожа изглежда като обикновена матрица, която се поставя на увредения участък и постепенно зараства с клетките на реципиента.
Това позволява бързо да се лекуват увреждания и да не останат белези. По-сложните материали не съдържат само матрикс, но и живи клетки.
Тези варианти се използват за лечение и за изследвания. Козметичните компании ги използват за тестове на собствени средства.
Днес изкуствената кожа е първият орган, получил одобрение от американската организация FDA.
Пикочен мехур и пикочно-полова система
Доста отдавна бе създаден изкуствен пикочен мехур от дебелото черво. Повечето операции днес предполагат такава реконструкция.
Но този вариант има редица недостатъци, основният от които е различна функция на стената на червата и на пикочния мехур. Ако първият може да абсорбира хранителни вещества, то вторият може само да задържа течности.
Биологичният заместител се създава на матрица с анатомична форма. Първите експерименти с такива органи са от 1999 г. По-късно са създадени и успешно трансплантирани изкуствено влагалище и пикочен канал.
