
- •1 Кафедра системного анализа и управления в медицинских системах.
- •1 Тканевая инженерия
- •1.1 Классы биоматериалов
- •2 Искусственные органы
- •2.1 Искусственная матка
- •2.2 Искусственный кишечник
- •2.3 Искусственные кровеносные сосуды и капиллярные сети
- •2.4 Искусственные кости
- •2.5 Искусственная кожа
- •Материалы
- •2.6 Искусственная сетчатка
- •2.7 Искусственные зубы
- •2.8 Искусственное сердце и искусственные замены его частей
- •Замена клапанов, предсердий, желудочков.
- •Механические клапаны сердца
- •Искусственный желудочек сердца
- •2.9 Искусственные мышечные ткани
- •2.10 Искусственные органы дыхания
- •2.11 Искусственная печень
2 Искусственные органы
2.1 Искусственная матка
Стадия разработки: успешно созданные прототипы.
В настоящее время врачи завершают работу над созданием искусственных маток, в которых эмбрионы смогут развиваться вне материнского тела. Эта работа рассматривается, как настоящий прорыв в борьбе с бездетностью.
Ученым удалось создать прототип женского лона, полученный из клеток взятых из организма женщин. Эмбрионы успешно приживаются, прикрепляясь к стенкам лабораторных маток, и начинают активно развиваться. Однако, эксперименты пока прекращают на стадии нескольких дней роста эмбриона, поскольку эти опыты находится противоречии с законом об искусственном оплодотворении.
Работа доктора Лиу заключается в правильном отделении клеток, выстилающих женское лоно, и выращивании их в лабораторных условиях, используя гормоны и иные факторы роста. Вслед за этим доктор Лиу с коллегами выращивают целый покров этих клеток на остовах биоразрушаемых материалов, которые по форме полностью напоминают внутреннее строение женского лона. Клетки постепенно разрастаются, создавая ткань, а материал, послуживший им основой, саморазрушается под их воздействием. Затем в искусственно созданную ткань добавляют питательные вещества и гормоны, такие как эстроген. Наконец, берутся эмбрионы, оставшиеся от программ по искусственному осеменению и вводятся во внутрь выращенных маток. Эмбрионы прикрепляются к стенкам искусственного лона и начинают расти. Пока опыты прерывают на шестой день. Однако, в ближайшее время доктор Лиу планирует продолжить свой эксперимент, выращивая эмбрионы в течение 14 дней. Этот срок максимально разрешен законом для проведения абортов.
Несколько другую методику используют японские ученые из Токийского университета. Группа профессора Йосинори Кувабара извлекает матки у коз и помещает их в стерильные пластиковые емкости, заполненные амниотической жидкостью (околоплодными водами), в которой постоянно поддерживается температура тела. Исследователи поддерживают жизнеспособность козьей матки и выращивают ее в течение 10 дней, подавая в емкости питательные вещества. Опыты японской группы направлены на помощь тем женщинам, которые страдают от выкидышей или преждевременных родов, не имея возможности выносить плод положенный срок.
Вместе с тем, обе группы специалистов убеждены, что в искусственных матках можно выращивать зародыши все положенные девять месяцев. Ученые утверждают, что это станет возможным уже в ближайшие несколько лет. Искусственное выращивание детей даст возможность и однополым парам иметь своих собственных детей.
2.2 Искусственный кишечник
Стадия разработки: подготовка экспериментов на людях.
Заболевания и пороки развития тонкого кишечника, сопровождающиеся его значительным укорочением, приводят к тому, что пациенты вынуждены пожизненно получать специальные питательные смеси и парентеральные растворы. В таких случаях удлинение функциональной части тонкого кишечника – единственная возможность облегчить их состояние. Алгоритм изготовления графта сводится к следующему: на биодеградируемую мембрану наносятся клетки эпителиального происхождения и помещаются в сальник или брыжейку кишки для созревания. Спустя определенное время собственную кишку соединяют с графтом. Эксперименты на животных показали улучшение всасывающей активности, однако из-за отсутствия иннервации искусственная кишка не обладает способностью к перистальтике и регуляции секреторной активности.
Американские ученые создали альтернативу донорскому кишечнику. Искусственный орган состоит из коллагена – недорогого синтетического материала, и воспроизводит мельчайшие ворсинки человеческого кишечника. Пока что специалисты Корнеллского университета под руководством Джона Марча тестируют миниатюрную модель этого органа. Если изобретение докажет свою эффективность, сделать полноценный кишечник из коллагена ученые обещают через 3 года. Он также должен будет пройти испытания, после чего, опять-таки в лучшем случае, его запустят в массовое производство. Искусственный кишечник вернет полноценную жизнь больным синдромом короткой кишки. С этим заболеванием в мире ежегодно рождаются более 25 000 детей. Единственный метод лечения, доступный им на данный момент – пересадка донорских органов, но по статистике инородный кишечник отторгается в 40% случаев. Кроме того, среди детей, перенесших эту операцию, очень высок уровень смертности из-за инфекционных заболеваний, так как после пересадки кишечника врачи вынуждены давать им лекарства для подавления иммунной системы.