Важными направлениями помощи людям-пациентам является протезирование органов трансплантология и регенерация. Некоторые их возможности рассматриваются здесь
Протезирование органов — это медико-техническая дисциплина, которая занимается проектированием, изготовлением и применением протезов для восстановления утраченных форм и частично функций отдельных органов у больных и инвалидов.
Существуют:
– Эндопротезы — функциональные устройства, которые вживляют в организм.
– Экзопротезы — изделия, которые закрепляются снаружи и выполняют задачи потерянного органа.
– Эктопротезы — косметические протезы без функциональной нагрузки, которые также закрепляются снаружи.
Трансплантоло́гия — раздел медицины, изучающий проблемы трансплантации органов (в частности, почек, печени, сердца), а также перспективы создания искусственных органов.
Трансплантация органов - это медицинская процедура, при которой орган извлекается из одного тела (донора) и помещается в тело реципиента для замены поврежденного или отсутствующего органа.
Трансплантация – это операция по имплантации и замене в организме реципиента отсутствующих или необратимо поврежденных тканей, или органов (потерявших способности выполнять свои функции) с помощью неповрежденных, здоровых и физиологически правильно функционирующих тканей или органов, взятых у донора.
– Аутотрансплантация: донор и реципиент– это одно и то же лицо. Например, трансплантация кожи в случае сильных ожогов или трансплантация костного мозга после высокой дозы противоопухолевой химиотерапии.
– Изотрансплантация: донор и реципиент являются идентичными близнецами, что означает, что они генетически и иммунологически идентичны.
– Аллотрансплантация: донор и реципиент являются генетически и иммунологически неидентичными людьми. Этот вид трансплантации является наиболее распространенным.
– Ксенотрансплантация: донор – это организм другого биологического вида (животного).
В настоящее время возможна трансплантация следующих органов/тканей:
– почки;
– печени;
– сердца;
– поджелудочной железы;
– костного мозга;
– кожи;
– легких;
– роговицы.
История с трансплантацией кожи лица
Из Бразилии в США приехала семья Феннеров Кэрол и Тьяго. Переезд случился незадолго до рождения их первенца. Жили как все начинающие у знакомых, продавали сувениры. У Кэрол диабет, но она с мужем решила попытать счастья и родить ребенка. Но уже на ранней стадии беременности, пройдя УЗИ, стало известно, что лицо было как бы скрыто двойным слоем кожи. В марте 2019 родилась малышка с огромной «черной меткой» почто на все лицо.
Диагноз – меланоцитарный невус. Ребенка назвали Луной, ее надо было спасать. Ведь это бомба замедленного действия: в любой момент у дочки мог развиться рак. Обратились к медикам, но американские врачи не горели желанием браться за сложный случай. Кожа на лице ребенка была слишком тонкой, площадь поражения слишком большой.
В итоге выкатили заоблачный ценник, а у семьи девочки нет вообще никаких сбережений.
Но Феннеры не сдались. Чтобы сделать операцию по удалению «маски Бэтмена», они попросили помощи в своем блоге. Фотографии больного ребенка распространились по миру, люди стали отправлять деньги семье, покупать книги, игрушки, футболки и мягкие игрушки с лицом Луны.
К сожалению, нужной суммы не набиралось.
На помощь пришел российский бизнесмен. Он выделил 60 тысяч долларов (5 236 200 рублей), оставшись неизвестным (инкогнито). Пять лет назад Феннерам удалось сделать первый шаг в лечении – отвезти полугодовалую дочку в Краснодар, где местный онколог Павел Попов предложил им врачебную помощь. Одной операцией дело не обошлось. Но практически в несколько приемов родимое пятно удалось почти полностью удалить.
Избежать глубоких рубцов на лице сразу не удалось. Веки ребенка плохо смыкались и спать приходилось с полуоткрытыми глазами. На лбу из пересаженной кожи стали расти волосы. Понятно, что девочка, как и ее родители, хотят видеть ее красивой. Сейчас ей уже 6 лет. Феннеры люди небогатые, у них маленький бизнес, Тьяго по-английски не говорит и Кэрол занимается документами и общением с клиентами. На семейном совете решили продолжать лечение.
Новую операцию решили делать в Санкт-Петербурге. Кэрол общалась с пластическим хирургом из местной клиники, советовалась с ней. Там узнала о методе тканевой дермотензии. Врачи, по сути, выращивают на лице малышки новую, здоровую кожу, из которой и будут делать ребенку красивое личико. Такие операции проводят и в США, и в Израиле, но в нашей стране это гораздо дешевле – 40 тысяч долларов (3491200 руб).
В Санкт-Петербурге Феннеры оформили российскую карту. За неделю до операции на нее пожертвовали 120 тысяч рублей. Россияне с большой добротой к нам относятся, и мы благодарны за каждый рубль, – призналась Кэрол. Луну даже узнают. Перед операцией пошли в храм, там к нам подошел батюшка и благословил. Подарил дочке иконку, а она потом долго стояла на коленочках, разговаривала с богом.
Пластическая операция длилась более пяти часов, но все успешно удалось. Хирурги перекрыли новой кожей рубцы, сделали пластику. Через три дня Луну уже выписали. Когда все завершится, у Луны наконец-то будет гладкая кожа на лице. Какие-то рубцы останутся, но они будут уже не грубые, пигментированные, а тонкие, которые в дальнейшем можно будет подвергнуть лазерной шлифовке. Можно сказать счастливый конец.
Пересадка органа возможна не только от человека, но и выращенного в "пробирке", что сейчас возможно при использовании стволовых клеток. Краткие сведения о СК приведем ниже.
Cтволовые клетки (СК)
Стволовая клетка — это клетка-предшественник, из которой благодаря дальнейшей дифференцировке образуются зрелые клетки. Например, из одной кроветворной стволовой клетки может получится и лейкоцит, и эритроцит. У них разные функции и форма, но они имеют одного и того же предшественника.
Уникальность стволовых клеток состоит в способности самообновляться, образуя новые клетки. Свое название они получили из-за способности к ассиметричному делению, в результате которого одна клетка остаётся «материнской», то есть стволовой, а другая специализируется в зрелую клетку.
Стволовые клетки выступают «строительным материалом резерва» и призваны замещать утраченные или повреждённые клетки органов или крови. Термин "стволовая клетка" (СК) введен в 1908 г. А. А. Максимовым: отдельная группа клеток, обладающих способностью к самообновлению, пролиферации и дифференцировке в специализированные ткани.
Пренатальные (эмбриональные) СК:
1) Тотипотентные стволовые клетки (ТСК): клетки, формирующие целый организм и все известные типы клеток (около 300 типов). Истинной ТСК является оплодотворенная яйцеклетка, а в эмбриогенезе - клетки 2-8-клеточного бластомера, по некоторым данным - бластоцисты до размера 8-32 клетки (3-5 клеточных делений). Программа тотипотентности существует в ооците, зиготе и бластомерах.
2) плюрипотентные (до 11 дня после оплодотворения – гаструляция, период имплантации зародыша в стенку матки): клетки эмбриона и внезародышевых оболочек. Способны образовывать практически все известные типы тканей.
3) мультипотентные клетки (до 8 недели развития эмбриона включительно): способны дифференцироваться в целостный орган или несколько типов тканей. Мультипотентные стволовые клетки (МПСК) образуют многие, но не все линии клеток, обычно в пределах зародышевого листка.
Трансплантироваться человеку могут не только внутренние органы организма, но и части тела.
История с трансплантацией рук
После того, как в 2017 году Шрея Сидданагоудер перенесла 13-часовую операцию по трансплантации рук, выполненную командой из 20 хирургов и 16 анестезиологов, девушка полтора года была вынуждена посещать поддерживающую физиотерапию, которая помогла пациентке обрести контроль над пересаженными руками. По мере того, как когда-то принадлежавшие другому человеку руки и кисти постепенно становились своими, конечности Сидданагоудер начали видоизменяться, приобретая более стройную форму, чем она таковой являлась до и во время пересадки. Спустя время произошло еще одно неожиданное изменение: кожа на руках, в свое время принадлежавших темнокожему донору, стала гораздо светлее по цвету. Больше соответствуя изначальному оттенку кожи Сидданагоудер, чем 21-летнему молодому человеку, чьи руки, по воле случая, стали настоящим спасением для индийской девушки, пересаженные конечности Шреи поставили ученых в тупик.
Шрея Сидданагоудер - это не первый человек, которому пересадили чужие руки. Первым считается мальчик по имени Зион Харви, о котором можно почитать в специальном материале.
Пересадка головы человеку
Наиболее удивительной возможностью трансплантации органов и частей тела человека следует считать пересадку головы от одного человеческого организма другому. История подобных пересадок головы на животных имеет богатую практику, но до человека пока очередь не доходила. В то же время уже возникает очередь из людей, нуждающихся в такой пересадке. В России наиболее известен программист Валерий Спиридонов, который давно согласился на операцию.
Трансплантация головы — хирургическая операция, заключающаяся в пересадке головы одного организма на тело другого. Подразумевает обезглавливание и пациента, и донора.
Главная проблема для успешной операции не отсутствие врачей, которые взяли бы на себя смелость ее провести, а отсутствие нормальной технологии соединения фрагментов разрезанного спинного мозга. Поэтому пациенты после трансплантации теряют возможность управления мышцами чужого тела с помощью мозга. Явление называется квадриплегией.
В связи с этим пересадка головы необходима в первую очередь тем, кто уже страдает квадриплегией или чьи органы поражены настолько сильно, что требуют многократных операций. Почти завершена подготовка практической базы по операции пересадки головы человеку. Необходимость подобной операции для человека, чья нейромышечная или нервная система организма оказалась парализована или повреждена. Итальянский нейрохирург Серджио Канаверо настойчиво и весьма успешно работает в этом направлении. Предполагается пересадка головы больного пациента на здоровое тело неживого человека. Этот нейрохирург обещает воплотить в жизнь фантастический роман А. Беляева "Голова профессора Доуэля". За ним числится серьезный медицинский успех, удививший не только врачебную публику. В декабре 2008 года Серджио совершил настоящее чудо - вывел девушку из комы, в которой она пребывала пару лет. Жительница Турина попала в автомобильную аварию и впала в состояние комы. Благодаря хирургическому вмешательству, нейрохирурга С. Канаверо, она буквально вернулась с того света.
"Это первый случай в мировой практике, когда с помощью операции на мозге удалось добиться сознания у больного, пребывающего в состоянии искусственного поддержания жизнеспособности", - прославляли доктора коллеги в итальянской печати
Вера людей (в частности, врачей) в чудеса очень сильна. Удалось одно чудо, почему второе невозможно?
Кандидатов на подобную операцию даже искать не нужно. В России это программист Валерий Спиридонов, который согласился на операцию и ждет ее уже не один год.
Я понимаю, что риски сравнимы с первыми пилотируемыми полетами, с первыми полетами в космос, — говорил в интервью Валерий Спиридонов. — Меня успокаивает, что и Гагарин, и Армстронг — они вернулись, они внесли свой вклад в историю, они изменили человечество.
Трансплантация не единственная возможность помочь людям — пациентам. Имеются другие возможности: протезирование и регенерация человеческих органов и внешних и внутренних.
Протезы - искусственные «запчасти» могут заменять не только внешние, но и внутренние части тела. Никто не удивляется, например, замене части сосудов искусственными, или замене пришедших в негодность суставов на вполне функциональные и прочные конструкции из металла, керамики или полимеров. Для создания протезов используются достижения нескольких областей науки: над разработкой протезов вместе работают врачи, биологи, физики, материаловеды, специалисты IT, инженеры и механики.
Существуют три направления протезирования:
1. Анатомическое. Используется для восстановления формы утраченного органа и частично функции (протезы рук, ног, глаз, уха, носа, зубов).
2. Функциональное. Применяется для использования посторонних источников энергии и обеспечения функций конечности или органа (протезы руки с биоэлектрическим управлением, слуховые аппараты).
3. Лечебное. Направлено на временное ограничение функции органов (корсеты при сколиозах, ортопедические аппараты, ортопедическая обувь).
Некоторые технологии протезирования органов:
– Органы-на-чипе. Это небольшие пластинки с ячейками, которые заселяются клетками. Ячейки соединяются каналами, которые имитируют кровообращение и обмен тканевой жидкостью, то есть создают условия, приближенные к внутренней среде живого.
– 3D-печать. Современные 3D-биопринтеры умеют печатать клетки живого организма и внеклеточный матрикс — связующее вещество, которое обеспечивает механическую поддержку и передачу химических веществ от одной клетки к другой для их совместной работы.
– Органы на каркасе. В этом случае биоинженеры создают каркас из биоразрушаемого полимера, внедряют в него клетки, которые постепенно заполняют собой всё пространство.
Регенерация органов (частей тела)
Регенера́ция (лат. regeneratio – восстановление) — способность живых организмов со временем восстанавливать повреждённые ткани, а иногда и целые потерянные органы. Регенерацией также называется восстановление целого организма из его искусственно отделённого фрагмента (например, восстановление гидры из небольшого фрагмента тела или диссоциированных клеток). У протистов регенерация может проявляться в восстановлении утраченных органоидов или частей клетки.
Регенерация, происходящая в случае повреждения или утраты какого-нибудь органа или части организма, называется репаративной. Регенерацию в процессе нормальной жизнедеятельности организма, обычно не связанную с повреждением или утратой части организма, называют физиологической.
Репаративная регенерация
Репаративной называют регенерацию, происходящую после повреждения или утраты какой-либо части тела. Различают типичную и атипичную репаративную регенерацию.
При типичной регенерации утраченная часть замещается путём развития точно такой же части. Причиной утраты может быть внешнее воздействие (например, ампутация), или же животное намеренно отрывает часть своего тела (автотомия), как ящерица, обламывающая часть своего хвоста, спасаясь от врага.
При атипичной регенерации утраченная часть замещается структурой, отличающейся от первоначальной количественно или качественно. У регенерировавшей конечности головастика число пальцев может оказаться меньше исходного, а у креветки вместо ампутированного глаза может вырасти антенна (гетероморфоз).[1]
Физиологическая регенерация
В каждом организме на протяжении всей его жизни постоянно идут процессы восстановления и обновления. У человека, например, постоянно обновляется наружный слой кожи. Птицы периодически сбрасывают перья и отращивают новые, а млекопитающие сменяют шерстный покров. У листопадных деревьев листья ежегодно опадают и заменяются новыми.
Заключение
Забота о здоровье человека стимулирует развитие разных направлений оказания врачебной медицинской помощи в форме протезирования, трансплантации, регенерации всех видов. Это различные направления для обеспечения людям — пациентам приемлемых условий жизни.
Факты оказанной медицинской помощи людей далеких от медицины удивляют и восхищают, а специалистам открывают новые возможности. Использование стволовых клеток, например, обеспечивает выращивание не только органов, но и отдельных клеток. На выращенных в пробирке клетках мозга можно проводить исследование влияния разных фармацевтических средств и препаратов, что невозможно другим путем.
ЛИТЕРАТУРА
1. Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
2. Маевский Е. И. Искусственные органы Архивная копия от 1 июля 2022 на Wayback Machine
3. Барановский Д.С., Демченко А.Г., Оганесян Р.В., Лебедев Г.В., Берсенева Д.А., Балясин М.В., Паршин В.Д., Люндуп А.В. Получение бесклеточного матрикса хряща трахеи для тканеинженерных конструкций. Вестник Российской академии медицинских наук. 2017; 72(4): 254-260. DOI:10.15690/vramn723
4. Claudia Castillo: The pioneer's story. The Independent(United Kingdom) (19 ноября 2008). Дата обращения: 1 октября 2017. Архивировано 25 августа 2011 года.
5. Michael Kahn. Woman gets first trachea transplant without drugs. Reuters (18 ноября 2008). Дата обращения: 1 октября 2017. Архивировано 25 августа 2011 года.
6. Работающего в России известного хирурга коллеги обвинили в нарушении этических норм и дезинформации. Газета.Ru. Дата обращения: 30 сентября 2021. Архивировано 30 сентября 2021 года.
7. Macchiarini May Face Involuntary Manslaughter Charges (англ.). The Scientist Magazine®. Дата обращения: 30 сентября 2021. Архивировано 30 сентября 2021 года.
8. Проживший с донорским сердцем 31 год американец умер от рака. Медпортал, 11 августа 2009 г. Дата обращения: 24 января 2014. Архивировано 2 февраля 2014 года.
9. ↑ Дело о трансплантации органов в 20-й больнице Москвы передано в суд Архивная копия от 12 апреля 2019 на Wayback Machine (рус.)
10. В России впервые в мире провели успешную пересадку легких и печени ребенку. ТАСС. Дата обращения: 28 мая 2019. Архивировано 28 мая 2019 года.
11. topspb.tv. Врачи Петербурга впервые в России провели операцию по пересадке лица. https://topspb.tv.+Дата обращения: 29 мая 2019. Архивировано 29 мая 2019 года.
12. Перейти обратно:1 2 3 4 5 Пересадка органов. Дата обращения: 7 июля 2014. Архивировано 14 июля 2014 года.
13. Cyborg beast: a low-cost 3d-printed prosthetic hand for children with upper-limb differences / Zuniga J, Katsavelis D, Peck J, Stollberg J, Petrykowski M, Carson A, Fernandez C. // BMC Res Notes – 2015
14. Bionic Prostheses: The Emerging Alternative to Vascularised Composite Allotransplantation of the Limb / Amin KR, Fildes JE. // Front Surg. – 2022
15. Advances in Prosthetics and Rehabilitation of Individuals with Limb Loss / Keszler MS, Heckman JT, Kaufman GE, Morgenroth DC. // Phys Med Rehabil Clin N Am. – 2019
16. Sensory feedback in upper limb prosthetics / Antfolk C, D'Alonzo M, Rosén B, Lundborg G, Sebelius F, Cipriani C. // Expert Rev Med Devices – 2013
16. A Haptic Sleeve as a Method of Mechanotactile Feedback Restoration for Myoelectric Hand Prosthesis Users / Borkowska VR, McConnell A, Vijayakumar S, Stokes A, Roche AD. // Front Rehabil Sci. – 2022
17. 3D printing of conducting polymers / Yuk, H., Lu, B., Lin, S. e al. // Nat Commun – 2020
18. Direct control of a computer from the human central nervous system / P. R. Kennedy, R. A. E. Bakay, M. M. Moore, K. Adams and J. Goldwaithe // IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering – 2000.
19.https://www.gazeta.ru/science/2017/11/17_a_10990508.shtml?updated(17.11.2017 г).
20. https://www.gazeta.ru/science/2017/11/17_a_10990508.shtml?updated(17.11.2017г).
21. https://lenta.ru/articles/2016/09/26/head_off/(26.09.2016г).
22. http://science.spb.ru/allnews/item/4794-smi-italyanskij-khirurg-serdzhio-kanavero-zayavil-ob-uspeshnoj-peresadke-golovy-obezyane(21.01.2016 г).
23. https://www.infoniac.ru/news/5-trudnostei-s-kotorymi-pridetsya-stolknut-sya-pri-peresadke-golovy-cheloveka.html (29.04.2015)
24. https://naked-science.ru/search/node/пересадка%20головы
25. https://ru.wikipedia.org/wiki/Трансплантация_головы.
