книги хакеры / журнал хакер / 099_Optimized

Правда, в последнее время в медицинских

лородное голодание, а затем последовательно

мые функции. Например, выработку инсулина.

кругах появляются сообщения о составах на

отказывают легкие, печень и другие органы…

Биореакторы из живых клеток скоро снимут

основе наночастиц и стволовых клеток, способ-

Естественно, трудно представить себе жизнь с

больным диабетом необходимость делать еже-

ных «включать» регенерацию нервной ткани.

необходимостью каждый день по 3 часа «лежать

дневные инъекции.

Возможно, в недалеком будущем восстановле-

под почкой». Тем более что диализная машина

Немного проще дело обстоит с ногами и руками.

ние разорванных нервных окончаний станет

(так еще называют этот агрегат) вытягивает вла-

Разработать биомеханический протез сегодня

реальностью, и тогда до пересадки головы

гу из организма, из-за чего больные начинают

можно, но это обойдется в копеечку. Пока су-

останется один шаг…

в буквальном смысле сохнуть. Но если такую

ществуют только прототипы механических рук.

махину уменьшить до приемлемых размеров

Чтобыихсоздать,инженерамиврачампотребо-

CyberАйболит

5х7х4 сантиметра, то можно было бы хоть как-то

валосьоколо20лет,втечениекоторыхонисмогли

Если с чужими органами возникают проблемы,

облегчить жизнь больным.

добитьсяминиатюризациидвигателейиэлемен-

то почему бы не сделать для человека запчасти?

В связи с этим врачи-экспериментаторы

товпитания,находящихсявнутрипротеза.

Органы из пластика, металла или стекла? Они

предложили биосинтетический гибрид этого

Протез содержит 2 микродвигателя и управля-

не вызывали бы отторжения и в то же время

жизненно важного органа. Как ни крути, но

ется сигналами, поступающими из мозга паци-

работали бы как часы, не старея и не болея.

благодаря биосинтетической почке выжи-

ента в предплечье и далее, через вживляемые

Ты, наверняка, понимаешь, что пока мы нахо-

ли шестеро из десяти пациентов, шансы на

электроды к протезу. При помощи протеза паци-

димся на таком уровне развития техники, что

жизнь которых врачи оценивали в 10-20%.

енты могут совершать самые разные операции:

не можем сделать 100%-но работоспособную

Биосинтетическая почка представляет собой

«механическую» замену глаза или, скажем,

пластиковый картридж, внутри которого в 4

желудка. Но органы, функции которых попроще,

тысячах пластиковых волокон располагается 1

можно заменить тоже несложными аналогами.

миллиард живых почечных клеток.

Взять, к примеру, мочевой пузырь — его

Фактическиэтовполнеработоспособнаяпочка,

заменители теперь можно встретить доволь-

простоупакованнаявпластиковуюкоробку.

но часто. Пока это обычные полиэтиленовые

Придумалитакойгибридвсетежедоктораиз

пакеты с трубками, которые находятся снаружи,

Бостонскойдетскойбольницы.Поихмнению,

но ученые уже могут искусственно выращивать

альтернативойбольшимпочечныммашинам

«новые» органы. Так, 2 года назад в Бостонской

являютсянатуральныеклеткипочек,которые

детской больнице ученые провели пересадку

мгновеннореагируютнаизмененияворганизме.

мочевых пузырей шести собакам, и те не только

Сейчас разработкой биосинтетической почки

нормально прижились у животных, но и функци-

занимается компания Nephros Therapeutics,

онируют как положено.

созданная выходцами из Мичиганского уни-

Выращенныеглаза

Длясозданиязаменымочевогопузыряученым

верситета. Сотрудники компании полагают, что

В ходе эксперимента группа ученых, возглав-

пришлосьсначалавзятьобразецклетокиз

окончательный вариант такого устройство будет

ляемая профессором биологии Токийского

«естественного»органасобаки,затемкульти-

готов уже через 3 года.

университета Макото Асашимо, вырастила

вироватьмышечныеиэпителиальныеклеткина

Конечно,главныйвопрос,стоящийперед

глазное яблоко из недифференцированных

специальныхсредах.Грубоговоря,ученыевы-

учеными,—откудабратьживыеклеткипочек

эмбриональных клеток лягушки и вживила

растили«ковер»изклеток,азатемпридалиему

длябиосинтетическихорганов.То,чтосейчас

их в глазную полость головастика, у которого

нужнуюформуспомощьюполимерныхшариков.

используютврачи,—этонедозрелыеклетки,

предварительно удалили левый глаз. Через

Конечно, ткань мочевого пузыря достаточно

полученныеиздонорскихорганов,которые

неделю после операции симптомы оттор-

проста — в ней всего 2 слоя. Поэтому этот орган

былипризнанынепригоднымидляпересадки.

жения отсутствовали, а анализ показал, что

был выращен в первую очередь. Сложнее дела

Длятогочтобыклеткиформироваливпластике

новый глаз полноценно интегрировался в

обстоят с органами, которым нужно выполнять

целыйорган,ученыеприменяютспециальные

нервную систему и способен передавать

какие-либо жизненно важные функции. Причем

пластиковыеволокна,вкоторыхэтинезрелые

нервные импульсы.

выполнять активно, а не пассивно, как это дела-

клеткирастутиразмножаются,образуявитоге

Профессор Асашимо тогда утверждал, что

ет тот же мочевой пузырь.

специальныеканальцы,каквнатуральной

аналогичным образом возможно создание

Например, обычная искусственная почка — это

почке.Пластиковыеволокназащищаютэти

любого органа — кожи, мышечных тканей,

агрегат размером со шкаф со сложной системой

клеткиотиммунногосопротивлениясостороны

органов слуха. Эта медицинская технология

циркуляции жидкости в ней. Отказ почек у вра-

белыхкровяныхтелец.Такимитируетсяработа

открывает новую эру для людей с ограни-

чей называется «спиралью смерти», потому что

настоящихпочек.

ченными возможностями, страдающих от

без подсоединения этого девайса у пациента до

Первое испытание биосинтетической почки

несовершенства современных протезов и

могилы остается неделя, максимум две. Каждый

было проведено 15 мая 2001 года.

отторжения трансплантированных органов.

день больные с нарушенными функциями почек

Кроме работы над почками, Nephros

Первые аналоги ушей и глаз были выращены

на 3-4 часа «ложатся» под искусственную почку.

Therapeutics занимается заменой печени.

в пробирке, и вот теперь один искусственный

Если этого не делать, токсины попадают в кровь

В отличие от других органов, важнейшие

глаз заработал.

и начинается воспаление. Через день-два оно

функции печени воспроизвести в «машинном»

Государственная поддержка программы оце-

распространяется по кровеносной системе.

исполнении пока невозможно. Однако реально

нивается ни много ни мало в $22 миллиона.

Кровяное давление падает, начинается кис-

повторить отдельные ее жизненно необходи-

xàêåð 03 /99/ 07

/ 049

С самого начала «клонической революции»

особенно хитрые хирурги предложили выра-

щивать нужные органы или даже использовать

клонов, идентичных по генотипу, в качестве

«запчастей». Но тут вылез вопрос морали. Если

с клонами животных еще можно смириться, то

как смириться с твоей копией, которая, по сути

дела, такой же человек, как ты, но существует

Сегодняоперацияпопересадкелица—почтиобычнаявещь

только в качестве «запчастей»? Ладно, если бы

клоны были умственно отсталыми или абсолют-

открывать дверь, держать книгу, переворачи-

управлением.Первыйпассивныйбиомеха-

но не имели личности. Так ведь нет! Это точно

вать страницу, держать пакет с чипсами.

ническийпротезC-Leg®былсозданв1999

такой же организм. Можно, конечно, искус-

АвотпроекткомпанииVicthomBionics,вслучае

годуиполучилсамоеширокоеприменениев

ственно затормозить процесс формирования

удачногозавершения,станетнастоящей

протезировании.

мозга, но тогда клон не будет жить и, естествен-

революциейвобластибиомеханикиипротезной

Ноу-хаупроекта—системауправленияSound-

но, не даст тех нужных для пересадки органов.

техники.PowerKnee™—именнотакназывается

SideSensory-Control(SSSC),котораяреализует

Медицинское простое решение проблемы

прототип,которыйявляетсяпервымактивным

кинетикуикинематикудвижениявсоответствии

отторжения наткнулось не только на стену

протезомногисмикропроцессорным

сбиомеханическимипроцессамичеловека.

моральных ограничений. Оказалось, это еще и

Интеллектуальноеуправлениепозволяетзначи-

трудно сделать!

тельноуменьшитьрасходэнергииприподъеме

Выращивание химерных животных с тканями и

полестницеилиходьбенабольшиерасстояния.

органами, пригодными для пересадки челове-

СистемаPowerKnee™собираетинформацию

ку, не лучший путь для трансплантации. Такие

отраекторииидинамическиххарактеристиках

работы, конечно, имеют определенную научную

ходьбычеловека,измеряясилы,моментыиуглы

ценность, и менее аморальны, чем средневе-

суставов.Высокаячастотаизмерения(до1350

ковые попытки переливания человеку крови

развсекунду)даетвозможностьдостижения

животных или нынешнее использование для

полногосимбиозапротезаичеловека.Тыне

трансплантации органов, полученных у чело-

поверишь,ноPowerKnee™ненужно«подклю-

веческих трупов (пересадка органов от живых

чать»кнервнойсистеме!Благодарядатчикам

людей, даже небезвозмездная, не вызывает

онидеально«вживается»вбиомеханикутела.

отторжения сразу).

Биомеханические и электронные протезы дру-

В соответствии с законами природы, клон

гих органов сделать труднее, поэтому не стоит

кого бы то ни было (в том числе и тебя) будет

ждать от инженеров чудес в ближайшие годы.

полноценным человеческим младенцем. Под

Пока они не могут на 100% повторить результа-

влиянием факторов внешней среды твой клон

ты матушки Природы.

будет отличаться от тебя внешним видом (пер-

Искусственнаякровь

вая клонированная кошка по кличке Копирка и

Шведские ученые из института Karolinska

Клонирование,

исходная особь похожи не больше, чем родные

впервые успешно использовали искусствен-

печатаниеивыращивание

сестры). И его личность будет формироваться в

ную кровь. В отличие от настоящей крови,

Как ты понял, хирурги не просто так до сих пор

совершенно других условиях. А о переносе ин-

имеющей срок годности всего 42 дня, поро-

пересаживают «обычные» органы. Ученые, ко-

формации (личности, памяти, души) в нейроны

шок на ее основе может храниться в течение

нечно, стараются, но все же не могут полностью

клона сейчас могут рассуждать только фантасты

нескольких лет. Когда необходимо, порошок

воспроизвести все функции жизненно важных

или сниматься голливудские фильмы.

искусственной крови приобретает жидкую

комочков плоти «в железе».

Теоретически когда-нибудь можно будет

форму и может немедленно использоваться,

Но и с пересадкой не все гладко: реакция

заранее сделать копию человека «на запчас-

что особенно ценно, независимо от группы

естественного отторжения чужеродных органов

ти», но это обойдется намного дороже, чем

крови пациента. Для создания порошка

— вечный враг всех трансплантологов — не

выращивание запасных органов по отдельнос-

ученые используют человеческие кровяные

сдает позиции даже под воздействием самых

ти. Такие органы, как минимум, не придется

тельца, но делают это, скорее, по этическим

современных иммунносупрессоров. Если же

десятилетиями кормить, поддерживать в них

причинам. Производство заменителя вполне

побеждает подавитель иммунной реакции, то

физическую форму и выносить за ними судно; и

возможно из крови млекопитающих вроде

вылезают его побочные эффекты — начинают

их можно будет выращивать прямо на месте, не

коровы.

оказывать почки или же воспаляться суставы.

подвергая пациента опасностям, связанным с

По словам доктора Пьера, если мировое

Естественно,припересадкахоргановотблизких

пересадкой.

здравоохранение одобрит искусственную

погеномудоноровэтихпроблемменьше.Апри

Из мезенхимных стволовых клеток уже сейчас

кровь, человечество сделает такой же шаг

пересадкахотродственниковихвообщенет.Так,

напрямую, без клонирования, делают первые

вперед, каким была высадка на Луне.

одинпациентспочкойбратапрожилеще58лет

«протезы» тканей.

послеоперации!Ибезвсякихпризнаковотторже-

Отдельная ветвь клеточной трансплантации

нияоргана!

— фетальная терапия. Ее суть заключается во

/ 050

xàêåð 03 /99/ 07

введении «вытяжек» из тканей эмбриона в ор-

множество последовательных слоев геля и кле-

ГоловапрофессораДоуэля

ганизм людей. До определенного времени этот

ток, показав, что таким путем можно буквально

Как видишь, ближайшие 10-20 лет хирургам

метод, помогающий восстановить не только

поклеточно создавать трехмерные биологичес-

придется работать по старинке. А нам — ожи-

здоровье, но и молодость, был доступен только

кие объекты. Клетки, напыляемые принтером,

дать все более частого упоминания об «охот-

богатым из-за высокой стоимости. Процесс

через некоторое время сами срастаются.

никах за органами». Пока у людей есть деньги

изготовления готового препарата из эмбриона

Тончайшие слои геля не мешают им в этом и в

и техническая возможность делать пересадки,

долог и сложен.

то же время придают конструкции прочность до

число случаев криминала в стиле «Джек-пот-

Альтернативным путем является печать орга-

того момента, как все будет закончено.

рошитель» будет только расти.

нов с помощью специальных струйных принте-

Авторыисследованияполагают,чтотрехмерная

Подлинной революцией, конечно, станут

ров, использующих в качестве чернил клетки.

печатьлистовкожи,различныхорганов(вплотьдо

вживляемые биосинтетические органы,

При этом печать «на плоскости» — лишь одна

сердца)—этопуть,которыйсможетобеспечивать

клетки которых смогут получать питатель-

из сторон технологии, разрабатываемой,

больного,нуждающегосявпересадкеоргана,

ные вещества прямо от организма, а сам

главным образом, для фантастической, как

всемнеобходимымвкратчайшеевремя.Разу-

орган будет защищен от атак со стороны

сейчас кажется, трехмерной печати полноцен-

меется,исходныеклеткидлякультивирования

иммунной системы. Но до таких биомехани-

ных человеческих органов. В качестве бумаги

«живыхчернил»будутвзятыусамогопациента,

ческих устройств еще далеко. Возлагаются

выступает специальный термообратимый

такчтопроблемысотторжениембытьнедолжно.

надежды на наномедицину, биотехнологии,

гель, не так давно созданный учеными. Этот

Сложные органы состоят из разного вида

генную инженерию, но, повторюсь, в бли-

материал при температуре ниже 20 градусов по

клеток. Поэтому для их воссоздания нужно

жайшие 20-30 лет резать и пришивать будут

Цельсию является жидкостью, а при нагреве

использовать несколько печатающих головок.

хоть и с помощью новой техники, но прове-

выше 32 градусов затвердевает. И, конечно, он

Правда, по прогнозу ученых, путь печатающих

ренными «дедовскими» методами нашего

совместим с биологическими тканями. Экспе-

органы принтеров от лабораторий в клиники

соотечественника Владимира Петровича

риментаторы печатали на стеклянной основе

займет несколько лет.

Демихова. z

xàêåð 03 /99/ 07

/ 053