Медицинские интернет-конференции
Языки
Трансплантология: проблема дефицита донорских органов и альтернативные пути ее решения
Трансплантология: проблема дефицита донорских органов и альтернативные пути ее решения
ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России
Кафедра философии, гуманитарных наук и психологии
Вопрос о пересадке донорских органов и (или) тканей является одним из остро обсуждаемых во всем мире. Среди множества проблем трансплантологии нам хотелось бы обратить внимание на проблему дефицита донорских органов. Очевидно, что она индуцирует ряд других проблем, например, растущее утверждение механистического взгляда на тело человека как на машину, состоящую из «запчастей». Более того, не следует забывать, что вследствие дефицита донорских органов возник новый сегмент преступности – криминальный рынок человеческих органов.
Если мы обратим внимание на состояние отечественной трансплантологии, то увидим, что проблема нехватки трансплантационного материала в России более чем актуальна. К тому же, по мнению Министерства здравоохранения, а также главного трансплантолога России Готье С. В. закон о трансплантологии от 1992 года “во многом устарел и стал тормозом развития нашей отрасли”. В связи с этим Минздрав РФ готовит законопроект на эту тему, который должен решить ряд проблем как медицинского, так и этико-правового характера.
Альтернативными методами решения проблем нехватки донорских органов сейчас может являться замена нерабочего органа искусственным, использование стволовых клеток, а также замещение человеческих органов органами животных.
Таким образом, необходимо более активно использовать альтернативные методы решения проблемы дефицита органов, помогая тем самым миллионам людей. Следует констатировать, что в современных дискуссиях по проблеме нехватки органов обычно муссируется идея о насущной необходимости морально-правовой системы, которая облегчала бы процесс изъятия органов от человека. На наш взгляд это слишком односторонне и акцент должен быть смещен в сторону поиска новых и интенсивного развития и внедрения существующих альтернатив трансплантации. В перспективе это позволит не только решить проблему дефицита донорских органов, но и избежать этически нежелательного механистического взгляда на человеческое тело.
Источник
Испортилось? Починим! Что можно заменить в организме человека?
Благодаря последним открытиям регенеративной медицины, те идеи, которые считались лишь игрой воображения писателей–фантастов, очень скоро могут стать реальностью. Уже нельзя отнести к области научной фантастики выращивание искусственных человеческих органов и тканей. Идея создать здоровый и дееспособный орган для замены больного или отсутствующего оказалась вполне осуществимой.
Когда возникла трансплантация?
О пересадке органов люди стали задумываться очень давно. Например, процедура имплантации зубов была знакома ещё древним египтянам. Богачам и аристократам пересаживали зубы бедняков и невольников. А для фараонов делали зубы из слоновой кости.
Но операции по пересадке жизненно важных органов и тканей стали проводиться лишь к середине 20 века. В 1951 году российский учёный Владимир Демихов впервые в мире заменил сердце собаки на донорское, что доказывало возможность проведения подобной операции на людях. В 1954 году американский хирург Джозеф Мюррей трансплантировал человеку почку. А в 1967 году хирург из Кейптауна Кристиан Барнард, прошедший стажировку у Демихова, смог пересадить человеку сердце.
Наши дни
Какие органы трансплантируют сегодня, а какие пересадить нельзя? Современные технологии позволяют успешно пересаживать сердце, лёгкие, почки, печень, поджелудочную железу, кости, суставы, вены, роговицу и некоторые другие органы. Невозможна в настоящее время трансплантация головы и сетчатки глаза.
В последние годы нередко затрагиваются вопросы дефицита доноров для пересадки органов и связанные с трансплантацией вопросы биоэтики, что подталкивает учёных к поиску решений данных проблем.
Травмированные кости, например, можно заменить протезами из керамики, металлов или полимеров. Но у этих материалов есть как плюсы, так и минусы. У керамики хорошая биосовместимость с человеческим организмом, так как у неё и костной ткани похожий состав. Но керамика － довольно хрупкий материал. Металл более твёрдый и лучше поддаётся обработке, однако его биосовместимость намного хуже. К тому же он не такой эластичный, как кость человека, и может спровоцировать получение новых травм. Протезы из полимерных материалов способны воссоздать структуру костной ткани, но они непрочные и плохо поддаются стерилизации.
Сейчас динамично развивается технология 3D–биопринтинга (трёхмерной печати органов). Вначале создаётся цифровой образец, который печатают на биопринтере. В качестве материала используются клетки и биочернила. Подготовленную ткань размещают в специальных ящиках с питательной средой, где она созревает. Для объёмной печати применяются биочернила из гидрогеля и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Они могут преобразовываться в какой угодно элемент, к примеру, в клетку печени или волос. С помощью биочернил можно распечатать любой объект тела человека.
Новые технологии дают возможность печатать искусственную кожу прямо на пациенте. Прежде всего сканируется повреждённый участок, устанавливается его толщина и контуры. Далее послойно печатается дерма (плотная соединительная ткань), потом эпидермис (поверхностный слой кожи).
Посредством 3D–биопечати сгенерированы эпителий роговицы, хрящевая ткань и кожа. Напечатать работоспособный орган, например, сердце, печень или мозг, учёные пока не могут.
Но научные исследования продолжаются. И вполне возможно, что уже в ближайшем будущем данная методика позволит отказаться от использования донорских органов. Это решило бы этический вопрос трансплантации органа, полученного от живого донора или из мёртвого тела, а также проблему иммунологической совместимости, потому как биопечать подразумевает использование стволовых клеток самого пациента, который будет и донором, и реципиентом.
Учёные прогнозируют создание первого живого работоспособного органа к 2030 году.
Источник
Проблемы с выращиванием органов
- Главная
- Список секций
- Биология
- Искусственные органы: проблемы и преимущества
Искусственные органы: проблемы и преимущества
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Человек, являясь биологическим существом, может подвергаться воздействиям окружающей среды и различным заболеваниям. Человеческий организм обладает некоторой износостойкостью, но из-за некоторых обстоятельствах (ранение, болезнь, несчастный случай и т.д) отдельные органы приходят в неработоспособное состояние. Зачастую такие случаи происходят не только с постаревшим организмом, но так же и с молодым. Есть много примеров смерти молодых людей из-за отказа определенных органов: сердца, печени или любого другого жизненно важного органа. Из-за этого складывается ситуация потеря молодого, где-то даже талантливого населения, на которые тратятся общественные ресурсы для получения образования, воспитания. Так же не стоит недооценивать детей, которым не посчастливилось родиться с дефектными или слабыми органами. Все эти люди могли принести пользу обществу, не случись преждевременная смерть органов. Таким образом, формируется весьма актуальная проблема сохранения населения и его здоровья, частью решения которой могли бы стать медико-технические достижения, такие как пересадка органов или их имплантация.
Одним из способов спасения человека является пересадка или имплантация ему здоровых и нормально функционирующих органов. Такой способ имеет как свои плюсы, так и недостатки.
В плюсы можно включить
Есть социальная ответственность, чтобы сделать что-то на благо общества взамен того, что он/она получает. Пожертвование органов нуждающимся, и предоставление им возможности продолжать жить это хороший способ, с помощью которого можно помочь обществу. Этот способ также в значительной степени помогает человечеству
Помогает семьям погибших, преодолеть горе:
Когда умирает близкий человек, его семьи пытается сделать все, что может помочь им преодолеть свое горе. Некоторые из них могут прибегнуть к благотворительности от имени умершего, пожертвовать органы умершего и подарить здоровую и продуктивную жизнь нуждающемуся человеку.
Хотя это не утолит боль утраты, сама мысль, что кто-то приобретет способность жить комфортной жизнью с помощью сердца или глаза любимого человека, очень приятно.
Улучшает качество жизни:
Пересадка здоровых органов из тела одного человека к другому также помогает в значительной степени улучшить и повысить качество жизни получателя. Это может быть лучшим свидетельством в случае пациентов, которые страдают от нарушений или почечной недостаточностью. Для того, чтобы жить, они должны полностью зависеть от диализа, и внешней искусственной замены для функции почек. Процесс не только трудоемкий и однообразные, но также очень дорогой. Пересадка почки позволяет пациенту вернуться к своей привычной жизни, в которой он/она не должны зависеть от искусственного лечения, чтобы быть живым.
В недостатки можно включить
Опасность для донора:
Донорский организм сам подвергается опасности, т.к. становится несколько неполноценным, при этом его изначальные функции сбиваются, что может привести к летальному исходу для донора.
Непринятие организмом пересаженных органов:
Так же, несмотря на детальный анализ организмов при трансплантации, реципиент не всегда принимает донорский орган. Причина, прежде всего, в отторжении иммунитетом реципиента чужеродных клеток донора и в необходимости этот иммунитет подавлять, что, безусловно, негативно сказывается на здоровье реципиента
Единство жизненной важности органов:
Донорство некоторых органов может быть невозможно из-за сложности пересадки или же по причине единственности и жизненной важности некоторых органов. Например, при пересадке сердца организм донора погибает
Таким образом становится ясно, что гомотрансплантация не может стать повсеместным и универсальным способом решения поставленной проблемы, как по причине сложности поиска донора, так и по причине опасностей, сопровождающих процедуру пересадки. Альтернативой может стать создание и имплантация искусственных органов, способных выполнять соответствующие функции и поддерживать жизнедеятельность организма.
История создания искусственных органов.
История развития искусственных органов насчитывает не один десяток лет. Создать «запасные части» — заменители естественных органов — люди стремились уже с давних времен. Еще 2000 лет назад греческий историк Геродот рассказывал о воине, который отрубил прикованную ступню, чтобы бежать из плена, и многие годы потом ходил с деревянной ногой. А при раскопках у итальянского города Капуи археологи нашли бронзовую ногу римского легионера, заменившую потерянную им в одном из сражений более 1500 лет назад. В средние века искусственные конечности — протезы стали делать подвижными.
1925 год — это год, когда С. Брюхоненко и С. Чечулин (советские ученые) провели опыт со стационарным аппаратом, способным заменить сердце. Вывод из этого опыта состоял в следующем: голова собаки, отделённая от туловища, но подключенная к донорским лёгким и новому аппарату способна сохранять жизнеспособность в течение нескольких часов, оставаясь в сознании и даже употребляя пищу. 1925 год принято считать началом отсчета в истории разработок искусственных органов.
В 1936 году ученый С. Брюхоненко самостоятельно разрабатывает оксигенатор — аппарат заменяющий функцию легких. В этот момент появилась теоретическая возможность, что теперь можно поддерживать полную жизнеспособность отделенных голов животных до нескольких суток. Но на практике подтвердить эту теорию не удалось. Было выявлено много недостатков оборудования: разрушение эритроцитов, наполнение крови пузырьками, тромбы, высокий риск заражения. Из-за этого первое применение подобного оборудования затягивается на 17-20 лет.
Начало 1937 года — В. Демихов кустарно изготавливает первый образец имплантируемого сердца и испытывает его на собаке. Но низкие технические характеристики нового прибора позволяют непрерывно использовать его в течение лишь полутора часов, после чего собака погибает.
1943 год — Нидерландский ученый В. Кольфф разрабатывает первый аппарат гемодиализа, то есть, первую искусственную почку. Через год он уже применяет аппарат во врачебной практике, в течение 11 часов поддерживая жизнь пациентки с крайней степенью почечной недостаточности.
1953 год — Дж. Гиббон, ученый из Соединенных штатов, при операции на человеческом сердце впервые успешно применяет искусственные стационарные сердце и лёгкие. Начиная с этого времени, стационарные аппараты искусственного кровообращения становятся неотъемлемой частью кардиохирургии.
1969 год — Д. Лиотта и Д. Кули впервые испытывают в теле человека имплантируемое искусственное сердце. Сердце поддерживает жизнь пациента в течение 64 часов в ожидании человеческого трансплантанта. Но вскоре после трансплантации пациент погибает.
В течение последующих десятилетий разработки новых аппаратов не производятся. Устраняются ошибки предыдущих изобретений.
Использование искусственных органов в современной жизни.
В настоящее время появляются все больше новых аппаратов, приборов и на их изготовки уходят не десятки лет как раньше, а около нескольких месяцев.
Первая область развития искусственных органов касается области человеческого мозга, возможности которого до конца не изучены. Тем не менее, определенные манипуляции с мозгом проводятся, в основном с целью излечения болезней. Профессор Университета Южной Каролины после длительных исследований создал чип, способный заменить гиппокампус — часть мозга, ответственную за кратковременную память, а также ориентацию в пространстве. Поскольку гиппокампус зачастую подвергается нарушениям при нейродегеративных заболеваниях, то данный чип, ныне проходящий лабораторные испытания, может стать незаменимой вещью в жизни многих больных.
Немецким ученым из Института биохимии имени Макса Планка после длительных исследований удалось совместить живые клетки головного мозга с полупроводниковым чипом. Важность открытия заключается в том, что данная технология дает возможность выращивать очень тонкие полоски тканей на чипе, в результате чего он позволит очень подробно наблюдать взаимодействие всех нервных клеток между собой путем выявления сигналов, посылаемых клетками через синапсы.
Следующая область, в которой искусственные органы применяются достаточно часто, это слуховой аппарат человека. К счастью, в отличие от зрения, частичное и даже полное восстановление слуха реализуется проще, поэтому уже достаточно давно существуют слуховые аппараты. Принцип их работы прост: с помощью микрофона, расположенного за ухом, аудиосигнал передается на вторую часть аппарата, стимулирующую слуховой нерв – по сути, слуховой аппарат увеличивает громкость воспринимаемого звука.
Профессором Мириам Фарст-Юст из Школы электротехники Тель-авивского университета был разработан новый вид прикладного программного обеспечения «Clearcall». Данная программа предназначена сугубо для слуховых аппаратов и позволяет более четко слышать в шумных местах звуки, распознавать речь, а также отфильтровывать фоновые шумы.
Что касается материалов для создания искусственных органов, то в основном используются полимеры. Например, полиэтилен низкой плотности и поликапролактам используется для создания изделий, контактирующих с тканями организма. Поликарбонат используется для создания корпуса и деталей желудочков и стимуляторов сердца. Флоропласт-4 используется для протезов сосудов и клапанов сердца. Полиметилметакрилат применяют для создания деталей аппаратов «искусственная почка», «сердце — легкие». А для создания бесшовных соединений используется цианакрилатный клей.
Перспективы в использовании искусственных органов
Возможность сохранения человеческой жизни в случаях ожидания донорского органа.
К примеру можем отнести искусственную почку, которая помогла бы человеку с почечной недостаточностью продержаться несколько часов для поиска и установления почки от донора.
Большое количество разработок и усовершенствование ныне существующих искусственных органов.
К примеру: до 1950 года искусственные органы могли поддерживать жизнь человека всего несколько часов, в настоящее время можно вообще заменить настоящий орган, в случае его отказа, искусственным.
Возможность сохранения человеческой жизни в случае потери настоящего органа.
Например: в автомобильной катастрофе у гражданина Н. была повреждена рука, как оказалось в дальнейшем подлежащая ампутации. Чуть позже гражданином Н. был приобретен протез способный исполнять полные функции ранее ампутированной конечности.
Возможность замены нефункционирующего органа с рождения.
Например: ребенок родился слепым, но благодаря внедрению вируса снабженного «лечебным геном» в определенное количество клеток «чинит» сетчатку и ребенок спустя некоторое время, и некоторых процедур начинает видеть.
Проблемы в использовании искусственных органов.
Большой риск при внедрении нового органа.
Например: искусственный орган может быть отторгнут организмом, именно поэтому практически все протезы применяемые человеком являются титановыми.
Дорогая стоимость искусственных органов.
К примеру: зачастую такие органы как сердце, почки и т.д стоят больше 200.000$ включая операцию.
Отсутствие достаточного количества квалифицированных специалистов и оборудования для проведения данных операций.
Пример: по всему миру существует не так много клиник способных провести такую сложную операцию либо из-за отсутствия оборудования, либо из-за отсутствия врачей способных провести данную операцию.
Подводя итог вышесказанного, мне хочется сказать, что вопрос о развитии и применении искусственных органов – достаточно спорный.
Не существует единой точки зрения на данную проблему. Нет единой технологии производства и разработок в данной сфере, что положительно сказывается на развитии биологической науки. Вопрос о будущем применении искусственных органов остается спорным. Но моя точка зрения такова, что в будущем человечество либо будет усовершенствовать искусственные органы, либо найдет альтернативный путь решения этой проблемы. Таким образом задачи поставленные мною в проекте достигнуты. Получены результаты и практические знания.
Материал используемый при исследовательской деятельности.
Брюхоненко С.С., Чечулин С.И. (1926), Опыты по изолированию головы собаки (с демонстрацией прибора) // Труды II Всесоюзного съезда физиологов. — Л.: Главнаука, — С. 289-290
Демихов В.П. (1960), Пересадка жизненно важных органов в эксперименте. — М.: Медгиз
Источник