искусственные органы проблемы и перспективы

1. искусственные органы проблемы и перспективы

2. Первое упоминание о искусственных органах

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.

3. Стационарный аппарат Брюхоненко и Чечулина

Первые научные разработки в данной области
относятся к 1925, 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.

4. Последующие важные годы в тканевой инженерии

В 1943 году 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.
В 1953 г. 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.
В 1963 Р. Вайт в течение примерно 3 суток поддерживает жизнеспособность отдельного
мозга обезьяны.
В 1969 Д. Лиотта и Д. Кули впервые испытывают в теле человека имплантируемое
искусственное сердце. Сердце поддерживает жизнь пациента в течение 64 часов в
ожидании человеческого трансплантата. Но вскоре после трансплантации пациент
погибает.
В течение последующих десятилетий разработки новых аппаратов не производятся.
Устраняются ошибки предыдущих изобретений.

5. Чип способный заменить гиппокампус

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 нервной системы, то данный чип,
ныне проходящий лабораторные испытания,
может стать незаменимой вещью в жизни
многих больных.

6. «Нейростимулятор ответных реакций».

А калифорнийской компанией Neuropace был
разработан электростимулирующий прибор
для эпилептиков, названный
«нейростимулятором ответных реакций».
Принцип работы заключается в том, что
устройство сдерживает поток
неконтролируемых импульсов во время
припадков с помощью электрических
разрядов из внешнего источника. Испытания
Neuropace проводились на сотне пациентов,
удовлетворительный результат
просматривался практически у половины.

7. Протез сетчатки глаза

Ученым Калифорнийского университета
удалось создать протез, который способен
выполнять функции сетчатки глаза. На
данном этапе тестирования человек
способен видеть только размытую картинку,
но дальнейшие перспективы достаточно
позитивны. Данный протез устроен так: на
оправе очков закрепляется камера, через
которую изображение передается прямо на
уцелевшие нейроны в сетчатке глаза. Для
перевода входящего видеосигнала в
импульсы, которые способны воспринять
нервные клетки, пришлось разработать
специальный программно-аппаратный
конвертер.

8. Видеть языком

А вот подход британцев, разработавших
технологию BrainPort, принципиально
отличается от всех вышеописанных в части
метода передачи информации. Идея в том,
что человек должен начать видеть с
помощью языка. Внешняя часть устройства,
как обычно, включает в себя небольшую
видеокамеру, вмонтированную в оправу
очков и конвертер, преобразующий сигнал.
Однако, вместо электродов, вживляемых в
сетчатку и передающих данные на
зрительные нервы, BrainPort оборудован
небольшой трубкой с прямоугольным
передатчиком, который необходимо
положить на язык. Электрические импульсы
передаются на него и в зависимости от их
интенсивности, человек может распознавать
наличие препятствий на пути.

9. Слуховой аппарат

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 или, по научному, кохлеарные
имплантанты. Принцип их работы прост: с
помощью микрофона, расположенного за
ухом, аудио сигнал передается на вторую
часть аппарата, стимулирующую слуховой
нерв – по сути, слуховой аппарат увеличивает
громкость воспринимаемого звука.

10. Материалы для создания искусственных органов

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.

11. Поиск решения

Одним из способов спасения организма является пересадка
ему здоровых и нормально функционирующих органов.
Такой способ решения проблемы имеет свои недостатки.
Донорский организм сам подвергается опасности, т.к.
становится несколько неполноценным, при этом его
изначальные функции сбиваются, что может привести к
летальному исходу для донора. Также, 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. В случае же, если
донорский орган совсем не приживается, страдают обе
стороны, а затраты на операции и пересадку не окупаются
даже в моральном смысле. Кроме того, 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.

12. Отношение общественности к искусственным органам.

Как вы знаете, отношение к науке никогда не было однозначным. В
истории развития человечества никогда не было единой точки
зрения, как на происхождение человека, так и на пользу научных
инноваций. Мною был проведен опрос среди 2-х социологических
групп. Первая группа – лица от 16 до 25 лет. Вторая группа – от 26 до
45 лет. Количество участников в каждой группе 23 человека. Опрос
состоял из следующих вопросов:
1.
2.
Считаете ли вы, что искусственные органы способны продлить
жизнь человеку?
3.
4.
Считаете ли вы что будущее медицины за искусственными
органами?
Как вы относитесь к искусственным органам?
Как бы вы ответили на вопрос: «Лечить или заменить орган»?

13. Результаты опроса

Результаты опроса я представила в виде диаграммы.
1.На первый вопрос, большее количество людей
проголосовало за ответ «положительно» 50%, за
«нейтрально» проголосовало 43,5%, меньше всего людей
проголосовало за ответ «отрицательно» это 6,5%.
2.На второй вопрос, большая часть людей проголосовало за
ответ «да» 91,3%,
«нет» проголосовало 8,7%
3.На третий вопрос, за вариант ответа «заменить»
проголосовало 28,3%, а на вариант «лечить» ответило 71,7%
4.На четвертый вопрос, за вариант «да» проголосовало
76,1%, за «нет» 23,9%

14. Продукт проекта

1)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.

15. Продукт проекта

2) 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 другие жизненно важные органы 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

16. Заключение

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 лично я считаю, что в будущем человечество
либо усовершенствует ныне существующие органы, либо найдет
альтернативный путь решения этой проблемы. И кто знает, может, к концу 21
века люди будут иметь неограниченные возможности, и киборги станут не
сказкой, а самой настоящей реальностью. Задачи, поставленные мной в
начале проекта, достигнуты. Открыто новое научное знание. Получены
практические, полезные результаты

17. Список литературы

1.Джонс Д., Хенч Л. Биоматериалы, искусственные органы и инжиниринг ткани. — М:
Техносфера,2007.
2.Готье С. В., Головинский С. В., Гичкун О. Е. Трансплантология и искусственные органы.
3.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
4.Демихов В.П. (1960), Пересадка жизненно важных органов в эксперименте. — М.: Медгиз
5.Гришманов В.Ю., Лебединский К.М. (2000). Искусственное питание: концепции и
возможности // Мир Медицины (3-4), 26-32 С.
6.Шутов ЕВ (2010). Перитонеальный диализ – М - 153 с
Интернет-ресурсы:
https%3A%2F%2Fru.wikipedia.org%2Fwiki%2F%D2%F0%E0%ED%F1%EF%EB%E0%ED%F2%EE%EB%EE%E3%E8
%FF&cc_key=некоторые этические проблемы,
https%3A%2F%2Fru.wikipedia.org%2Fwiki%2F%C8%F1%EA%F3%F1%F1%F2%E2%E5%ED%ED%E0%FF_%EF%E
E%F7%EA%E0&cc_key=связанные с искусственным
https%3A%2F%2Fru.wikipedia.org%2Fwiki%2F%C8%F1%EA%F3%F1%F1%F2%E2%E5%ED%ED%EE%E5_%F1%E
5%F0%E4%F6%E5&cc_key= https://ru.wikipedia.org/wiki/Трансплантология
https://ru.wikipedia.org/wiki/Искусственная_почка
https://itc.ua/articles/iskusstvennye_organy_na_puti_k_kiborgam_49486/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Искусственное_сердце