Как ученые научились делать искусственные органы

N+1Наука

Запчасти для людей

Как ученые научились делать искусственные органы

Даниил Гурбанов

«Доктора — это те, кто прописывают лекарства, о которых мало знают, чтобы лечить болезни, о которых они знают еще меньше, у людей, о которых они не знают вообще ничего». Эти слова принадлежат Вольтеру. Классик французского Просвещения был невысокого мнения о возможностях медицины, но за 300 лет она сильно изменилась. Мы победили полиомиелит, научились редактировать геном, а еще — выращивать органы и создавать искусственные конечности. Правда, далеко не все. Вместе с научно-просветительской платформой Homo Science рассказываем, как создают запчасти для человека и почему регенеративная медицина (пока) не всесильна. 

Зубы

«Если человек выбьет зубы вольноотпущеннику, он должен заплатить треть золотой (в другом переводе — серебряной) мины». Это цитата из Кодекса Хаммураппи — древнейшего свода законов в мире. В древности для замены отсутствующих зубов использовали бамбуковые штифты, металл и ракушки. Если у человека были деньги, он мог позволить себе протез из слоновой кости или даже драгоценных камней. Насколько прочны были такие зубы на самом деле — другой вопрос.

В Новое время врачи продолжали экспериментировать с материалами. Для изготовления протезов использовали серебряные капсулы, гофрированный фарфор и иридиевые трубки. Правда, успехом эти опыты не увенчались: после процедур люди страдали от сильного воспаления, что приводило к отторжению протезов. Особняком стоит новаторская идея хирурга Джона Хантера, который в качестве замены родных зубов предлагал пациентам зубы мертвецов. Нужды в сырье Хантер не знал, поскольку его знакомые промышляли расхищением могил.

Современными имплантами мир обязан кролику. В 1952 году шведский врач Пер-Ингвар Бранемарк изучал на кролике регенерацию костей. Он поместил оптическое устройство в титановую камеру, которую прикрепил к конечности животного, желая проследить восстановление кровотока в бедренной кости. Когда пришло время закончить эксперимент, Бранемарк сильно удивился, поскольку аппарат было невозможно снять. Оказалось, что титан прирос к кости. Этот процесс врач назвал остеоинтеграцией.

Долгое время считалось, что организм отторгает инородные материалы, — Бранемарк же доказал, что это не так. В 1965 году он установил пациенту корневидный имплантат, винты которого были сделаны из титана. Искусственный зуб прижился, а через 13 лет Бранемарк поделился своим достижением с научным сообществом.

Впрочем, на этом история дентальной имплантации не закончилась. Сегодня врачи модифицируют поверхность протеза, чтобы улучшить заживление. Для этого они используют окисленный титан, керамику и последнее достижение материаловедения — композиты. А чтобы внешне имплантат не отличался от зубов, его дополнительно обрабатывают фтором или кислотой.

Мочевой пузырь

Люку Масселу не повезло: он родился с расщеплением позвоночника. Врачи прогнозировали, что мальчик не сможет ходить. К десяти годам Люк пережил дюжину операций, а затем из-за проблем с мочевым пузырем у него отказали почки. Мальчику до конца жизни грозило проходить через диализ, искусственное очищение крови, а о нормальной жизни можно было забыть. Однако доктор Энтони Атала, директор Института регенеративной медицины Уэйк Форест, не позволил этому произойти — проблемный орган Люка заменили на новый, который вырастили в лаборатории.

Как правило, для восстановления мочевого пузыря используют ткани тонкого кишечника. Хирург изготавливает подвздошный мешочек из 15—20-сантиметрового куска кишки, где будет собираться моча. Затем мочеточник прикрепляется к кишке. Один ее конец зашивается, а другой подводится к стенке брюшной полости — там проделывается отверстие, через которое выделяется моча. Процесс нельзя контролировать, и пациент вынужден носить специальные мешочки. Одно из последствий такой процедуры — это остеопороз. Изготовленный из кишки мочевой пузырь не в силах избавиться от кальция и других веществ. В результате их поглощает организм.

Но Энтони Атала принял необычное решение. Сперва он взял маленький кусочек здоровой ткани мочевого пузыря — меньше половины почтовой марки — и разделил ее на мышечные клетки и клетки мочевого пузыря. Ученый стимулировал деление клеток, а затем приступил к работе с каркасом органа: внутреннюю часть он покрыл взятыми у пациента клетками мочевого пузыря, а внешнюю — мышечными. Затем конструкция отправилась в похожую на печь устройство, где при температуре тела находилась примерно шесть недель. После этого орган наконец можно было имплантировать пациенту.

Люк Массел стал одним из семи детей с расщеплением позвоночника, для которых был изготовлен такой мочевой пузырь. Доктор Атала опубликовал данные исследования в 2006 году: у трех пациентов орган работал лучше и подтекал меньше, чем сделанный из ткани кишечника. Позже другая пациентка доктора Атала, Кейтлин М., рассказывала журналистам CNN: «Я счастлива. Я всегда боялась, что со мной произойдет несчастный случай или еще что-то. А сейчас я могу просто ходить и выходить с моими друзьями и вообще ходить куда хочу».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Кто такие климатические мигранты и при чем тут счета за отопление Кто такие климатические мигранты и при чем тут счета за отопление

Что собой представляет современная энергетическая миграция

Forbes
Лаборатория лицом к морю Лаборатория лицом к морю

Как создавалась и как теперь работает Беломорская биостанция

Наука
Все, что вы могли пропустить: 5 главных фантастических книг 2022 года Все, что вы могли пропустить: 5 главных фантастических книг 2022 года

Самые примечательные книги жанра фантастики, увидевшие свет в этом году

ТехИнсайдер
Мозг на ручном управлении: как российские ученые придумали экзокисть, которой можно управлять силой мысли Мозг на ручном управлении: как российские ученые придумали экзокисть, которой можно управлять силой мысли

Как уникальная технология помогает людям после инсульта и с ДЦП двигать руками

ТехИнсайдер
Побеждать как Геракл: как читать мифы с пользой для психики Побеждать как Геракл: как читать мифы с пользой для психики

Древние мифы писались не для детей

Psychologies
Фёдор Юрчихин: «Надо учиться жить в невесомости» Фёдор Юрчихин: «Надо учиться жить в невесомости»

Российский космонавт об астророботах, экспериментах в невесомости

Maxim
6 признаков грядущего развода: проверьте ваши отношения 6 признаков грядущего развода: проверьте ваши отношения

Как правильно поговорить с партнером и расставить все точки над i?

Psychologies
Что мешает осуществить мечту: 8 типичных ошибок и решений Что мешает осуществить мечту: 8 типичных ошибок и решений

Почему намерения и реальность часто не находят точек соприкосновения?

Psychologies
Спешащее поколение: как «временной голод» стал новой формой социального неравенства Спешащее поколение: как «временной голод» стал новой формой социального неравенства

Время все чаще становится дороже денег

Forbes
Возьмут всех, потом разберутся: как Испания принимает стартапы с российскими корнями Возьмут всех, потом разберутся: как Испания принимает стартапы с российскими корнями

В чем особенности испанского венчура

Forbes
Знакомьтесь, Лина Гасанова! Знакомьтесь, Лина Гасанова!

Торжественно добавляем в почетный список героев новой вечерней моды еще одно имя

Собака.ru
Торжественное вручение Торжественное вручение

Поиск подарка под Новый год порой превращается в настоящий квест

VOICE
Владимир Вдовиченков: Владимир Вдовиченков:

"Хочу быть богатым и знаменитым и ничего для этого не делать"

Караван историй
Сколько можно пить. Наша новогодняя инструкция Сколько можно пить. Наша новогодняя инструкция

Сколько можно выпить и как научиться контролировать порции

Новый очаг
Что такое Стокгольмский синдром? Что такое Стокгольмский синдром?

Почему развивается Стокгольмский синдром и почему у него такое название?

ТехИнсайдер
10 удивительных фактов о снеге — вы будете поражены! 10 удивительных фактов о снеге — вы будете поражены!

Может показаться, что о снеге вам известно абсолютно все

ТехИнсайдер
Имитация и инерция: как власть вернулась к советскому пониманию прав человека Имитация и инерция: как власть вернулась к советскому пониманию прав человека

История понимания прав человека в СССР и России

Forbes
Снеживиночка и внучка Деда Мороза: что мы знаем о главном женском зимнем персонаже Снеживиночка и внучка Деда Мороза: что мы знаем о главном женском зимнем персонаже

Forbes Woman рассказывает о снегурочке и о других женских зимних персонажах

Forbes
Что надо знать об оранжевых винах Что надо знать об оранжевых винах

Как научиться различать оранж по регионам

СНОБ
Как получали медицинскую помощь жители Российской империи Как получали медицинскую помощь жители Российской империи

Как лечили людей в России XIX века?

СНОБ
Детство на тарелке Детство на тарелке

«Советскую» тему художница начала случайно, и больше для себя

Новый очаг
Знакомьтесь, Liili — восходящая поп-звезда из Казахстана, которую вы точно знаете по вирусному треку Hot Знакомьтесь, Liili — восходящая поп-звезда из Казахстана, которую вы точно знаете по вирусному треку Hot

Интервью с певицей Liili — о треке Hot, вирусной популярности и TikTok

Правила жизни
Смотри не умирай Смотри не умирай

«Замерзшие»: сканди-нуар в Костомукше

Weekend
Взгляд тишины: 10 фильмов, которые меняют восприятие мира Взгляд тишины: 10 фильмов, которые меняют восприятие мира

Фильмы, где все подвержено сомнению и изучению

Правила жизни
Нина Агишева: «Франкенштейн и его женщины. Пять англичанок в поисках счастья» Нина Агишева: «Франкенштейн и его женщины. Пять англичанок в поисках счастья»

Отрывок из книги о запутанных любовных треугольниках и литературе

СНОБ
Половое воспитание: как разговаривать с детьми о сексе, объясняет эксперт Половое воспитание: как разговаривать с детьми о сексе, объясняет эксперт

Как и когда начинать говорить с детьми о сексе?

VOICE
Возрождаем традиции: собираем гостей на роскошное чаепитие Возрождаем традиции: собираем гостей на роскошное чаепитие

Как подготовиться к чаепитию

Караван историй
Как правильно парковаться: 5 простых лайфхаков для водителей. Спорим, вы всегда делали это неправильно! Как правильно парковаться: 5 простых лайфхаков для водителей. Спорим, вы всегда делали это неправильно!

5 полезных лайфхаков, которые помогут справиться с парковкой автомобиля

ТехИнсайдер
Продюсер из Москвы собирает елочные игрушки. О его елке написал британский Vogue Продюсер из Москвы собирает елочные игрушки. О его елке написал британский Vogue

Павел Компан многие годы коллекционирует дизайнерские новогодние украшения

РБК
«Независимость — бессознательный выбор»: диалог психоаналитиков о женском одиночестве «Независимость — бессознательный выбор»: диалог психоаналитиков о женском одиночестве

Почему женщины на самом деле одиноки?

Psychologies
Открыть в приложении