РЕФЕРАТ
по дисциплине «Биомедицинская этика»
на тему:
Проблема разработки искусственных органов
Выполнил: студентII курса группы 201б
И.С. Гулый
Санкт-Петербург
Проблема и её актуальность
Человек, будучи биологическим существом, подвержен различным заболеваниям. Человеческий организм обладает некоторым запасом износостойкости, но, рано или поздно по времени, или же из-за определенных обстоятельств (ранение, болезнь), организм, а чаще его отдельные органы, приходят в неработоспособное состояние. Зачастую это случается не только с постаревшим организмом, но и с таким, которому, не будь повреждений функций какого-либо органа, предстояло бы функционировать вполне продолжительный период времени. Часто причиной смерти молодых людей становится отказ работы сердца, печени или какого-либо другого жизненно необходимого органа. Складывается ситуация, в которой теряется зря весь потенциал человека, который мог бы и далее являться частью общества и приносить пользу, трудиться, быть вовлеченным в современный рынок труда. Человек, на которого было потрачено большое количество общественных ресурсов на его воспитание и получение им образования, является большой ценностью, и это неоспоримо; также не следует недооценивать человеческий и социальный потенциал детей, которым не посчастливилось родиться со слабыми или дефектными органами. Все эти ценности могли быть развиты и преумножены, не случись преждевременной смерти организма.
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.
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.
Значительно большим успехом пользуется "аутотрансплантация" – реципиент сам же является донором. Осуществляется, например, пересадка собственной кожи, когда она берется где-нибудь с ягодицы, чтобы закрыть поражение лица. Можно взять относительно маленький кусочек кожи, обработать его перфоратором, после чего он растянется, как рыбачья сетка – и поможет дефекту зажить без образования уродующего рубца. Но ясно, что в случае нехватки целого органа реципиент не сможет сам себе помочь донорством.
Также сложным вопросом остаётся доверие к службам, обеспечивающим изъятие органов и контроль за отсутствием злоупотреблений – потенциально опасными считаются прецеденты доведения больных доноров до смерти, неоказание должной помощи потенциальному донору, орган из которого будет извлечён по смерти, и даже изъятие органов у здоровых людей, под предлогом тех или иных искусственно навязанных врачом операций.
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.
Создание искусственных органов
В середине двадцатого века в создание искусственных органов вряд ли кто мог поверить всерьёз, это было что-то из разряда фантастики. В наши дни в обозначенном направлении органов ведутся активные исследовательские работы, результаты которых мы уже можем наблюдать, однако остаётся и множество проблем, связанных с технической сложностью реализации данной идеи. Рассмотрим проблематику на примере создания искусственного сердца.
Одна из основных задач состоит в том, чтобы получить трехмерную ткань стенки сердца толщиной в палец или два. Получать монослои клеток и выращивать такие ткани мы уже можем. Проблема же в том, чтобы одновременно с мышечной тканью вырастить и сосудистое русло, через которое эта мышечная ткань будет снабжаться кислородом и питательными веществами и будут выводиться продукты метаболизма. Без сосудистого русла, без адекватного снабжения клетки в толстом слое погибнут. В тонком слое они могут питаться благодаря диффузии питательных веществ и кислорода, а в толстом слое диффузии уже недостаточно, и глубокие слои клеток будут погибать. Сейчас мы можем делать порядка трех слоев сердечных клеток, которые способны выжить.
Говоря о перспективных имплантатах, нужно помнить, что сосудистое русло имплантата необходимо будет подключить к сосудистому руслу, которое уже имеется в другой части сердца реципиента, то есть нужно вырастить сосудистое русло определенной анатомии. Выращивание целого сердца с множеством его отделов, клеток и собственной проводящей системой — это очень сложная многоклеточная задача. Точная копия человеческого сердца может быть получена приблизительно через 7–10 лет в хорошо оснащенных лабораториях развитых стран. Сердце — это не железа, которая вырабатывает гормоны, это насос. Нам нужно, чтобы кровь прокачивалась и не травмировалась при прокачке. Травмирование крови — это как раз проблема внешних насосов, которые используются при операциях на сердце. Когда их только разрабатывали, основной трудностью было то, что эритроциты и другие элементы крови этими насосами повреждались.
Современное развитие материалов может привести к тому, что будет создано механическое сердце, которое можно будет подшить, чтобы оно спокойно выполняло функции биологического сердца, которое дает человеку природа.
Если в целом говорить об импортируемых системах, то сердце здесь не самый удобный объект. Разумнее продвигать эксперименты на печеночных или почечных тканях. Например, полоски печени легко выживают сами по себе и относительно легко прирастают. Дать человеку, у которого печень поражена циррозом, новую часть печени, которая могла бы начать регенерировать и расти сама по себе, — это гораздо более разумное приложение сил.
В перспективе 5–10 лет станет понятно, стоит ли тратить время и силы на то, чтобы выращивать новое сердце, или проще будет поставить человеку механическое сердце, примеры успешного применения которого уже есть на данный момент.
Проблема с существующими вариантами искусственного сердца заключается в том, что для выполнения аналогичной работы они должны биться 100 тыс. раз в день и 35 млн. раз в год, поэтому быстро изнашиваются. Если бы речь шла о машине, то вопрос можно было бы легко решить – поменять масло и свечи зажигания, но в случае с сердцем все не так просто.
Уникальность нового устройства, примененного докторами из Техасского института сердца как раз в том, что оно непрерывно гонит кровь и человеческий пульс прощупывается. Оно помогает справиться с образованием тромбов и кровотечением, предоставляет больше возможностей людям с тяжелой стадией сердечной недостаточности, которые ранее имели только два варианта: искусственное сердце или длительное ожидание в очереди на трансплантацию органа. Полученный аппарат предлагает третий вариант для больных с острой сердечной недостаточностью.
Для оценки прогресса в разработке и применениях искусственных органов можно обратиться также к опыту западных учёных и медиков.
Ученым из Западного резервного университета Кейза удалось создать искусственное легкое, которое, в отличие от других подобных систем, использует воздух, а не чистый кислород. Прибор полностью копирует дыхательный орган. В его конструкцию включены аналоги кровеносных сосудов, выполненные из дышащей силиконовой резины. Подобно настоящим сосудам, они разветвляются и имеют разный размер: диаметр самых тонких из них составляет примерно четверть толщины человеческого волоса.
Хирурги Каролинского университета в Стокгольме впервые в мире провели операцию по трансплантации синтетической трахеи, созданной из стволовых клеток самого пациента. Данная технология позволяет обойтись без донора и избежать риска отторжения тканей, а изготовление органа достаточно быстрое и занимает от двух дней до недели.