În listele de așteptare ale transplantologilor din țările dezvoltate ale lumii sunt incluse zeci de mii de pacienți cu cea mai mare speranță (doar în Statele Unite - aproximativ 30 000). Sute de mii de oameni organe de transplant sau părți din ele sunt necesare pentru a îmbunătăți sănătatea și calitatea vieții - de exemplu, pentru a schimba un scaun cu rotile la o trestie de zahăr.
Un donator potrivit (viu sau decedat) are timp să aștepte, în cel mai bun caz, fiecare zecime dintre cei care au nevoie de un transplant pentru indicațiile lor vitale. Și chiar și după o operație reușită pentru restul de ani, pacientul va trebui să se ocupe de reacția "transplantului împotriva gazdei" și să ia medicamente care suprima sistemul imunitar: donatorul ideal nu poate fi decât un gemene identice ... sau pacientul însuși.
Preforma este implantat sub latissimus pacientului din spate și a adus pachet ei musculare-vasculare, din care viitorul țesutul osos încolțite vasele de sânge. O traducere a unui extract de articole din revista „Lancet“ citi forma non-adaptată - să se simtă profund măreția rezultatului:
„După 7 săptămâni după control radiologic a fost efectuat reimplantarea biocompozit complexă a defectului osos, mandibula pe un pedicul vascular, care a fost anastomozate la artera carotidă și vena. Fixarea grefei a fost efectuată cu șuruburi de titan, marginile ramurilor maxilarului inferior s-au întărit pentru o mai bună încorporare. Stare grefă controlată tridimensională computerizată tomografie și gamma scintigrafia cu technețiu-99, care a arătat mineralizare și vascularizarea suficientă. Principalele probleme tehnice au fost țesutul cicatricial, format după radioterapie. 4 săptămâni după implantare, pacientul a fost capabil pentru prima dată să mestece și să mănânce alimente moi pentru ultimii 9 ani, și a fost mulțumit de rezultatul cosmetic. "
Poate că acum pacientul este chiar mai mulțumit de rezultatul cosmetic și poate avea orice alimente de a mesteca și zâmbet de la ureche la ureche medicii ia promis că, după un an, după maxilarului protetic în cele din urmă obține mai puternic, acesta va fi disponibil pentru a se potrivi protezelor dentare.
Materiile prime ideale pentru fabricarea de organe pot fi celulele stem embrionare individuale obținute prin clonarea terapeutică. Tehnologia se bazeaza pe „tehnica Dolly“: un nucleu de ou uman este înlocuit cu nucleul celulelor pacientului și șoc electric pentru a stimula începutul diviziunii ei. Unul și jumătate până la două săptămâni de blastocist - de fapt, nici măcar un embrion ca o minge de cateva sute de celule - distrug și crescute în cultură, celulele sale capabile de a dezvolta in orice tesut care nu vor fi respinse de organismul pacientului.
Teoretic este posibil să se introducă rezultat embrionul nucleu de înlocuire în uterul unei mame surogat și a obține o clonă, aproape identic cu nucleul donator (un procent din numărul total de gene gasite in mitocondrie de ou și donatorul nucleu îi vor primi de la mama lor biologică și clona - de la donator de ou) . Cu toate acestea, până în prezent, probabilitatea de succes a unei astfel de operațiuni pe o persoană care tinde la zero (din cauza naturii structurii și etapele timpurii ale primat divizarea ou), dar legile care interzic clonarea reproductivă, în orice caz, a fost deja luate în zeci de țări. Conform Legii Federale Ruse cu privire la interzicerea temporară a clonării umane pe cei responsabili pentru încălcarea ei, „poartă responsabilitatea Federației Ruse în conformitate cu legea“ - care nu este concretizată. Și, de exemplu, în Marea Britanie se stabilește termenul de închisoare: până la zece ani.
Între timp, este posibil să se utilizeze pentru ingineria tisulară nu o sursă ideală, dar sigură de materii prime - celule stem mezenchimale izolate din măduva osoasă sau, mai rar, din țesutul gras și alte țesuturi ale pacientului însuși.
Forma și structura viitorului organ sunt determinate de matrice. Modelele apatite poroase - un amestec de fosfați și alte săruri de calciu - sunt potrivite pentru creșterea oaselor și articulațiilor. Dintre acestea (dar orientate structural și prin urmare mult mai durabile), 2/3 constă dintr-un os natural. O bază bună pentru organe este bureții mai moi - colagen dintr-un țesut spălat din celule. In astfel de fălcile de la MIT (MTI), țesut pulmonar de model recent realizat: o matrice poroasă de colagen și celule hondroetinsulfata plasate derivate din celule alveolare de făt de șobolan. Adevărat, sa dovedit (până acum!) Numai o bucată de alveole fără vase de sânge și bronhiole. Dar putem spera că în zece ani va fi posibil să crească dacă nu este complet lumină, atunci cel puțin segmentul său, potrivit pentru transplant.
Colagenul - principala proteină a țesutului conjunctiv - la toate animalele are aceeași compoziție și nu provoacă reacții de respingere. Matricea extracelulară a corpului relevant ar fi o bază optimă pentru corpurile în creștere cu o formă complexă, formată din diferite țesuturi, dar pentru a curăța celulele din carne de porc întreg sau lumina de rinichi de vițel, fără a distruge cele mai bune web de colagen si alte proteine - o sarcină foarte complexă. matrice spongioase nețesută realizate din polimeri biodegradabili ai acizilor lactic și glicolic (acestea au fost mult timp utilizate în medicină, de exemplu, sub forma unei suturi sau șuruburi pentru fixarea fragmentelor osoase), polilactonă, și multe alte substanțe. În particular, unul dintre polimerii mai studiate acum - acest monoanhidridă polinesaturate [trimellitylimidoglycine-co-bis (carboxi-fenoxi) -hexan] și poli- [pyromellitylimidoalanine-co-1,6-bis (carbophenoxy) -hexan] - traduceți-l în limba rusă, dacă doriți. Perspective mari și matrice gelatinoasa - în ele, în plus față de nutrienți, factori de creștere pot fi administrați și alți inductori ai diferențierii celulelor în formă de mozaic tridimensională corespunzătoare structurii viitoare a corpului, iar când se formează acest corp și mai puternic, gelul rezolva complet.
Atunci când țesuturile și organele cresc, este important să se asigure aprovizionarea lor cu sânge - și pentru divizarea celulelor și pentru o mai bună încorporare în corpul protezelor sau a grefei - plasturi de țesuturi. mucegai tridimensională pentru fabricarea viitoare rețele de capilare realizate prin tehnologia MEMS (tehnologia MEMS), sub formă de oxid de siliciu, iar cel mai bun material pentru sistemul microtuburi dovedit polimer glicerol sebacat. Polimerii utilizați în experimentele anterioare sunt potriviți pentru munca experimentală, dar nu sunt adecvați pentru utilizare în medicină - fie că nu se descompun în organism, nici nu provoacă inflamații după transplant.
Și cel mai bun bioreactor pentru dezvoltarea planurilor de inginerie tisulară este pacientul însuși. Mediul artificial datorită difuziei poate „alimenta“ stratul textil nu este mai gros decât un milimetru și în straturile profunde ale celulelor sunt ucise sau nu se dezvolta în acele tipuri de țesuturi în care necesitatea de a se diferenția sub influența condițiilor stabilite în bioreactor. În zona corpului, cu buna de sange de crestere vas de sange de aprovizionare devansând alte țesuturi, le furnizează oxigen și substanțe nutritive și elimina produsele metabolice. Matricea de organe viitoare sau a grefei poate fi implantat direct la site-ul, dar cea mai mare parte la început, „germinat“, în grăsimea subcutanată în abdomen sau în grosimea mușchiului, și după „gestație“ transplantat la locul de obicei, pentru a lucra în tehnici de chirurgie plastica. Cu toate acestea, în timp ce toate acestea se fac în principal pe animale.
Realizat din celule stem
Blisterele urinare numai în SUA elimină aproape 60.000 pe an. Este una dintre aceste situații, la început, atunci când indicațiile vitale pentru transplant nu este - dar ne imaginăm calitatea vieții acestor pacienți. Studiile clinice ale metodei de cultivare bioartificial vezicii urinare direct în corpul pacientului sunt efectuate, în special, la Spitalul de Copii, Harvard Medical School (Boston, SUA). Acolo face bistrat „sandwich“: pe matricea de colagen a vezicii urinare sau intestinul subțire al animalelor este aplicat miocite extern netede sau miofibroblastele si in interiorul - celule uroteliale (caracteristice epiteliului intern al sistemului urogenital). colegii lor suedezi spitalul Karolinska din Stockholm vezici trei straturi crescute într-un bioreactor și fără matrice: o formă sferică, un strat de celule musculare, o saptamana - fibrolastov, și apoi - stratul epitelial. O lună mai târziu, vezica urinară - aproape ca cea reală - este pregătită pentru un transplant.
Când hipospadias, cele mai frecvente anomalii congenitale ale organelor genitale la baieti, uretra este scurtat și nu se deschide, dacă este necesar, și, în funcție de gravitatea încălcării, din partea de jos a glandului la perineu. Sau se deschide in locul potrivit, dar creste de unu si jumatate pana la de doua ori mai scurt decat corpurile cavernoase. Detaliile imaginează calitatea vieții acestor pacienți. Funcționarea în această boală se efectuează în mai multe etape, cu intervale de mai mulți ani, și nici unul dintre aproximativ 150 dezvoltat de moduri chirurgi uretroplastie nu este ideală - dacă numai pentru că uretra artificială taie din pielea pacientului, și cu debutul perioadei de tranziție în părul ei crește. Recent, la Departamentul de Chirurgie Pediatrică al medicale si stomatologice Universitatea din Moscova, în prima fază a studiilor clinice a trei baieti cu hipospadias scrotal transplantate uretră artificiale, cultivate într-un bioreactor a matricei de colagen a propriilor lor celule stem. Dacă totul merge așa cum era planificat, nu vor avea nevoie de oa doua operație.
studiile clinice planificate sau inițiate pentru ingineria tisulară a ligamentelor si tendoanelor (inclusiv atunci când o astfel de leziune comună ca un menisc rupt al articulației genunchiului) și falangelor (de asemenea prejudiciu foarte frecvente), restaurarea corzilor vocale, timpanele, canalele biliare, locurile traheei și intestine ...
În unele clinici din lume, restaurarea pielii, a corneei, a osului și a cartilajului printr-o grefă de țesut din celulele pacientului devine deja o procedură de rutină. Poate cel mai tânăr dintre cititori va vedea la televizor (sau stereo?) - primul pacient cu o inimă sau un ochi crescut artificial. Acum această perspectivă pare îndepărtată, deși realistă.