Мы можем стонать и стонать, когда наша машина ломается, но дело в том, что машину легко и дешево починить, если сравнивать ее с человеческим телом. У вашего механика есть множество запасных частей, подходящих к автомобилю, и если того, что нужно автомобилю, нет на складе, его можно заказать. Не так с человеческим телом. Наши части выходят из строя в случайное время, и заказать запасное сердце или мозг не так просто. Сотни тысяч людей умерли в ожидании органов для трансплантации, в то время как бесчисленное множество людей обходились запасными частями, которые не выглядели и не функционировали так, как настоящие. Но теперь, благодаря многолетним исследованиям, ученые создают своего рода «мастерскую» для людей; вместо глушителей или шин эти эксперты имеют дело с мочевыми пузырями, костями и грудью. Когда мы путешествуем по этой дороге жизни, наши телесные повреждения и спущенные шины могут быть исправлены, и в этой статье мы рассмотрим 10 частей тела, которые можно восстановить и заменить.
10: Зубы
Даже самые младшие школьники в США знают о деревянных зубах Джорджа Вашингтона, поэтому, наверное, неудивительно, что зубы можно восстановить и заменить. Однако со времен Вашингтона мы прошли долгий путь, и теперь поврежденные или разрушенные зубы можно заменить естественными имплантатами, мостами и зубными протезами. Исследователи также усердно работают над поиском способа восстановить зубы до того, как они полностью разрушатся. Заполнение полости похоже на латание дыры, но эти исследователи предполагают, что однажды стоматологи смогут вводить раствор химических веществ, которые заставят зуб регенерировать. Реминерализованный дентин и эмаль заменят эти золотые или керамические пломбы, и ваш зуб будет как новый.
9: Бедро
Замена тазобедренного сустава может облегчить ужасную боль, вызванную артритом. Операция включает в себя удаление пораженной кости и хряща из тазобедренного сустава, а затем установку протеза и шара, которые воссоздают движение в тазобедренном суставе. Некоторые протезы имеют поверхностное покрытие, чтобы оставшаяся кость могла врасти в имплантат. Однако восстановить бедро не всегда было так просто. Ранние попытки создать протез включали свиные пузыри, золото и стекло, но эти материалы оказались слишком слабыми или несовместимыми с телом.
Британскому хирургу Джону Чарнли приписывают разработку методов и материалов, использованных в первой эффективной операции по тотальному замещению тазобедренного сустава в конце 1950-х и начале 1960-х годов. Его сверстники считали его методы безумными, но Чарнли продолжал свои исследования с полиэтиленовыми протезами. Его методы произвели революцию в области замены тазобедренного сустава, и они также повлияли на следующий пункт этого списка.
8: Колено
Первая замена коленного сустава была проведена в 1968 году. Как и в случае с заменой тазобедренного сустава, первые попытки восстановить коленный сустав были грубыми и безуспешными. В какой-то момент искусственные колени были просто шарнирами, но работа Джона Чарнли и других привела к более элегантным заменам. Сегодня получатели замены коленного сустава могут выбрать модель, подходящую для их пола, возраста, веса и уровня активности.
Однако в будущем такие суставы, как тазобедренный и коленный, смогут восстановиться самостоятельно. В июле 2010 года исследователи объявили, что им удалось восстановить сустав кролика с помощью стволовых клеток. Эти исследователи вставили каркас в бедро кролика, и материал на каркасе стимулировал рост клеток. Кролик восстановил способность двигаться и переносить вес на сустав. Это открытие может оказать огромное влияние на стареющую человеческую популяцию, поскольку чем старше человек становится, тем вероятнее операция по замене сустава. Это не последний раз, когда стволовые клетки появляются в этом списке - регенерация суставов - это лишь один из способов, с помощью которых эти клетки смогут восстановить наши тела в будущем.
7: Лицо
Выйти из ситуации насилия - одна из самых трудных вещей, которые может сделать человек. Однако по-настоящему оставить прошлое позади может быть чрезвычайно сложно, когда вы видите доказательство этого в зеркале. Именно поэтому многие пластические хирурги предлагают бесплатно восстановить лица жертв домашнего насилия. Доктор Эндрю Яконо из Нью-Йорка - один из таких врачей. Он узнал об этой проблеме, когда провел реконструктивную ринопластику женщине, которая, как он думал, попала в автомобильную аварию. Когда она вернулась через месяц, он узнал, что ее травмы были нанесены руками ее мужа. Он начал работать с Face to Face, которая связывает жертв жестокого обращения с пластическими хирургами, готовыми помочь бесплатно. Эти пластические хирурги видят такие травмы, как ножевые ранения, ожоги от сигарет и раздробленный хрящ, но они восстанавливают лицо, чтобы выжившие могли закрыть эту печальную главу своей жизни.
6: Ухо
Солдаты заслуживают нашего уважения за свою работу на поле боя, но часто не получают ничего, кроме недовольных взглядов, когда возвращаются. Исследователи разрабатывают новые способы восстановления частей тела, которые солдаты могут потерять в бою. Протезы ушей особенно круты и полезны для солдат. Чтобы сделать новое ухо, лаборанты делают 3D-сканирование головы пациента и сопоставляют модель с другим оставшимся ухом. Если пациент потерял оба уха, техники могут использовать изображения уха члена семьи; один пациент из лаборатории лицевого протезирования базы ВВС Лэкленд запросил уши своего отца, которые были воссозданы за исключением морщин, чтобы они соответствовали возрасту. Новые уши идеально соответствуют оттенку кожи пациента, а также имитируют вены и воздействие солнца.
5: Грудь
Мастэктомия, или удаление одной или обеих грудей, является распространенным методом лечения рака молочной железы. Женщины, подвергшиеся этой процедуре, часто беспокоятся о том, как они будут выглядеть после операции, и реконструкция груди может принести этим женщинам огромную психологическую пользу и вернуть уверенность в себе. Существует несколько методов восстановления груди. Врачи могут использовать имплантаты или собственные ткани пациента, чтобы восстановить грудь так, чтобы она соответствовала другой; если обе груди были удалены, врачи могут использовать фотографии, чтобы воспроизвести то, с чего женщина начала. Некоторые мастэктомии не требуют удаления соска, но если сосок удаляется, врачи могут заменить и его. Они используют небольшой лоскут ткани, чтобы восстановить сосок, а затем полагаются на медицинскую татуировку, чтобы затенить сосок и ареолу.
4: Скин
Еще несколько лет назад сильный ожог был равносилен смертному приговору. Врачи должны быстро иссекать обожженную кожу, чтобы спасти больного, но они должны быстро чем-то прикрыть рану; без кожи пострадавшие от ожогов испытывают постоянную боль и подвержены риску обезвоживания, шока и инфекции. В 1980 году исследователи Иоаннис Яннас и Джон Ф. Берк опубликовали статью о синтетической кожной мембране, которую можно было бы накладывать на такие травмы. Этот слой кожи, сделанный из акульего и коровьего коллагена, может служить каркасом для роста новых клеток кожи. Но другой проблемой был вопрос, где взять эти новые клетки кожи. Врачи пытались использовать кожу членов семьи пациента или трупов, но теперь можно создать новую кожу из собственных клеток кожи пациента. Врачи могут провести биопсию нескольких клеток и отправить их в лабораторию, где клетки делятся и делятся, пока не образуется целый лист кожи. Еще один источник восстановленной кожи? Крайняя плоть младенцев, которая в лаборатории может вырасти в сотни раз по сравнению с первоначальным размером.
3: Ткани сердца и кровеносные сосуды
Болезни сердца являются основной причиной смерти в развитых странах, поэтому гонка за поиском способов восстановления поврежденного сердца идет интенсивно. Стволовые клетки могут обеспечить способ исправить этот жизненно важный орган, и хотя эти методы еще не доступны, мы хотели бы показать некоторые из самых крутых проводимых исследований.
Трубчатые леса, которые ученые могут построить в лаборатории, лежат в основе попыток восстановить сердце. В идеале эти леса должны быть имплантированы в сердце человека и служить моделью для роста новых клеток. Стволовые клетки, помещенные на каркас, могут дать новые кровеносные сосуды, что снизит потребность в заборе новых сосудов у пациента. Каркас также может способствовать росту новой сердечной ткани, что может иметь ключевое значение для восстановления повреждений после сердечного приступа. В одном исследовании ученые использовали каркас для выращивания новых клеток сердечной мышцы, которые успешно имплантировали крысам.
2: Трахея
В 2008 году ученые из Барселоны объявили, что впервые пересадили трахею, созданную с помощью тканевой инженерии, 30-летней женщине. Женщина, перенесшая тяжелую форму туберкулеза, была госпитализирована из-за одышки, из-за которой она не могла заботиться о своих детях. Врачи решили заменить ей трахею на ту, которую они вырастили в лаборатории, используя собственные стволовые клетки женщины. Они использовали трахею, пожертвованную мужчиной, умершим от кровоизлияния в мозг. Из донорской трахеи удаляли все существующие клетки, а затем на нее помещали собственные стволовые клетки пациента. Поскольку использовались собственные стволовые клетки женщины, было меньше шансов, что ее организм отторгнет трахею, что является одной из наиболее распространенных причин отказа трансплантата. Всего через четыре дня после операции по установке новой трахеи было почти невозможно отличить трансплантат от существующей легочной системы. И всего через два месяца после операции анализы функции легких женщины показали, что она находится в пределах нормы для человека ее возраста.
Сад растущих органов
Благодаря достижениям в области регенеративной медицины почти каждую человеческую клетку можно вырастить в лаборатории, за некоторыми заметными исключениями. Исследователи не смогли найти способ заставить поджелудочную железу, печень и нервные клетки размножаться вне тела.
1: Мочевой пузырь
Мочевой пузырь считается первым сложным человеческим органом, который был восстановлен в лаборатории и помещен в пациентов. Собственные клетки пациентов использовались для создания мочевого пузыря. Эти клетки были собраны во время операции по удалению повреждения мочевого пузыря, а затем помещены на каркасы, формирующие растущие клетки. Новые мочевые пузыри были готовы через семь недель, а в 1999 году врачи провели первую операцию по пришиванию нового мочевого пузыря к существующему. Исследователи провели семь таких операций и наблюдали за пациентами как минимум два года, прежде чем объявить об их успехе. Это достижение сулит огромные перспективы для замещения органов. Так много людей умирает каждый год в ожидании трансплантации, но теперь можно извлечь органы для этих людей до того, как истечет время.