Біздің өмірге маңызды ағзаларымыздың істен шығуы өлімге алып келеді, егер оған алмастырушы табылмаса . Алмастырушы ретінде басқа адамның алынған трансплантат немесе адамның өзі жасаған жасанды ағзаларды қолданады. Трансплантатты қолдануда мынандай жетіспеушілікпен байланыстырамыз, трансплантаттың шектеуші қоры және иммунды тебілу проблемасы. Осыларға қарсы әсер ету үшін ағзаға иммунитетті бәсеңдететін препараттарды егеміз, бірақ олардың өмір бойы қолдану керек, олар қымбат және кері әсері болып келеді. Қолдануға дайын , алмастырылатын ағзалардың оң жағы көп, мысалы хирургиялық әдісте аз уақыт алады, операцияға кезекшілік қысқарады, ал денсаулық сақтау мекемелері қаражатын үнемдейді. Алайда біздің өмірге маңызды ағзаларымыздың қызметі күрделі, сондықтан оларды жасанды материялдардан жасау қиын. Барлық жасанды ағзалар тек органикалық қызметті ғана қамтамасыз етеді.
Басқа маңыздырақ ағзалар , соның ішінде сезім мүшелері жиі қалпына келтіруді қажет етеді. Соңғы 30 жыл ішінде биоинертті материалдар қарапайым тәжірибеде 40-тан аса адам ағзасының бөліктерін алмастыруда қолдана бастады.
Бүйрек
Бүйрек қанның құрамының тепе теңдігін сақтап тұрады, қанның қысымын, көлемін және қышқылдығын бақылай отырып, химиялық заттардың концентрацияын , гормондардың синтезін және сүзгіштік орындай отырып , бақылайды. Бүйректер тұқым қуалаушылық әсерінен инфекцияның , жарақаттың немесе токсиндердң басқа аурулардың әсерінен зақымдалады. Бүйрек арқылы алмасу заттарды және суды болу өте күрделі процесс. Диализ бұл бір уақыт диффуузия мен фильтрация , осымен бүйректен айырмашылығы; ол қарапайым болып келеді. Бірақ өте эффектті. Диализ бұл эффектті және көмекші ерітінді, бірақ ол бүйрек жетіспеушілікте идеалды емес, Диализ аппараты мочивинаны және қорытылмаған трофикалық заттарды, суды , қантты және тұзды қаннан бөліп алады. Сөйтіп бүйректің қызметін алмастырады. Алайда бүйрек қорытылмаған трофикалық заттарды қайталап ағзаға жібереді. Бұл процесті диализ атқара алмайды. Орташа алғанда науқас аптасына гемодиализге үш рет түседі, ал әр емі бес алты сағатқаь созылады . Осы кезде науқас уақыт кетіреді, ал Ұлыбританияның ұлттық денсаулық сақтау бөлімі әр науқасқа жылына жиырма екі мың фунт стерминтті аураханадағы диализге жұмсайды,19300 фунт стерминтті егер науқас диализді үйде жүріп қабылдайтын болса жұмсайды.
Мичиган штатының университетінде жұмыс істейтін Девид Хьюмз биожасанды бүйректі өндіруде . Құралда бүйректің құбырының стимуляциясын қамтамасыз ететін патрон гемафильтр және биоректорлы камерасын жасаған, оның ішінде бүйректің проксимальды құбыршасының 10^9 жасушалары бар. Осы биожасанды бүйрек трофикалық элементтерді түбекшелер арқылы бүйрек жасушаларына пайдалы трофикалық заттарды қайта өткізіп, қанға жібереді. Бұл құрал ең алғашқы клиникалық зерттеулерден өтуде.
Жүрек
Жүректің аурулары- АҚШ-тағы ең негізгі өлімнің себепкері, соның кесірінен жыл бойы бір млн американдық қайтыс болады.Жүрек батыстық өмір салтынан қатты қиналады, стресс , сыртқы ортаның ластануы, алкогольдың шектен тыс қолдануы , жоғарғы құрамды холестеринді тағамдарды қолдану мен байланысты жүректің қызметі қанды ағза бойына қамтамасыз ету. Олар барлық тіндерге және ағзаға өмірлік маңызды.
Ең бірінші рет 2001 жылдың шілдесінде Кентукки штатында елу тоғыз жастағы американдық Роберт Тулзуға жүректі түгелдей алмастырып имплантация жасаған. Құралдың салмағы бір кг , Абиокор атты грейпфрудың мөлшеріндей , қазіргі уақытта «АбиомедНнк» компаниясында жасалып шығарылады.Массаусейс штатында . Абиокор бұл титандық және полимерлік насос, ол иықта көтеріп жүретін аккмулятор арқылы құра алады. Тері арқылы ешқандай сымтектік жүргізілмейді, бұл инфекциның рискін қысқартады. Тулз мырза төрт айдан кейін қайтыс болады, денсаулығының жалпы жағдайының нашарлауынан құралады. Он төрт науқасқа орнатқан . Құрал науқастардың өлімінің тікелей себепкері емес, науқастардың көбі ұзақ өмір сүреді, имплантацияға дейінгі айтылған уақытынан.
Кейінірек «Джавик -4» деген жасанды жүрек шығарылды, ол төрт камералы полиуретанды агрегат , екі диафрагменді насосы және төрт механикалық клапаны бар. Аппарат тез ағзаға қосылған , бірақ оның қолдану мерзімі 4-5 жыл аралығында ғана және сымтетікті қолдануды қажет етті, оны тері арқылы сыртқы аккмулятормен байланыстырған.
1980 жылдары онымен клиникалық тәжірибелерден өткізген , уақыттық жетістікке жетпеді, алайда оны қосымша жүрек ретінде науқастың өмірін ұзарту үшін қысқа уақытқа қолданған, олар трансплантатты күткенге дейін.
Ең көп қолданғаны , жүректің критикалық проблеммаларымен күресу кезінде , клапандарды ауыстыру, шунттау (тамырлық трансплантат) операциясын жүргізу және жүректің стимуляциялық құралдарын орнату , оның ішінде насостарды және кардиостимуляторларды орнату болып табылады. Өкпе
Өкпе қандағы екі тотықты көміртекті оттегіге алмастырады. Әр өкпеде майда ауалық қапшықтар болады: альвеолалар, сопақша капиллярлардың торшаларында ілініп тұрады, онда эритоциттер тек бір- бірлеп кіре алады. Әр жасуша екі тотықты көміртегі бөледі және альвеолалардан мембраналары арқылы оттегіні сіңіреді. Өкпеде 40 әртүрлі жасушалар бар, олардың құрылымы өте күрделі болып келеді, сондықтан оны жасанды құру өте қиын және өкпенің барлық қызметі соңына дейін зерттелмеген. Сондықтан қазіргі уақытта тек тыныс алу мен оттегі алмасу машиналары ғана өндірілген. Хирургиялық операция кезінде ағзадан қан алынып, мембраналық немесе көпіршіктік оксигенератор қанға оттегіні енгізіп және екі тотықты көміртекті алып тастау үшін қолданады. Жақында имплантацияланған катетер оттегінің көзі ретінде жасалған, оны полая көк тамырына орнатады(жүрекке қанды әкелетін көктамыр ), оны жедел және созылмалы өкпе ауруларымен ауыратын науқастарға көмек ретінде шығарған. Қан катетерден өткенде оттегімен қанығады. Бұл құрал үлкендерге тыныс алуға қажет жартылай оттегімен екі апта бойы қамтамасыз ете алады, сондықтан оны жарақаттан немесе аурудан кейін өкпе қалпына келгенше қысқа уақыттық тыныс алуға көмекші құрал ретінде пайдаланған жөн
Бауыр
Бауыр бұл үлкен және күрделі мүше, мыңдаған қызметті атқаратын жасушалардан тұрады. Бауыр май, көмірсу, қанның ұю факторы, ақуыз алмасуының деңгейін қалыпты ұстайды, көптеген маңызды химиялық заттарды синтездейді және қанды токсиндерден тазартады. Қазіргі уақытта бұл қызметтерді жасанды мүше арқылы қамтамасыз ету мүмкін емес. Қазіргі уақытта тек бір ғана қызметті қамтамасыз етуге болады, ол қанды детоксикациялау. Ол клиникалық әдістер арқылы жасалады, мысалы плазмофорез, ол бүйректің диализіне ұқсас. Криофильтрацияда қосылыстар және патогендер қан сарысуында тұнбаға түседі, сарысуды салқындатқанда гельге айналады. Алайда екі әдісте де жиі клиникаға бару керек. Сондықтан зақымданған бауырды алмастыру үшін жасанды тіннің жасанды материалдың гибридін, яғни тіннің иннсинирингі арқылы алынған конструктін қолданады, немесе зақымдалған бауырға бағаналы жасушалрды егеді, олар оны регенерациялап, бастапқы жағдайы мен қызметін қалпына келтіреді. Ұйқы безі
Ұйқы безі қандағы қанттың мөлшерін реттейді. Эндокринді панкреатикалық жасушалардың аралшықтары қанттың деңгейін гормондардың мөлшерін жоғарлата отырып, жасушаларда қанттың рецепторларын аша отырып, төмендетеді. Егер ұйқы безі инсулинді синтездей ала алмаса, жасушалар қантты сіңіре алмайды, және қуат майлардың ыдырауынан алынады, бұл айқаста жүрек айналуына және кома мен өлімге әкелуі мүмкін. Қанттың созылмалы дисбалансы сусыздануға , көз соқырлыққа , бүйректің жетіспеушілігіне , жүректің жетіспеушілігіне және аяқтары мен табандарындағы қанайналымының бұзылуына , нәтижесінде аяқтың ампутациясына әкелуі мүмкін.
1969 жылы Миннесот штатының университетінде инсулиннің имплантацияланған насосы өндірілген. Оны тері астына имплантацияланған.
Көз
Жарық беткейіне түседі, онда ол кристалдық линзада қарашықпен фокусты алады, одан кейін оған нақты фокусты алып, көздің түйіншікті нүктесінде жарықтың сәулелері конус тәрізді формаға беру үшін жасалады. Нұрлы қабық қарашықтың диаметрін бақылайды, көзге өткізетін жарықтың мөлшерін басқарады. Жарықтың сәулелері түйінді өткен кезде, олар қарама қарсы конусқа кеңейеді, желетәрізді зат арқылы өтеді және ішкі көздің артқы жағынан торшада фокусталады. Торша жарыққа сезімтал жүйке жасушаларына құралады таяқшалар және тостағаншалар, олар электронды сигналды іш қыртысы көру аймағының оптикалық жүйкесі арқылы жібереді, олар екі майда учаске мидың артқы төменгі бөлігінде. Егер ми қыртысының көру аймағы зақымдалса, көз және көру жүйесі түгел қызметін атқаратын болса да, соқырлыққа да алып келуі мүмкін.
Затты көрудің бүкіл процесі 0,1 секунд алады, бұл ең жылдам компьютер арқылы фотоаппараттың өндіру уақытынан да өте тез өтеді.
Әр жыл сайын бірнеше мыңдаған адам аурудың немесе химиялық күюдің әсерінен торшасын зақымдап, көруі нашарлайды, соқырлыққа алып келеді. Трансплантация қарапайым процедура болып келеді, ал егер донор табылмаса, синтетикалық «енетін» протезді қолдануға болады. Имплантат бұл цилиндрлі линза Тефлон юбкасымен бірге оны торшаның қуысына орнатады. Имплантанттың сыртын сүйекше үстімен (арнайы дәнекер тіні, коллагенге бай) және коньюктивамен (қабақты астынан қаптайтын мембрана) қапталынған.
40 жыл бойы ми қыртысының көру аймағына электрлік сигналдарды беру арқылы көруді қалпына келтіру үшін көптеген тәжірибелер жасалынған. Әсер ету арқылы түйсікке айқын жарық дақтарын түзу болып табылады. Әр түрлі электродтармен электрлік импульстер беру арқылы дақтар орнын ауыстырып көрініс түзеді. Көрініс нашар салалы электронды таблоға немесе теледидардағы көрініске ұқсайды. Алайда науқастардың қ ауіпсіздігі үшін электрлік стимуляция жолымен көруді қалпына келтіру тәжірибелік әдіс ретінде қалды. Функционалды имплонтацияланған жасанды көз бұл болашағымыздағы іс.
Мұрын
Иістерді электронды сигналдармен жеткізетін бионикалық мұрындар өндірілген, бірақ олар дене мүшесі емес, машиналар, сонымен қатар оларды адамның ағзасына қолдану міндетті емес, оларды детектор ретінде, тағамдардың сапасын бақылау үшін немесе порфюмерлік заттар не химиялық қосылыстардың сәйкестігін анықтау үшін қолданады. Құралдың иіскейтін бөлігінде вакуумдық насос ауаны сорып, термисторлар буы арқылы өтеді, оны иіс сіңіруші материалмен қаптайды. Конденсация болғанда, термистордағы температура шоғырлайды, электронды сигналды компьютерге жібереді. Қоданылатын сіңіруші материалды мұрынның иіскеу эпителиінде анықтауға болады, яғни майлар, көмірсулар және ақуызда.
Көмей
Көмей бұл трахеяның жоғарғы бөлігіндегі қуысты шеміршек. Ол үш қызмет атқарады. Біріншіден, ол трахеяны қорғайды, жұту кезінде тұншығудан құтқарады. Екіншіден ол клапандық қызметті атқарады, өкпеге қысым түсірмейді. Соның арқасында біз ауыр затты көтереміз. Үшіншіден дауыс байланыстары вибрацияланып даусты түзеді, одан кейін ауыз аппараты түзеді.
Ісік ауруларының нәтижесінде көмейді алып тастайды және трахеяны тыныс алу үшін мойынға жылжытады. Сөйлеу, бұл кезде, тек қана кеңірдек бұлшықеттері арқасында болады. Алайда науқастардың тек қана 15%-і ғана жақсы сөйлей алады. Кеңірдек арқылы сөйлеуді жеңілдету үшін Т тәрізді Blom-Singer протезін қолдануға болады. Протездің қуысты стержені трахеяны кеңірдекпен байланыстырады . Протез клапан ретінде әсер етеді, кеңірдекке өткізеді, ал сұйықтық және қатты денелерді трахеяға өткізбейді. Айналдырылған резеңке диофрагма ауаны тыныс алу кезінде енгізіп, тыныс шығару кезінде стома арқылы ауаны жоғалтпауын қамтамасыз етеді, сондықтан кеңірдек арқылы шығарылған дауыс ауыз қуысына бағытталады. Servax Inton деген электронды көмейлер бар . Онда вибрациялық электронды дауыстық көзі бар, кнопканы басқанда ғана іске асырылады. Ол мойынға тығыз шабысып тұрғанда ол дауысты ауыз қуысына жібереді. Бұл дауыс сөйлеуге алып келеді, адам сөздері айтқанда. Бұл құралда екінші кнопкасы болады, ол интонацияны өңдеуге көмек береді.
.Болашақта мойын бұлшықеттеріне инплантацияланған , электродты құралдар болады. Электродтар бұлшықет сигналдарын жазып алады. Сигналдарды алдымен графикке енгізіп , программаланған құралда интерпритацияланады.
Бұл бөлімде жасанды ағзаларға түсінік беріледі, дефицитті трансплантаттардың альтернативі ретінде қолдану үшін өңделген . Алайда біздің өмірге маңызды ағзаларымыз өзінің қызметі және құрылымы бойынша өте күрделі. Егерде зақымдалған ағзаның жасушаларын регенерацияланған ағзаға стимуляцияланғанда және оның қызметі қалпына келгенде, не болмаса мүшедегі жасушалардың стимуляциясы мүмкін болмаса, жаңа жасушалар енгізілуі болар еді. Қазіргі уақытта жаңа инновациялық аймақ даму үстінде , оны тіндердің инжинирингі деп атайды, онда науқастың не болмаса басқа адамның бағаналы жасушалары каркасқа егіліп, не жасанды биоматериалдардан жасалынған , оның ішінде биокерамикалар , не болмаса рекорбирленген полимерлерден немесе табиғи материалдардан , мысалы коллагеннен жасалынады. Жасушалар каркаста биореакторда өсіріледі. Шаблондар жасушаның өсуіне қажет үш бөлімді форманы қамтамасыз етеді .
Жоспар:
-
Кіріспе бөлім
-
Негізгі бөлім
