Искусственные органы медленно, но верно перемещаются из области научной фантастики в сферу практической медицины. В обозримом будущем большинство составных частей человеческого организма, вполне возможно, будут иметь искусственное происхождение. У пластических хирургов может появиться много почти коллег — специалистов по ремонту и обслуживанию человеческих тел.
Найдите минимум отличий
Сразу же следует уточнить, что в статье речь пойдет не о набитых электроникой и густо обвязанных проводами больших железных ящиках (именно так выглядит некогда очень популярный в среде генсеков ЦК КПСС аппарат "искусственная почка").
Для разделения понятий можно позаимствовать удобный и легкопроизносимый термин у фантастов. Артифорг (Artificial Organ) — искусственный орган человеческого тела должен размещаться внутри этого тела, соответствуя по размерам своему прототипу. Железный шкаф "почка", плюс железный шкаф "легкие", плюс другие железные шкафы в сумме дадут не гомо сапиенса, а киборга, немобильного и плохо приспособленного к реальной жизни.
Вместо проводов должны использоваться кровеносные сосуды, а материал, из которого изготовлено новое сердце (печень, селезенка, желудок и т. д.), не должен отторгаться организмом. На начальном этапе органы будут производиться из различных пластиков или же прошедших специальную обработку органов животных. Затем им на смену должны прийти технологии выращивания новых органов (в организме самого пациента, в лабораторной пробирке, в организме клонированного животного). Ведутся исследования и в направлении регенерации. Если ящерицы способны отращивать потерянные хвосты, может, и человек сможет сделать нечто похожее? При наличии квалифицированной помощи, конечно.
С точки зрения финансовой ситуация на рынке артифоргов с самого его возникновения будет такова, о какой практически в любом другом виде бизнеса продавцы не могут и мечтать. Спрос будет многократно перекрывать предложение. Покупателям остается утешаться мыслью о том, как дорого стоит их жизнь. Примерное представление о ценах можно составить, если учесть, что кохлеарный имплантат (позволяющий глухому слышать) стоит в России вместе с установкой от 1 млн руб., при том что речь идет об относительно несложном в изготовлении и не самом жизненно важном органе — в сравнении, скажем, с печенью или сердцем.
Из положительных моментов следует отметить, что артифорги могут положить конец незаконным операциям с донорскими органами. Впрочем, это будет тоже зависеть от цены.
Главное — не терять голову
Начнем с грустного. Хотя современная наука добилась определенных успехов в области создания искусственного интеллекта, возможность разработки имплантата человеческого мозга пока даже не обсуждается. Рано.
Современная медицина может похвастаться лишь искусственным костным мозгом, да и то не самым высококачественным. Группа исследователей во главе с профессором Николасом Котовым из Университета Мичигана в 2008 году представила созданный ею полимер, повторяющий по структуре человеческий костный мозг. Профессор Котов отвергает возможность вживления этого мозга людям, он пока будет существовать исключительно в пробирке и служить для испытаний новых лекарственных средств.
Четыре года до сердца
Сердце, пожалуй, одна из самых важных деталей человеческого организма после головного мозга. Первые попытки создания искусственного сердца относят чуть ли не к 1812 году. В середине прошлого века на этом направлении уже наметился заметный прогресс, лабораторные собачки и телята после каждой новой операции по вживлению искусственного сердца жили все дольше, однако это время все равно измерялось часами. В последние годы очередь дошла и до людей.
В 2006 году в одной из детских клиник Канады 15-летней пациентке был установлен сердечный имплантат (не на замену, а в дополнение к ее собственному сердцу), который давал девочке казавшийся не очень высоким шанс дожить до момента, когда удастся найти донорское сердце для операции. Донор не понадобился. Пять месяцев спустя деятельность сердца восстановилась, имплантат был удален.
В 2008 году кардиохирург-трансплантолог из Франции Ален Карпентье заявил, что полный имплантат человеческого сердца будет готов к клиническим испытаниям в 2011 году, а в 2013 году можно будет ожидать первые операции. Над подобными проектами параллельно работает несколько групп исследователей в разных странах.
24 июня 2009 года в больнице Университета Роберта Вуда Джонсона (штат Нью-Джерси, США) прошла первая операция по установке пациенту официально утвержденного к применению сердечного имплантата AbioCor (с удалением родного сердца). В ближайшие годы должно быть установлено несколько сотен, а может, и тысяч таких искусственных сердец. Операция может быть проведена только на пациенте, которому без замены сердца осталось жить не более месяца. Трансплантат должен подарить дополнительные год-два жизни. Разумеется, с развитием технологии оба срока будут удлиняться.
Одна из решенных не до конца проблем на пути массового производства сердечных трансплантатов состоит в том, что искусственное сердце нуждается в источнике питания, заряд которого следует контролировать (наверное, нет нужды объяснять, что будет, если источник питания разрядится). Для простоты такого контроля "батарейка" должна быть закреплена на теле снаружи, а провода от нее — проходить внутри организма.
Если сердце может быть сделано человеком, почему бы ему не перегонять искусственную кровь по искусственным венам? О полной замене крови, правда, пока речь не идет. Но многочисленные исследователи уже активно занимаются созданием жидкостей, которые можно добавлять в кровь с разными целями. Самые простые заменители, уже существующие, не очень хороши. В случае большой кровопотери (например, при катастрофах) и при отсутствии необходимого количества донорской крови их можно залить в кровеносную систему, увеличив объем жидкости в ней до нормального уровня. Правда, при этом упадет уровень гемоглобина. Двух-, трех-, а в отдельных случаях и семикратное падение этого уровня человеческий организм может пережить. Но время, чтобы дождаться неотложной медицинской помощи, выигрывается.
Следующее поколение искусственной крови — искусственная кровь, способная доставлять внутренним органам кислород.
Из достижений в области кровообращения современная медицина может похвастаться имплантацией искусственного заменителя одного из важнейших органов (на мой субъективный взгляд) — пещеристого тела полового члена. Сексуального равноправия ради хочу отметить, что создание искусственных яичников уже не за горами. Исследователи из английского Университета Брауна утверждают, что таковые появятся уже скоро.
Глаз или видеть
По поводу искусственных глаз есть две новости — плохая и хорошая. Плохая состоит в том, что ни один нормально действующий протез, дающий человеку возможность видеть, не выглядит как глаз. Если слепой, слабовидящий, потерявший глаз или сильно его повредивший человек способен примириться с тем, что будет внешне слегка напоминать Терминатора, то вот хорошая новость: жуткий на вид искусственный глаз будет работать. Не то чтобы им можно будет рассматривать почтовую марку в лупу или хотя бы любоваться картинами — нет, такое пока невозможно. Но уровень освещенности, примерные цвета, общие очертания предметов — это искусственный глаз "увидеть" может.
Проектов по созданию искусственных органов зрения в мире немало. Этим занимаются в тюбингенской университетской офтальмологической больнице, в престижном Массачусетском технологическом институте, в не менее престижном Стэнфорде, в Иллинойском технологическом институте, в университетах Юты и Чикаго, Политехнической школе в Монреале, в Японии и Австралии. В ЕС действует специальная программа исследований в этой сфере.
При этом все разработчики искусственных органов зрения идут примерно одним путем. Искусственный глаз — это цифровая видеокамера; снимаемый с нее сигнал используется для стимуляции сетчатки глаза и (или) оптического нерва напрямую. Развитию этого направления медицины невольно способствует тот факт, что исследованиями в области цифрового видео занимаются суперкорпорации, выпускающие бытовую и компьютерную технику.
Если предположить, что путь создания искусственных органов зрения будет похож на историю развития бытовых фотоаппаратов, а займет при этом как минимум вдвое меньше времени, то вполне возможно, что уже в нынешнем веке будет создан искусственный глаз, функционально полностью соответствующий живому.
Искусственные органы слуха до подобного "уровня натуральности" уже почти дошли. Маркетинговые материалы компаний, выпускающих "искусственные уши", обещают "музыкальное качество", но при этом скорее торопят события, чем обманывают. Людей, пользующихся искусственными органами слуха, в мире больше, чем пациентов со всеми остальными искусственными органами, вместе взятыми. За исключением, конечно, зубов. А к концу XXI века, вероятнее всего, глухим останется лишь тот, кто сам выразит желание быть таковым.
Вместе со словом "глухой" должны устареть также понятия "беспалый", "безрукий", "безногий". Искусственные конечности активно разрабатываются и производятся по всему миру. До идентичности искусственных и "родных" рук и ног сегодня дело еще не дошло, но бурный прогресс в этой области практически неизбежен.
Искусственная кожа и искусственные кости станут реальностью всего через несколько лет. Первую создают в Массачусетском технологическом институте, вторые — в Университете Макджилла в Монреале.
Плановая замена и капремонт
В деле создания искусственной печени медицина пока продвинулась недалеко (в сравнении с другими областями). Компания HepaLife ведет разработки искусственной печени PICM-19, которая должна будет не заменять, а лишь дополнять родную печень пациента, взяв на себя часть ее функций — в ожидании или нормализации работы родной печени, или донорской печени для пересадки.
О полной замене печени пока речь даже не идет. Специалисты по регенеративной медицине из Университета Ньюкасла полагают, что примерно в 2012 году появятся разработки, позволяющие "ремонтировать" больную печень за счет отдельных клеток, созданных искусственным путем.
Первые (внешние металлические, конечно) искусственные легкие были созданы еще в двадцатые годы XX века. Искусственные легкие сегодняшнего дня — отдельно стоящая машина. Но уже есть разработки этого органа, которые не нужно ставить отдельно, а можно удержать на весу в одной руке. Это искусственное легкое Novalung, выпускаемое одноименной компанией. Его имплантация пока, увы, невозможна: легкое придется "носить" на себе наподобие небольшого рюкзачка. Появление полнофункциональных искусственных легких, имплантируемых в тело, специалисты обещают уже в ближайшее время.
Созданием искусственной поджелудочной железы занимаются в целях борьбы с диабетом. Изучается возможность имплантации клеток, вырабатывающих инсулин, в больной орган. Альтернативное направление — более технологичное, предполагается создать искусственный орган, который в перспективе может даже превзойти тот, который дан человеку природой. Искусственная поджелудочная железа должна, как предполагается, отслеживать изменения уровня инсулина в организме и вырабатывать необходимое количество в соответствии с полученными данными. Пока же в Медицинской школе Монпелье идут клинические испытания искусственных поджелудочных желез, которые представляют собой что-то вроде вживленного в организм миниатюрного робота-сиделки. Артифорг контролирует уровень инсулина и, если тот снижается, фактически делает укол.
Уже три года прошло с момента первой в мире операции по имплантации замены желчного пузыря. На этом направлении победу одержали специалисты по биотехнологиям. Желчные пузыри выращивают из клеток, а не собирают на станке. Тогда, в 2006 году, искусственными желчными пузырями успешно обзавелись семеро человек. Новые органы были созданы с использованием родных клеток пациентов.
Вполне возможно, что по схожим технологиям могут быть созданы искусственная печень и искусственные почки, а может быть — и искусственное сердце.
Слову "бесплодная" придется также отправиться в архив. Однако искусственная матка, в отличие от других искусственных органов, должна не вживляться в тело, а находиться вне него. Человеческий эмбрион будет развиваться в специальной камере, поневоле заставляющей вспомнить книгу "Дивный новый мир" и фильм "Секс-миссия". И произойдет это, как утверждает занимающийся разработкой искусственной матки доктор Лю Хун Чин из Центра репродуктивной медицины и борьбы с бесплодием Корнуэльского университета, в самом ближайшем будущем.