Каменное сердце, железная нога: как приходит время искусственных органов

Фото: m24.ru/Василий Макагонов

В эпоху высоких технологий человечество стоит перед новым серьезным выбором. Вплотную встает вопрос о создании искусственных органов тела, которые будут способны полностью заменить утраченные. То есть, бионических протезов, которые вживляются в человеческий организм и повторяют функции органов или частей тела. О том, далеко ли ушли ученые в решении этой задачи – в материале m24.ru.

Это фантастика

"Если хочешь уцелеть, покупай искусственные органы фирмы "Медикал-секьюрити"! Гуттаперчевая печень не боится ударов! Металлические суставы прочнее костяшек! "Медикал секьюрити" – гарантия безопасности!" (Борис Зубков, Евгений Муслин, "Аквариумы").

Лет сорок назад создание искусственных органов, как целой индустрии в медицине, было плодотворной нивой для фантастов. Особенно это касается советских мастеров пера, в творчестве которых такие мотивы встречались весьма и весьма часто. Как в приведенном выше отрывке из фантастического рассказа 1968 года.

Сейчас ситуация в корне изменилась. Современная медицинская техника позволяет полностью или частично заменить поврежденные или неправильно функционирующие органы человека. Разумеется, речь идет не о всех органах и системах человеческого организма – попытки создать полностью искусственный мозг пока провалились. Не лучше обстоят и дела с созданием биопротезов различных частей мозга: от гипофиза до таламуса. Но мозг все же является самым сложным из органов человеческого тела, далеко не все части тела могут похвастаться такой "усложненностью".

Geek Picnic: Николя Хуше - о протезе, напечатанном на 3D-принтере

Уже давно существуют электронные водители сердечного ритма (или, проще говоря, кардиостимуляторы), усилители звука для тех, кто страдает глухотой. Это лишь некоторые примеры использования технических средств в медицине. Но это все же касается лишь частей отдельных органов, а никак не целиком сердца или печени с почками.

Искусственная почка существует уже достаточно давно. Но ее нельзя назвать органом в прямом смысле слова – она представляет собой громоздкий аппарат, который подключают к пациенту в больничных условиях для процедуры диализа – очищения организма от креатинина и билирубина. Целиком заменить настоящую почку такой аппарат не может, кроме того, многие пациенты переносят его плохо.

Во время операций врачи активно используют аппараты искусственного кровообращения, искусственные легкое или сердце. Все эти приспособления способны кратковременно поддерживать жизнь человека в то время, когда его органы временно "отключены".

"Нераскрытые тайны": Тайна советских киборгов

Но все же, что слышно об искусственных органах?

Человек-киборг

...Найджел Экланд никогда не считался одним из сильных мира сего, для которых возможности современной медицины максимально расширены. Обычный рабочий металлургического завода в Северном Лондоне, разговаривающий на кокни. Таких сотни и тысячи в любой стране – они отправляются каждое утро на Магнитогорский металлургический комбинат или на Никопольский ферросплавный завод. В общем, подставьте здесь любое название известного вам промышленного комбината и представьте человека в рабочей спецодежде, который управляет станком.

Восемь лет назад Экланд отправился на очередной рабочий день. Вот только прошел он не так гладко, как обычно: химический смеситель, производящий золото и серебро отказал в процессе работы и перестал повиноваться командам Найджела. В барабан блендера засосало его правую руку ниже локтя.

Сначала врачи подошли к решению проблемы довольно традиционным способом – вживили вместо утерянной руки железный крюк. Но никакой радости он пациенту не принес. За исключением не самого приятного прозвища "Капитан Крюк" и возможности цеплять новым девайсом отдельные предметы толку от нового протеза не было.

Найджел Экланд продемонстрировал уникальный бионической протез руки

Так бы и ходил Экланд с крюком вместо руки, если бы не ученые. Они как раз разработали бионический протез руки под названием Bebionic и искали добровольцев для тестирования. Экланд подходил идеально, благо и согласие он дал практически мгновенно. Итог известен: Найджел стал мировой знаменитостью, а его бионический протез практически полностью заменяет настоящую руку. Единственное: по цвету он не слишком подходит для человеческого тела. Но эту проблему разработчики обещают исправить.

Экланд может поднимать бионической рукой довольно приличные тяжести (до 50 килограммов), писать, держать в ней различные приборы. Словом, рабочий сумел вернуться к нормальной жизни.

Протез Эклунда сделан из сплавов алюминия, титана и углеродного волокна. Рука крепится к плечевой кости благодаря специальному вакуумному замку, поэтому оторвать протез просто нереально. Как и настоящую руку. Управлять искусственной конечностью позволяют специальные сенсоры, которые считывают сигналы от сокращений двух мышц, оставшихся в верхней части руки.

Соответственно, процесс управления происходит так: мозг Экланда отдает приказ двум мышцам, а те, в свою очередь, приводят в действие сам протез.

Единственным недостатком подобного протеза является его дороговизна. Искусственная рука такого типа сейчас стоит порядка 25 тысяч долларов, и это в простейшей комплектации. Такая цена полностью исключает возможность приобретения протеза малообеспеченными людьми. Кроме того, Bebionic до России пока не доезжал, так что для пересадки придется ехать в Великобританию.

Отечественные перспективы

Протезы ног? Здесь достаточно вспомнить знаменитого южноафриканского бегуна Оскара Писториуса. У него нет обеих ног ниже колена, и он вынужден выступать на специально разработанных для него протезах.

Надо отметить, что протезы Писториуса, в отличие от экландовских, выглядят достаточно примитивно. Это две изогнутые палки из графита, которые приблизительно повторяют форму ног, но все равно далеко не так функциональны. Сейчас производство таких протезов уже сильно развито, они не являются редкостью, но все же относятся к предыдущему поколению искусственных частей тела.

Полностью бионические ноги уже разработаны и сильно смахивают на протезы Экланда. На все сто процентов они утраченные конечности заменить не могут, но с основной задачей справляются. Первым обладателем бионической ноги стал 23-летний американский студент Крейг Хатто, которому "природную" часть тела откусила акула.

А российские ученые, неужели они в арьергарде планеты всей? Нет, в российской науке все далеко не так плохо, как могло бы показаться.

Отечественные исследователи приступили к разработке протеза всего человеческого тела еще два года назад в рамках проекта "Аватар Б". Об этом в свое время рассказал профессор МГУ, руководитель проекта "Аватар Б" Александр Каплан.

"Мы считаем, что создание искусственного человеческого тела не просто возможно, но и является делом ближайшего будущего", – заявил тогда Каплан.

Ученые занимаются проектом, который предполагает создание "тела киборга". Впрочем, уже на начальном этапе они столкнулись с определенными трудностями.

"У нас мало кто заинтересован в развитии этой отрасли, целой индустрии, которая может затмить IT и нефтегазовую отрасль. Мало кто хочет вкладываться в такие исследования. А ведь первая операция по пересадке головы была проведена советским ученым Демиховым еще в 60-е годы, а спустя несколько лет американец Уайт доказал, что мозг может быть активен после того, как его извлекли из тела человека. Это говорит о том, что создание искусственного человеческого тела - далеко не миф. Это способно существенно продлить человеческую жизнь и, может быть, даже сделать людей бессмертными", – сообщил координатор движения "Россия 2045", которое занимается вопросом создания искусственного человеческого тела, предприниматель Дмитрий Ицков.

Так или иначе, создание целого протеза человеческого тела не просто возможно, но и реализуемо в перспективе. И когда это произойдет – вопрос времени, а не возможностей.

Ученые создали протез, способный передавать ощущения

Полностью искусственные органы

И напоследок расскажем о бионических протезах человеческих органов. Собственно, в настоящее время исследователи уже создали искусственное сердце. Да что там – в этой области даже наметилась было конкуренция между производителями бионических сердец.

Первые попытки создать искусственное сердце датируются аж 1949 годом. О них не сохранилось практически никакой информации, кроме того, что "все испытатели умерли". Судя по всему, агрегаты, которыми пытались организовать кровоток в человеческом теле были слишком несовершенными.

А вот спустя 33 года ситуация уже изменилась: была проведена первая успешная имплантация искусственного сердца. Пациенту удалось прожить почти два года, после чего он все же скончался. Причем мужчина погиб не в результате отказа механического сердца, а из-за сосудистых проблем.

Сейчас существует довольно большое количество "сердцезаменителей". Но стоит отметить одну важную деталь: они предназначены для временной замены сердца в ожидании трансплантации этого органа от другого донора. Пациент не сможет долго прожить с механическим сердцем, более того, он будет полностью прикован к кровати.

А вот с глазами оказалось попроще. В 2013 году были разработаны глазные имплантанты Argus II. Это нечто вроде антенны, которая крепится на глазное яблока и специальных очков со встроенной камерой, которые соединены с небольшим переносным компьютером. Изображение с камеры передается на компьютер, после чего тот отдает "приказ" уцелевшим клеткам о начале стимуляции зрительного нерва.

Подобное зрение довольно далеко от идеального, но все же позволяет пациентам различать формы предметов и ориентироваться в пространстве.