100 великих тайн медицины

Увидев пластилиновую вещицу, хирург подумал: вот бы каждый раз иметь такую под рукой! Ведь обычно результаты томографии рентгенологи выдают в виде ряда рентгенограмм, дополненных описанием. И нужно обладать недюжинным пространственным воображением, подобно тому скульптору, чтобы наглядно представить себе объемную модель органа, понять, насколько глубоко располагается опухоль внутри почки.

Делу не всегда помогает даже ультразвуковое сканирование, применяемое прямо на операционном столе. Любая процедура увеличивает время операции, а почка может оставаться без притока крови не более 20 минут. Вот если бы заранее распланировать операцию на модели, наметить ориентиры для разрезов…

Кто знает, как бы развивались события дальше, если бы на глаза Аляеву не попалась статья о применении лазерной стереолитографии. В начале 90-х годов прошлого века ученые из Института проблем лазерных и информационных технологий РАН вместе с медиками стали использовать ее в стоматологии и нейрохирургии. Суть технологии тут такова. С помощью томографии создается трехмерное компьютерное изображение какого-нибудь органа, затем лазерный луч послойно копирует эту форму в жидком мономере. Под воздействием лазера происходила полимеризация, и материал затвердевал. Получалась идеальная копия.

Так у Аляева появилась надежда на продолжение истории с пластилиновой почкой. Дело в том, что, согласно статистике, опухоль, обнаруженная в почке, с вероятностью до 85 процентов является злокачественной, хирурги предпочитали ее сразу удалять. И человек продолжал жить с одной почкой. А если забарахлит и она? Кроме того, в природе существуют и люди, у которых от рождения одна почка…

Так выглядит пластиковая модель улитки, сделанная с помощью лазерной стереолитографии

В общем, надо было искать пути и способы удалять опухоли из почек. А строение почек у многих не совсем одинаковое, и опухоли бывают разные… Задев же почечный сосуд, хирург мог вызвать кровотечение, способное закончиться осложнением и даже смертью на операционном столе. Современная технология могла свести риск к минимуму.

И это еще не все. Современная стереолитография в принципе позволяет не только делать своеобразные скульптуры органов, но и полностью копировать их. Профессор Гленн Прествитч и его коллеги из Университета штата Юта разрабатывают технологию трехмерной печати из биоматериалов. Такая технология, уверены они, лет через 5—10 позволит изготовлять любые ткани и органы человеческого организма – мышцы, печень, почку или, скажем, трахею. В распоряжении исследователей уже есть биоматериалы, при помощи которых можно было бы осуществить подобный процесс.

Еще дальше, пожалуй, продвинулись в своих исследованиях ученые под руководством профессора физики из университета Миссури-Колумбия Гэбора Форджэкса. Они уже разработали метод, позволяющий печатать живые ткани, из которых впоследствии предполагается получать целые органы.

Причем недавно исследователи обнаружили, что сам процесс создания ткани по технологии, чем-то напоминающей струйную печать, не влияет на биологические свойства клеток, оставляя их вполне жизнеспособными. Печать проводится на специальной основе. Будучи нанесены на «бумагу», частицы биочернил начинают сливаться вместе, словно капли воды, образуя единую, непрерывную массу.

Заодно, как ни странно, ученым, делающим первые попытки создания методов «механической сборки» тканей и органов, удалось решить и еще одну принципиальную проблему. Ведь для того чтобы получить подобие функционирующего органа, нужно использовать клетки разных типов, имеющих совершенно четкое месторасположение в «оригинале». Каким образом с помощью технологий биопечати обеспечить необходимое распределение клеток? И тут выяснилось, что клетки в полученном массиве сами находят подобающее им расположение, группируясь по типам.

Ну, а там, глядишь, дело дойдет и до печатного изготовления дублей настоящих органов. Ведь сегодня, согласно статистике, пересадки донорских органов во всем мире дожидается более миллиона человек. И не все, к сожалению, доживают до операции – ведь ожидание необходимого донорского органа растягивается на многие месяцы, а то и годы…

При налаженной технологии биопечати дубликат органа может быть получен уже через несколько часов, а то и минут. Причем поскольку для его изготовления может быть использован биоматериал самого пациента, то и не возникнет проблемы отторжения нового органа.

Связанные незримой нитью, или Феномен близнецов

Это похоже на чудо: идут по улице два человека, практически неотличимые друг от друга. В Средние века рождение близнецов относили к проискам дьявола. Бывало даже, что мать и новорожденных сжигали на костре. Ныне так, конечно, уже никто не думает. И тем не менее нельзя сказать, что с феноменом близнецов все ясно…