07.08.2017 / 21:08

Медыцына будучыні: як біяшкло зробіць рэвалюцыю ў хірургіі 3

На першы погляд, шкло — не вельмі адпаведная замена зламанай костцы, але брытанскія хірургі высветлілі, што так званае біяшкло не толькі мацнейшае за чалавечую костку, але і можа гнуцца, спружыніць і нават змагацца з інфекцыяй. Што гэта азначае для медыцыны?

ISTOCK

Гэта было ў 2002 годзе. Іэну Томпсану, спецыялісту па касцяной рэканструкцыі твару лонданскага Каралеўскага каледжа, патэлефанаваў пацыент, які быў ужо ў роспачы.

Некалькі гадоў таму ён перажыў няшчасны выпадак, калі чыйсьці аўтамабіль страціў кіраванне і выехаў на тратуар, у выніку чаго цяперашні пацыент Томпсана пераляцеў праз капот і разбіў сабе твар, пры гэтым зламаўшы адну далікатную костачку, якая ўтрымлівае вока чалавека ў вачніцы.

«Без гэтай танюсенькай — не больш за 1 мм таўшчынёй — костачкі вашае вока сыходзіць углыб чэрапа, нібы хоча там схавацца, — тлумачыць Томпсан. — Але ў выніку зрок становіцца горш — губляецца фокус і здольнасць правільна распазнаваць колеры».

Пацыент, якому было каля 30, працаваў у авіяцыі, у тым ліку дапамагаў мяняць электраправодку ў самалётах, і пасля траўмы ён ужо не мог разумець, дзе сіні провад, а дзе чырвоны.

На працягу трох гадоў хірургі спрабавалі дапамагчы яму аднавіць нармальнае становішча вокавага яблыка — спачатку яны ўжывалі штучныя імплантаты замест зламанай костачкі, потым сканструявалі замену з уласнага рэбра пацярпелага. Але абедзве спробы аказаліся няўдалымі — у кожным з выпадкаў праз некалькі месяцаў у арганізме развівалася інфекцыя, што суправаджалася моцнымі болямі. У лекараў вычарпаліся ідэі.

Томпсан, разабраўшыся ў сітуацыі, прапанаваў сканструяваць першы ў свеце імплантат са шкла, які б утрымліваў вока пацыента ў вачніцы ў нармальным становішчы.

Ідэя выкарыстоўваць для гэтага шкло, матэрыял далікатны і крохкі, спачатку выглядае контрпрадуктыўнай. Але то было незвычайнае шкло.

«Калі змясціць у чалавечае цела кавалачак звычайнага аконнага шкла, то яно хутка абрасце рубцовай тканкай і праз некаторы час будзе выцесненае», — адзначае Джуліян Джонс, эксперт па біяактыўным шкле з Імперскага каледжа Лондана. — А калі вы змяшчаеце ў цела біяшкло, яно пачынае рассмоктвацца, вылучаючы іёны, якія «размаўляюць» з імуннай сістэмай і кажуць клеткам, што трэба рабіць. Такім чынам, цела не ўспрымае біяшкло як нешта іншароднае, і яно зрастаецца з косткамі і мяккімі тканкамі, стымулюючы ўтварэнне касцявога матэрыялу».

Томпсану ўдалося дасягнуць патрабаванага выніку даволі хутка. Амаль адразу да яго пацыента вярнуліся нармальны зрок і здольнасць распазнаваць колеры. І цяпер, праз 15 гадоў, яго вочы у поўным парадку.

Томпсан тым часам працягнуў працаваць з біяшклом у якасці імплантата і аказаў эфектыўную дапамогу больш чым 100 пацыентам, якія пацярпелі ў аўтамабільных і матацыклетных аварыях.

«Насамрэч біяшкло працуе нават лепш, чым уласны касцяны матэрыял пацыента, — кажа ён. — Як мы выявілі, гэта адбываецца з-за таго, што яно па меры растварэння паступова вылучае іёны натрыю, знішчаючы бактэрыі. Такім чынам высветлілася, што біяшкло мае ўмераны эфект антыбіётыку».

Будзе рэвалюцыя?

Біяшкло ў 1969 годзе вынайшаў амерыканскі навуковец Лары Хенч. Аднойчы ў аўтобусе ён разгаварыўся з палкоўнікам, які нядаўна вярнуўся з в'етнамскае вайны. Палкоўнік сказаў Хенчу, што, хоць сучасныя медыцынскія тэхналогіі дапамагаюць ратаваць жыцці на полі бою, яны не могуць выратаваць канечнасці параненых.

Тая гутарка аказала такое моцнае ўражанне на навукоўца, што ён вырашыў кінуць працу ў галіне міжкантынентальных балістычных ракет і паспрабаваць стварыць біяматэрыялы, якія б прымаліся чалавечым арганізмам. Свае даследаванні Хенч працягнуў у Лондане, таму менавіта ў Брытаніі былі ўпершыню ўжытыя некаторыя з самых рэвалюцыйных інавацый з новым матэрыялам — біяшклом — у самых розных галінах, ад артапедычнай хірургіі да стаматалогіі.

Цяперашняе прымяненне біяшкла — гэта толькі самая вяршыня айсберга. У цяперашні час распрацоўваюцца новыя прадукты для клінічнага прымянення, якія ў выніку павінны зрабіць рэвалюцыю ў хірургіі костак і суставаў.

Калі мы размаўлялі з Джуліані Джонсам у ягоным кабінеце ў Імперскім каледжы, ён паказаў маленькі кубік, зроблены з «пружыністага біяшкла». З дапамогай невялікіх змяненняў у хімічнай формуле гэтаму біяшклу надалі здольнасць спружыніць. Яно не крохкае, а вельмі гнуткае.

Імплантат з такога матэрыялу можна ўставіць у нагу ў месцы сур'ёзнага пералому, і ён будзе вытрымліваць вагу пацыента, дазваляючы таму хадзіць без мыліц і без неабходнасці ў дадатковых металічных пласцінах або іншых імплантатах.

У той жа самы час «пругкае біяшкло» будзе стымуляваць аднаўленне косткавае тканкі, паступова, натуральным чынам, пранікаючы ў цела пацыента.

Пругкае біяшкло: нічога агульнага з аконным. Фота: JULIAN JONES

«Для таго, каб аднавіць значны ўчастак косткі, клеткам трэба пасылаць правільныя сігналы. Прычына таго, што астранаўты ў космасе губляюць касцяную масу, заключаецца ў тым, што без гравітацыі клеткі іх арганізма недаатрымліваюць інфармацыі, якая ім паступае, калі чалавек знаходзіцца на Зямлі».

Далейшыя змены ў хімічным складзе біяшкла сканчаюцца атрыманнем новых яго формаў — больш мяккіх, навобмацак падобных да гумы. Такое біяшкло, як спадзяюцца навукоўцы, дапаможа ў самым складаным раздзеле артапедычнае хірургіі — аднаўленні храстковае тканіны.

Цяпер хірургі спрабуюць аднаўляць пашкоджаную тканку храстка ў сцёгнах хворых на артрыт або ў пашкоджаных каленных суставах з дапамогай няпростай працэдуры, званай «мікрафрактураванне». Гэты хірургічны метад стымулявання росту тканкі дае толькі часовы вынік, што пацвярджаюць многія спартсмены.

Джонс прапануе сваё рашэнне праблемы — такую форму біяшкла, імплантат з якой можна будзе раздрукаваць на 3D-прынтары і затым змясціць у любую адтуліну ў храстку. Каб клеткі арганізма не адрынулі імплантат, матэрыял мае валодаць усімі натуральнымі ўласцівасцямі храстка. Для праверкі Джонс выкарыстоўвае каленныя суставы мёртвых целаў, ахвяраваныя для яго даследаванняў.

«Нам проста трэба даказаць, што гэта магчыма. Калі ўсё пойдзе добра, і мы паспяхова пройдзем усе неабходныя выпрабаванні па бяспецы, то праз 10 гадоў гэты матэрыял паступіць у распараджэнне лекараў», — кажа Джонс. 

Што ж, нават калі цяпер штучна створаныя матэрыялы, якія могуць зрастацца з тканкамі чалавечага цела, выглядаюць трохі фантастычна, здаецца, гэта адзіны з найбольш імаверных элементаў медыцыны будучыні. У рэшце рэшт, ужо цяпер мільёны людзей чысцяць зубы пастай з такім матэрыялам. І гэта толькі пачатак.

0
belariy / Адказаць
07.08.2017 / 22:43
гэта сапраўды добрая навіна.
0
Стас / Адказаць
08.08.2017 / 10:38
Хірургічны 3 д прынтар будзе навіной
0
BadCat / Адказаць
09.08.2017 / 00:13
Как здорово, что есть такие люди, способные бросить всё ради создания чего-то нового, способного облегчить и изменить жизнь людей. И как здорово, что есть страны, готовые в этом помочь Некоторые только оружие создают и  потом соседей пугают парадами да ученьями.
Каб пакінуць каментар, калі ласка, актывуйце JavaScript у наладах свайго браўзеру