Можно ли вырастить ухо на спине
Страшные увечья остались в прошлом. По новой технологии человек становится сам себе донором и может на собственном теле вырастить хоть нос, хоть ухо, хоть даже половой член.
Метод преламинации имеет ряд преимуществ: созданный из тканей самого пациента орган не будет отторгнут как инородный. К тому же форму органа можно моделировать и корректировать в процессе его роста. Время от разметки на руке до пересадки — не больше полугода, тогда как донорских органов приходится ждать годами.
Первыми формирование органа из тканей самого пациента и пересадку его на новое место опробовали и описали тайваньские хирурги. Суть метода в том, чтобы сформировать из хрящей и тканей пациента нужный орган. Для этого чаще всего используют предплечье — там много сосудов, которые быстро создадут кровеносную сетку нового уха или носа. В руку вшивают баллон с жидкостью, который растягивает кожу. Через две — три недели в образовавшуюся сумку выкладывают хрящ в форме нужного органа. Несколько месяцев он обрастает сосудами, становится живым. Потом его вырезают и пересаживают куда следует.
— Таким способом хирурги помогли мужчине, который из-за несчастного случая лишился полового члена. Несколько месяцев орган рос у него на руке. Результатом пациент остался доволен, ведь форму и размер подбирал сам, — говорит заведующий отделом реконструктивной микрохирургии и трансплантации тканей Института хирургии и трансплантологии им. А. А. Шалимова Сергей Галич.
Еще двоим пациентам нужен был новый нос. Мужчина потерял свой в автокатастрофе, а женщине его удалили вместе с раковой опухолью. Обе операции прошли успешно, носы прижились и вполне сносно исполняют свою функцию. Одним из самых сложных органов оказалось ухо. Ведь ушная раковина должна быть такой же, как вторая. Выложить хрящи витиеватым узором и заставить их прижиться оказалось непросто.
— В отличие от других органов, ухо требовало нескольких корректирующих операций, — продолжает Галич. — Но результат того стоил. Пациент, 23-летний парень, подстриг длинные волосы, которыми прикрывал свой дефект. А прежде стеснялся появляться на людях. У него даже личная жизнь благодаря этому наладилась. Еще двум пациенткам, которые нуждались в новых челюсти и веке, органы выращивали на лбу и на спине.
Зубы на спине и веко на лбу
— Женщина в результате опухоли потеряла часть челюсти, и мы вырастили ее на спине, — говорит хирург Ярослав Огородник. — Формировали челюсть из костей голени, потому что из хрящей ее вырастить нельзя. Имплантат должен был быть довольно большим. Поместить на руке мы его не могли, поэтому женщина ходила с горбиком на лопатке. Когда пересадили на лицо, челюсть стала симметричной, и женщина уже может нормально жевать. Еще одной пациентке нужно было удалить опухоль с века. Она так разрослась, что после операции не осталось бы кожи, чтобы прикрыть глаз. Поэтому на лбу вырастили имплантат и во время операции по удалению опухоли пересадили его на место века.
Ученые прогнозируют, что в дальнейшем этот метод станет популярным во всем мире. Это намного экономнее, чем выращивать органы из стволовых клеток, и безопаснее, чем использовать донорские органы.
Рука пациента, “размеченная” под ухо
Источник
Исследователи из Университета Сычуаня провели первую в мире неинвазивную 3D-печать искусственного органа — то есть воссоздали трехмерную структуру органа прямо под кожей модельного животного, без необходимости проводить операцию по имплантации. Органом оказалась миниатюрная копия человеческого уха размером всего в полсантиметра. Практического применения у этого конкретного «мини-уха», конечно, не было. Главное: ученым удалось доказать, что это в принципе возможно. Технология потребовала применения последних разработок нанохимии и показало современное состояние регенеративной медицины и трехмерной печати.
Прежде чем рассказать о новой технологии, следует подчеркнуть, что проблема, которую китайские инженеры попытались с ее помощью решить, вполне реальная и довольно острая. Примерно один из 2-10 тысяч человек в мире рождается с недоразвитой ушной раковиной — это состояние назвается микротией.
Оно может быть более или менее выраженным, и во многих случаех при этом требуется пластическая реконструкция уха — для этого делают хирургическую операцию. Однако всякая операция сопряжена с возможными осложнениями, поэтому неизвазивная реконструкция хряща уха по новой технологии могла бы стать более безопасной опцией для таких детей. Конечно, если сама она не будет давать осложнений. Это только предстоит выяснить.
«Печать сквозь кожу» стала возможной благодаря инфракрасным лазерам, микроскопическим зеркалам и особым наночастицам, светящимся ультрафиолетом
Главная сложность, с которой столкнулись ученые, и которую им все-таки удалось впервые решить, заключается в непрозрачности кожи для обычного видимого света. До сих пор с ней сталкивались не специалисты по регенеративной медицине, а прежде всего нейробиологи. Невозможность увидеть свечение нейронов сквозь кожу, неспособность послать им световой сигнал сквозь череп, — все это сильно осложняет большинство современных экспериментов на мозге и вынуждает ученых имплантировать животным оптические волокна.
Такие интерфейсы, конечно, сковывают движения, меняют поведение животных и чреваты воспалением, инфекцией и другими проблемами. Но с момента изобретения оптогенетики — возбуждения нейронов воздействием света — и до сих пор ученым приходится доставлять свет в мозг только инвазивным путем. И лишь недавно стали появляться попытки избавится от такой зависимости с помощью создания особо светочувствительных белков, возбуждение которых становится возможным прямо сквозь кожу и череп, без каких-либо «проводов».
При попытке провести неинвазивную трехмерную печать сквозь кожу китайские ученые столкнулись с той же проблемой: хотя в лабораториях печать светом хорошо изучена и широко применяется, доставить этот свет под кожу модельному животному оказывается очень сложным. Тем более это сложно потому, что световая 3D-печать требует не любого, а именно коротковолнового, ультрафиолетового излучения, а оно поглощается биологическими тканями особенно сильно.
Решить эту проблему удалось следующим образом. Ученые проникали сквозь кожу с помощью инфракрасного излучения, которое проходит сквозь ткани лучше всего, а ультрафиолет, необходимый для, собственно, «печати», получали уже внутри, на месте. Его добывали с помощью специальных наночастиц, способных накапливать и переизлучать электромагнитную энергию. Эта часть экперимента стала возможной благодаря недавно опубликованной технологии российских исследователей из Института кристаллографии РАН, показавших, как именно излучения на наночастицах можно эффективно применить для трехмерной печати.
Вкратце, метод работает следующим образом: животному проводят инъекцию под кожу материала для трехмерной печати, состоящего из модифицированного желатина в жидком, неполимеризованном виде, а также специально выращенных хрящевых клеток и наночастиц, выступающих в роли инициатора реакции. Затем на то место, где требуется создать новый орган, слой за слоем проецируется его изображение. Здесь использовался инфракрасный лазер и DLP-проектор на основе микроскопических зеркал — точно такие же используются в обычных бытовых видеопроекторах.
Инфракрасный свет, попадая под кожу животного, возбуждал наночастицы, которые затем сами становились источником излучения — только уже ультрафиолетового. А ультрафиолет, поглощаясь мономерами модифицированного желатина, инициировал затвердение материала именно в той точке, куда попадал свет от проектора — там запускался процесс сборки отдельных молекул в настоящий искусственный хрящ.
Таким образом, после одной инъекции и небольшого лазерного облучения под кожей животных без каких-либо надрезов формировалась трехмерная структура из межклеточного вещества, заполненная характерными для хрящевой ткани клетками — хондроцитами. Последующие наблюдения показали, что искусственное ухо под кожей мышей «чувствовало» себя хорошо и вообще мало чем отличалось от обычного природного хряща. Кроме того, ученые провели дополнительный эксперимент, в котором вместо клеток хряща использовали мышечные клетки, полученные из стволовых и схожим образом восстановили небольшой фрагмент мышцы.
Мышей с «ушами на спине» научились создавать еще в 90-е, но сейчас тот же результат получен на совершенно ином уровне
Среди всех методов создания искусственных органов (и так очень молодых и экспериментальных) новая технология является, безусловно, одной из самых экзотичных и незрелых. Даже создание искусственного уха с помощью такой неинвазивной печати — это скорее «классический тест», принятый в регенеративной медицине, чем уникально подходящее применение именно для такой технологии.
Вообще создание имплантата ушной раковины из искусственного хряща ученые демонстрировали уже многократно — не меняя объекта, но каждый раз совершенствуя технологию его изготовления. Первый и самый известный пример связан с экспериментом братьев Ваканти из Детского госпиталя в Бостоне, в ходе которого полноразмерное искусственное ухо было имплантировано на спину мыши. Технология, описанная в статье 1997 года существенно отличалась от обсуждаемой сегодня — тогда исследователи использовали не трехмерную печать, а специально изготовленную форму, в которой полимер застывал наподобии гипса. Важным отличием от нынешнего эксперимента, конечно, было то, что выращивали искусственное ухо сначала в лаборатории, и лишь затем его имплантировали грызунам. Результат, однако, все равно оказался очень впечатляющим для своего времени — вплоть до того, что фотографии мышей Ваканти с имплантатами ушей стали вирусными и распространялись среди противников ГМО как свидетельство их неимоверной опасности (хотя на самом деле генная модификация в этом эксперименте не использовалась).
В 2016 году тот же «ушной тест» прошла уже технология послойной трехмерной печати, а не заливки в форму. Группа исследователей из Центра регенеративной медицины в Уэйк Форест под руководством Энтони Атала с помощью принтера, напоминающего обычный струйный, напечатала не только ухо, но и фрагмент челюсти, черепа и даже небольшой кусочек мышечной ткани. Само по себе полученное ухо не сильно отличалось от «уха Ваканти» — основой в нем также выступал природный биополимер, в который были включены островки хрящевых клеток. Однако на этот раз метод печати был куда более универсальным относительно разных органов и индивируальным для конкретного пациента. Главное же достижение ученых заключалось в адаптации старой технологии струйной печати к совершенно новой и крайне чувствительной «краске» — живым клеткам.
Как и предыдущие эксперименты, новая технология «печати под кожей» очень похожа своим конечным результатом, но интересна не им, а прежде всего своим подходом. Найдет ли неинвазивная печать свое применение в регенеративное медицине станет понятно только после более обстоятельных и практически-ориентированных экспериментах, в том числе на людях. Однако уже сейчас можно сказать, что наиболее понятным и близким применением для этой технологии может стать эстетическая хирургия, где чем меньше разрезов, тем лучше.
Александр Ершов
Источник
Эхомама
администратор
1 фев 2016, 17:00
Используя стволовые клетки, ученые вырастили ухо человека на спине крысы. Эксперимент был проведен исследователями из Университета Токио (University of Tokyo) И Университета Киото (Kyoto University) под руководством Томаса Сервантеса (Thomas Cervantes).
Авторы использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, с помощью которых они сначала вырастили хрящевой каркас, которому в дальнейшем придали форму, соответствующую ушной раковине. После этого каркас поместили под кожу крысы, где за двенадцать недель сформировалось ухо длиной около 5 см.
Исследователи считают, что с помощью такой методики они смогут выращивать отсутствующие или поврежденные ушные раковины и пересаживать их пациентам. Они не исключают того, что выращенное таким образом ухо, пересаженное ребенку, будет увеличиваться в размерах по мере взросления пациента. Они планируют перейти к клиническим испытаниям своей методики в течение ближайших пяти лет.
Источник
Как вы думаете, есть ли предел медицинской этики? Если бы вы или ваш ребенок потеряли ухо, вы бы согласились на пересадку такого уха со спины крысы?
Art Woman
Sюзер
1 фев 2016, 17:06
Крысу жалко. Все понимаю, что для науки и т.д, но животное так мучается 😥
Если бы вы или ваш ребенок потеряли ухо, вы бы согласились на пересадку такого уха со спины крысы?
Не уверена, неизвестно какие последствия, осложнения :fingal: могут быть.
————————————-
Сказали “спасибо”: 1 раз(а)
Эхомама
администратор
1 фев 2016, 17:09
Я вообще не понимаю, вроде сейчас что только не печатают на 3d-принтерах, почему бы не напечатать это ухо, вместо издевательств над животным?
————————————-
Сказали “спасибо”: 1 раз(а)
Булочка
Sюзер
1 фев 2016, 17:16
Ответ на сообщение Эхомама от 1 фев 2016, 17:09
Благодаря издевательствам появился трансплантология. Все знают о собаках с двумя головами. Ничего такого не вижу.
Да. Согласилась бы.
————————————-
Сказали “спасибо”: 11 раз(а)
Hanami
Sюзер
1 фев 2016, 17:21
Если бы вы или ваш ребенок потеряли ухо, вы бы согласились на пересадку такого уха со спины крысы?
Я бы согласилась. Но выращенное ухо не сказать,что прямо приводит меня в экстаз. Вроде в Японии научились выращивать зубы из стволовых клеток ( если я правильно поняла). Вот это меня очень радует,мечтаю когда- нибудь сменить запломбированные зубы на мои же здоровые 😀 .
————————————-
Сказали “спасибо”: 3 раз(а)
Редька
Sюзер
1 фев 2016, 17:24
Деликатная тема. Без уха прожить можно. Но бывают ситуации, когда на кону жизнь.
Не знаю даже, что лучше- донор-труп или донор крыса.
————————————-
Сказали “спасибо”: 2 раз(а)
olgau
Sюзер
1 фев 2016, 17:34
А если это не ухо, а руки и ноги?
Tess
супермодератор
1 фев 2016, 17:35
Как то крысу жалко. А без животного нельзя выращивать?
olgau
Sюзер
1 фев 2016, 17:35
Уши, кстати, умеют “делать” из кожи, которую забирают с 5-ой точки.
Uoga
Sюзер
1 фев 2016, 17:35
С одной стороны животное жаль, с другой стороны прогрессу не быть без таких опытов! 😕
Вчера вечером закапывала сыну в нос лекарство. На нём написано “Для детей от 2х лет”..вот на ком это было проверено? Как удалось узнать что 2х летнему малышу это не вредно? :scratch:
Источник
Если вам откусили ухо, у вас появилась надежда восстановить утраченный орган, который на вид и на ощупь будет неотличим от настоящего. Группа исследователей из Массачусетской больницы общего профиля в Бостоне создала полноразмерное искусственное ухо из тканей и клеток животного.
Благодаря основе из тонкой титановой проволоки оно практически не теряет форму во время выращивания и обладает той же эластичностью, что и обычная ушная раковина человека.
Статья об этом вышла в последнем номере журнала Journal of the Royal Society Interface .
Сейчас, заявляют исследователи, реконструкция ушей основывается главным образом на использовании реберных хрящей или полимеров. Однако хрящевым ушам недостает эластичности, да и косметические результаты непредсказуемы. У полимерных имплантов с внешним видом все отлично, но у них вообще нет эластичности, а со временем они могут трескаться. Именно поэтому бостонская команда решила обратиться к биоинженерным имплантам.
Эта группа ранее стала известна тем, что вырастила такое ухо, имплантированное в спину мыши. Оно было маленьким, как у младенца, а самое главное, во время роста потеряло первоначальную форму. В этот раз носителем импланта стала лабораторная голая крыса, на спине которой можно было разместить ухо, по размеру подобное уху взрослого человека, а чтобы оно не теряло формы, исследователи решили использовать остов из титановой проволоки.
При создании уха ученые использовали коллаген (основа соединительных тканей), взятый у коровы, и хрящевые клетки уха овцы.
Через 12 недель после того, как искусственные уши были подкожно имплантированы на спины голым крысам, выяснилось, что ушные раковины с титановым скелетом деформировались значительно меньше, чем ушные раковины без него. Дополнительным достижением стало то, что улучшенный компьютерный 3D-дизайн позволил придать искусственному уху «эстетически более точную форму».
Уши, «прожившие» на крысиных спинах три месяца, подверглись тщательной проверке. Ученые измеряли все искажения формы биопротезов – в толщине, размерах, кривизне, проявление впадин и выпуклостей. С помощью томографа они изучили все участки титановой основы, чтобы понять, каким деформирующим силам подвергалась проволока и где ее самые уязвимые места.
Ученые надеются, что примененная ими технология после соответствующих подгонок и улучшений сможет помочь людям с врожденным отсутствием ушей и тем, кто утратил ухо в результате травмы.
«Ключевыми проблемами для нас были форма и эластичность, — заявляет ведущий автор статьи доктор Томас Сервантес из отделения хирургии Массачусетского госпиталя. – Конструкции из живых тканей имеют тенденцию к искажению формы во время выращивания, что особенно проявляется при создании искусственного уха, имеющего весьма сложную и специфичную форму».
По словам Сервантеса, его команде впервые в мире удалось создать искусственное ухо, которое размером, формой и эластичностью почти не отличается от настоящего. Он назвал это достижение «существенным шагом к главной цели – изготовлению уха из биологических тканей для клинических испытаний на людях».
Сервантес рассчитывает, что такие испытания можно будет начать уже через пять лет.
Источник