В классическом сказочном фильме «Волшебник страны Оз» Жестяной человечек запомнился тем, что не мог любить других, потому что у него не было сердца. Хотя маленький «Жестяной человечек» представляет собой печальное зрелище, современные технологии позволяют установить человеку «искусственное сердце». В Великобритании пациент, которому было имплантировано металлическое сердце, скончался в возрасте 68 лет после семи лет спокойной жизни. Наука о жизни сегодня настолько удивительна, что люди не только могут создавать такие органы, как сердце, печень и почки, для поддержания жизни, но даже место зарождения жизни — утроба матери — может быть искусственным! «Металлическое сердце» превращает две недели в семь лет По сообщению британской «Daily Mirror» от 3 декабря, без «сердца, которое не умрет», возможно, семье британского кардиологического пациента Питера Хортона пришлось бы пережить боль жизни и смерти семь лет назад. В 2000 году Питеру был поставлен смертельный диагноз — сердечный приступ. У Питера был диагностирован смертельный сердечный приступ, и жить ему оставалось всего две недели. Чтобы спасти его, врачи больницы Джона Рэдклиффа в Оксфорде, Англия, пересадили в его сердце титановое устройство — «сердце Джарвика 2000». Это фактически титановый насос, который помогает перекачивать больше крови через сердце пациента. Врачи имплантировали искусственное «металлическое сердце» в левый желудочек сердца Питера. Металлическое сердце» работает от внешнего блока батарей, который питается от провода, торчащего из груди Питера и соединенного с перезаряжаемой батареей, висящей на поясе Питера. Питер стал первым в мире экспериментальным пациентом, получившим сердце Javik 2000, и врачи планировали, что «металлическое сердце» будет служить в качестве временной меры, пока не будет найдено подходящее донорское сердце. Удивительно, но Питер прожил семь с половиной лет, став самым долгоживущим в мире пациентом с «металлическим сердцем» на сегодняшний день. Искусственный «титановый насос» не только спас жизнь Питеру, но и позволил ему путешествовать со своей женой Дианой, и он даже принял участие в 150-километровой благотворительной прогулке. Питер прожил спокойную и счастливую жизнь и однажды сказал, что после установки «металлического сердца» жизнь вернулась в нормальное русло. Единственное, о чем он жалеет, — это то, что боится плавать, опасаясь удара током. Питер был первым человеком в мире, которому было имплантировано металлическое сердце. С момента первой в мире пересадки сердца 2 декабря 1967 года в мире было проведено около 170 000 операций по пересадке сердца. Однако из-за ожидания подходящего органа и риска заражения из-за отторжения многие пациенты с сердечными заболеваниями до сих пор умирают с сожалением, как, например, пациент, получивший первую пересадку сердца и проживший после операции всего 18 дней. Искусственное металлическое сердце, однако, не требует рассмотрения на предмет спаривания или отторжения и не требовательно к физическому состоянию пациента, что дает надежду многим пациентам с отказывающими сердцами. Нахождение дома для оплодотворенных яйцеклеток вне тела Согласно ноябрьскому выпуску британского научного журнала New Scientist, японские ученые успешно оплодотворили самок крыс специальным «чипом матки» и начали имплантировать его людям. Самые большие надежды на искусственную матку возлагаются на «репродукцию in vitro», позволяющую эмбриону расти полностью вне тела в среде, подобной матке. Однако ученые еще далеки от этого шага из-за юридических и технических ограничений. В настоящее время научное сообщество разрабатывает два типа искусственных маток: одна — это искусственная матка в биологическом смысле, в которой внутренняя стенка матки, амниотическая жидкость и т.д. такие же, как в материнской утробе; другая — это матка в форме «чашки Петри», то есть чашка Петри, заполненная амниотической жидкостью, с полностью автоматизированной системой управления для достижения эмбриона. Другая — это матка типа «чашки Петри», когда чашка заполняется амниотической жидкостью, а для обеспечения эмбриона питательными веществами и выведения отходов используется полностью автоматизированная система управления. Еще в 1990-х годах профессор Тошио Фудзии из Ассоциации промышленных наук Токийского университета сосредоточил свои исследования на «искусственных матках». Поскольку японское законодательство запрещает подобные эксперименты, Фудзии и его исследовательская группа придумали выращивать оплодотворенные яйцеклетки в миниатюрных «искусственных матках». Их исследование было интересным, поскольку выживаемость оплодотворенных яйцеклеток в микрокапельной среде при обычном экстракорпоральном оплодотворении была все еще низкой. Тем не менее, исследования проходили неровно, и они столкнулись с многочисленными неудачами. После детального обсуждения Фудзии и исследовательская группа, наконец, извлекли уроки из своих неудач. Оказалось, что матка в течение долгого времени развивалась до значительного совершенства, а имитация среды, созданная человеком с помощью питательных веществ, гормонов роста и других химикатов, всегда будет иметь свои недостатки, и что эмбрионы на стадии роста очень хрупки. Единственным выходом было создание биологической матки, в которой эмбрион должен был быть обернут слоем эндометрия, чтобы основные питательные вещества, в которых он нуждался, поставлялись клетками эндометрия. После многих попыток Фудзии и его команде удалось создать эндометриальную ткань внутри небольшой «чиповой» структуры, так что оплодотворенная яйцеклетка могла найти теплый дом вне человеческого тела. «Сначала Фудзии думал, что он находится всего в одном шаге от успеха, и провел эксперимент по выращиванию оплодотворенной яйцеклетки на мышах методом проб и ошибок. В результате большинство оплодотворенных яйцеклеток погибло в процессе инкубации, а те, что развились в бластоцисты, не соответствовали требованиям для имплантации в материнскую утробу. Фудзии только что увидел надежду и зашел в тупик. В этот трудный момент Фудзии пришла в голову идея его «Лаборатории на чипе». Лаборатория на чипе», также известная в биологии как «микроаналитические системы», — это технология, объединяющая основные операционные единицы, задействованные в биологии и химии, на чипе площадью в несколько квадратных сантиметров для выполнения различных биологических или химических реакций. «Биологические и химические реакции на чипе могут быть полностью автоматизированы, так что «производственный процесс» будет автоматизированным и интеллектуальным». Первое, что хотел сделать Фудзии, — это сделать интеллектуальной систему энергии и питания чипа. Именно тогда Фуджии узнал, что исследования зарубежного коллеги, Мэтта Веллера, профессора Иллинойского университета в США, могут помочь решить его дилемму. По предложению Веллера, который был знаком с автоматическим управлением, получившаяся миниатюрная искусственная матка по внешнему виду напоминала микросхему. Она прямоугольной формы, шириной 2 мм и высотой 0,5 мм, с круглой выемкой в центре, куда помещается оплодотворенная яйцеклетка и где находится эндометрий. Остальная часть «чипа» выложена двойным слоем силикона, с тремя каналами по углам для сперматозоида, яйцеклетки и питательного раствора соответственно. С точки зрения чисто автоматического управления это идеальная система. Затем они приступили к экспериментам на животных. Команда имплантировала эмбрионы, выращенные на чипе, самкам крыс, и 44% из них развились в здоровые плоды, по сравнению с 40% успешного развития здоровых плодов при обычном экстракорпоральном оплодотворении. Этот эксперимент на животных увенчался полным успехом! Дети могут рождаться на конвейерной фабрике? Затем Фуджии работал с Веллером над точной настройкой системы управления чипом несколько раз, еще больше расширяя преимущества «маточного чипа» перед обычным экстракорпоральным оплодотворением. Аналогичные эксперименты проводились с козами, кроликами и другими животными, и все они дали удовлетворительные результаты. Самое главное, что после того, как многочисленные испытания на животных подтвердили отсутствие побочных эффектов, Фудзии и его исследовательская группа успешно имплантировали маточный чип людям, и на данный момент эмбрионы развиваются хорошо. Фуджии произвел сенсацию, когда представил свои последние исследования на ежегодной встрече Европейского общества репродукции человека и эмбриологии в Лионе, Франция, в июле этого года. Для научного сообщества успех этого испытания на человеке — первый случай успешного выращивания ранних человеческих эмбрионов в искусственной матке — чипе, представляющем собой миниатюрную матку, и его значение для исследований в области искусственных маток самоочевидно. Ученые давно предполагали, что искусственная матка может заменить материнскую, позволяя эмбриону «жить» в ней на протяжении всей беременности. На протяжении всей истории человеческой цивилизации ученые и писатели-фантасты предлагали подобные смелые идеи. Одна из самых известных — книга 1932 года «Дивный новый мир» известного британского писателя Олдоса Хаксли. В книге представлено утопическое общество будущего, где каждый человек выращен из эмбриона в бутылке, готового продукта фабричного производства. Для людей в реальном мире «конвейерное производство детей» Хаксли, несомненно, является наиболее привлекательным. Каждый год тысячи женщин по всему миру не могут стать матерями, потому что их матка деформирована или удалена, а многие другие хотят избавить себя от мучительного вынашивания ребенка в утробе матери.