Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Bioniczne narządy – przegląd najnowszych doniesień ze świata

Bioniczne narządy wydają się przynajmniej częściowym rozwiązaniem problemów, z którymi musi mierzyć się współczesna transplantologia. Biodrukowanie tkanek i organów zapowiada bowiem solidną rewolucję medyczną, która przełoży się w głównej mierze na poprawę jakości życia pacjentów po przeszczepach, a także to życie wydłuży. Ogólnie rzecz biorąc, tworzenie „materiałów szytych na miarę”, czyli złożonych z komórek macierzystych, to przełom w medycynie regeneracyjnej. Żywe tkanki i narządy, wraz z naczyniami krwionośnymi, drukowane są w technologii 3D, a podstawę procesu stanowi hydrożelowa substancja zwana biotuszem.

 

Transplantacje na polskim podwórku

W roku 2019, według danych orientacyjnych Poltransplantu, w Polsce przeszczepiono mniej więcej 1,5 tys. narządów, z czego ogromna większość pochodziła od osób zmarłych. Z kolei wynik za 2018 rok szacowano na poziomie ok. 1,4 tys. organów. W 2020 r. liczba przeszczepów od zmarłych dawców, bazując na wstępnych informacjach, miała wynieść zaś ok. 1,2 tys. (wspomniane dane pochodzą ze strony Poltransplantu, lecz mają jedynie charakter orientacyjny; pełne informacje są podawane w danym Biuletynie Poltransplantu, między danymi mogą wystąpić nawet znaczne rozbieżności). We wskazanej analizie widoczny jest jednak pewien trend – narządem, który przeszczepia się najczęściej, jest nerka. Choć liczby te mogą w pewnym stopniu cieszyć, wiele osób wychodzi z przekonaniem, iż jak na niemal 40-milionowy kraj uzyskane wyniki są dosyć niskie – i tak w istocie jest. Niestety główną bolączką transplantologii ciągle pozostaje niedobór organów, które można wykorzystać, a także konieczność stosowania leków immunosupresyjnych zmniejszających ryzyko odrzutu narządu przez biorcę. To tylko część z dość długiej listy niedogodności.

 

Bioniczna nerka. Niemożliwe? A jednak…

Nerki, podobnie jak płuca, skóra i jelita, zaliczają się do bardzo istotnych narządów wydalniczych. Powstające w komórce i określone jako nieużyteczne dla organizmu produkty przemiany materii są przesyłane właśnie do nerek, tam odfiltrowywane z osocza, a następnie usuwane wraz z moczem. Niestety, co jakiś czas można spotkać się z sytuacją, gdy organy przypominające kształtem ziarna fasoli szwankują, a w dłuższej, skrajnej perspektywie – odmawiają posłuszeństwa. Wtedy jedynym ratunkiem okazuje się przeszczep.

W przypadku tematyki związanej z przeszczepianiem nerek z pomocą przyszli naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco, tworząc pierwszą na świecie… bioniczną nerkę, umożliwiającą bezpieczne i wydajne zastąpienie narządu uszkodzonego, a tym samym – niespełniającego w pełni bądź wcale powierzonej mu przez naturę funkcji. Organ, a w zasadzie urządzenie, które opracował zespół kierowany przez dra znanego jako Shuvo Roy, składa się z tysięcy mikroskopijnych filtrów oraz zawierającego żywe komórki kanalików nerki bioreaktora. Dzięki temu jak najwierniej może przekładać się na funkcje narządu prawdziwego, opierając się w zasadzie na utrzymywaniu w organizmie równowagi elektrolitowej i wydalaniu szkodliwych substancji.

Opracowana bioniczna nerka składa się z kilku mikroczipów poruszanych przez serce, dzięki czemu może odfiltrowywać toksyny z krwi w sposób taki sam, jak robi to zdrowy narząd. Mikroczipy te wykonano z użyciem technologii stosowanej w podzespołach komputerowych. Docelowo każde z opracowanych w ten sposób urządzeń ma posiadać ok. 15 takich zestawów, działających na zasadzie „rusztowania” utrzymującego żywe komórki nerkowe imitujące aktywność nerki naturalnej. Bioniczny narząd to nie tylko szansa oderwania się od problemu niedostatecznej liczby dawców, ale także od zapobiegania odrzuceniu organu przez biorcę. W przypadku tej wersji nerki współczynnik odrzucenia wynosi bowiem zero, a na dodatek sztuczny narząd odpowiada za uregulowanie ciśnienia. Niestety, nie jest to rozwiązanie doskonałe. Wyzwaniem, które stoi przed naukowcami, pozostaje w istocie przepuszczanie przez system krwi w taki sposób, by nie doszło do uszkodzenia bądź wytworzenia się zakrzepów.

 

Nie tylko nerka...

Pojęcie bioniczności to termin, który coraz śmielej gości nie tylko w przypadku narządów do przeszczepu, lecz ma wydźwięk znacznie szerszy, swym zakresem obejmujący chociażby tworzenie protez sterowanych za pomocą impulsów elektrycznych generowanych w ludzkim ciele. Podążając za wskazanym tokiem myślenia, możliwe jest dojście m.in. do rozwiązań takich jak bioniczne ręce, których kontrola może odbywać się za pośrednictwem mózgu. Przykład obrazujący zaprezentowane stanowisko może stanowić opracowany przez Aether Biomedical substytut o nazwie „Zeus”, łączący nowoczesny design z wielofunkcyjnością i łatwością sterowania, a będący protezą kończyny górnej dla osób, które straciły dłoń. „Zeus”, posiadający 12 trybów chwytania wraz z możliwością dostosowania kolejnych dwóch pod każdego użytkownika indywidualnie, funkcjonuje za pośrednictwem przekazywania sygnałów nerwowych do mięśni, dzięki czemu osoby po amputacji są w stanie samodzielnie dłoń otworzyć i zamknąć.

Podążanie ścieżką nowoczesności pozostaje nie bez znaczenia także w odniesieniu do stworzenia bionicznej trzustki. Na tym polu mocno zaznaczyli się naukowcy z Fundacji Badań i Rozwoju, których praca skupiła się na wytworzeniu organu będącego odpowiedzią na problemy dotykające osoby chore na cukrzycę typu I. W tym zakresie przełom już nastąpił, gdyż polskim uczonym, prawdopodobnie jako pierwszym na świecie, udało się wydrukować wskazany organ wraz z jego pełnym unaczynieniem. Badacze zaś, idąc za ciosem, opracowany model udoskonalili i rozpoczęli testy na zwierzętach. Poniżej nasz najświeższy wywiad z odpowiedzialnym za projekt docentem Michałem Wszołą: 

 

Bioniczne płuca i oko. Dlaczego nie?

Co więcej, naukowcy coraz śmielej posuwają się w nowych pomysłach – medycynę rewolucjonizując nie tylko za sprawą bionicznej nerki czy trzustki, ale także… płuc. Nowa technologia umożliwiła stworzenie worka powietrznego mającego za zadanie naśladować ten narząd wraz z funkcjonującymi drogami oddechowymi, które są w stanie dostarczać tlen do otaczających je naczyń krwionośnych. Stworzenie modelu było możliwe dzięki nakładaniu na siebie warstw galaretowanego materiału (hydrożelu), posiadających z ludzką skórą wiele cech wspólnych. Z nietypową inicjatywą wyszli także naukowcy z Pohang University of Sciene and Technology i Kyungpook National University School of Medicine z Korei Południowej, którzy korzystając z technologii 3D wykonali biodruk rogówki.

Ponadto od wielu lat toczy się gorąca dyskusja nad pomysłem opracowania bionicznego oka. Takie rozwiązanie już powstało, a jego budulcem w pewnym sensie stały się perowskity. Z nich bowiem zbudowano nanodruty, które przekazują impulsy elektryczne pomiędzy okiem a mózgiem, tym samym pełniąc rolę komórek fotoreceptorów. Kolejny materiał, dzięki któremu bioniczne oko może funkcjonować w taki sposób jak obecnie, stanowi tlenek glinu, wykorzystany do budowy półsferycznej siatkówki. To wszystko sprawia, że szansa na lepsze życie pojawia się także w przypadku osób niewidomych.

Źródła

Fot. https://www.freepik.com/free-photo/printing-blue-human-lungs_879922.htm

KOMENTARZE
news

<Czerwiec 2021>

pnwtśrczptsbnd
1
3
5
6
9
Packaging [R]evolution
2021-06-09 do 2021-06-09
10
11
12
13
15
16
EUROBIOTECH Online 2021
2021-06-16 do 2021-06-16
VIII KONGRES POLSKA CHEMIA 2021
2021-06-16 do 2021-06-16
17
Beauty Innovations 2021 ONLINE
2021-06-17 do 2021-06-18
19
GENialne terapie
2021-06-19 do 2021-06-19
20
LNE ONE DAY
2021-06-20 do 2021-06-20
21
22
23
25
26
27
29
PHARM Connect Congress 2021
2021-06-29 do 2021-06-30
30
1
3
4
Newsletter