Разборка людей на «запасные органы» — сюжет очень популярный в коммерческой мифологии. Сперва он находился в «жёсткой» научной фантастике наподобие книг Ларри Нивена («Known Space») и Зиновия Юрьева («слепки и Люди»). Позже, в то время, когда трансплантология все больше проникала из фантастики в судьбу, данный сюжет «понижался», сползая сперва до отметки «городских легенд» и полицейских сериалов низшего пошиба. Но вот сейчас разработка, наверное, отодвинет его на окраину фольклора, к байкам «о корчме людоедов»: неестественные органы для пересадки произошло не изымать у живых либо мёртвых, а печатать!
Люди – заготовки запасных органов из фильма «Остров».
Оказывает помощь в этом деле ещё один из популярных артефактов коммерческой мифологии — «исчезающие» чернила, без которых не обходится ни один приключенческий роман. Те самые, каковые употребляются мошенниками для обмана добропорядочных граждан. (Но, Мастер-Банк без всяких симпатических чернил ухитрился, собрав с четырёх десятков ВИП-клиентов около миллиарда рублей, совершить его «мимо кассы»…) Но разработка инвариантна к злу и добру. Моральный выбор делает человек. И несколько исследователей из Гарвардского университета применила «исчезающие» чернила для добропорядочной цели.
Она занимается созданием полноценных «запасных частей» для человека, неестественных органов. Причём органов, куда лучше подходящих для данной цели. Большое количество лучше, чем природные! Дело в том, что геном человека не есть «единственным документом», по которому мы производимся. Жизнь каждого человека в ходе формирования развития его тела непрерывно приобретает «карточки разрешения», разрешения на отклонения. По-различному формируются кости, сосуды, нервы…
Кроме того генетический клон может оказаться «устроенным» совсем По другому, нежели человек изначальный, помогавший ему примером. Ну а трансплантология поэтому-то так и ограничена в собственных возможностях, не обращая внимания на дороговизну и запредельную сложность. Дело в том, что все те биологические процессы, каковые и являются судьбой, протекают в обычной «громадной совокупности», претерпевающей массу действий и реагирующей на каждое на них непредсказуемым образом. Само собой разумеется, петли регулирования отклонения вводят в кое-какие нормы, но лишь в кое-какие!
А вот такая вещь, как печать «запасного» органа из клеточного материала, стала вероятной благодаря формированию разработок 3D-печати, о чем «Компьютерра» неоднократно писала. Но, не смотря на то, что существуют успешные примеры применения в лечении больных неестественных трахей, объемно напечатанных из клеточного материала (тестирование, кстати, проходило и в Российской Федерации), возможности изначально существующей технологии были ограничены. Она не имела возможности создавать достаточно толстые и объёмные неестественные органы.
Из-за чего? Да по причине того, что клеткам нужна подача строительных материалов и энергии, с отводом отработанного сырья. Того, что обеспечивается кровеносной совокупностью, которой в неестественных органах «первого поколения» и не было: принтеры формировали из клеточного материала массу различных размеров и форм, но однородную. Из одних и тех же клеток — пригодную, скажем, для неестественной кожи. Но вот сейчас обстановка радикально изменилась к лучшему.
Вместо мрачных «сумасшедших учёных», бросающих вызов Природе, с Эволюцией бойко спорит компания ухмыляющейся молодёжи.
Исследовательская группа из Гарвардской школы инженерных и прикладных наукпод руководством доктором наук Дженнифер Льюис (Jennifer A. Lewis), сумела, применяя выполненный по особому заказу объёмный принтер с четырьмя печатными головками, произвести васкуляризированную живую ткань, в которой клетки перемежаются кровеносными сосудами. Об этом поведано в статье «3D Bioprinting of Vascularized, Heterogeneous Cell-Laden Tissue Constructs».
Исследователям из Lewis Lab удалось решить эту проблему благодаря применению нескольких видов чернил. Первыми чернилами выступало желатинообразное вещество, выполняющее роль внеклеточной матрицы — ту роль, которую в живом организме выполняет смесь прочей биохимии и белков, окружающей клетки. Двое вторых чернил складывались из желатина, выполняющего роль строительного раствора, и «кирпичиков» двух родов, которыми были клетки и мышиные клетки людской кожи.
До тех пор пока результаты биопечати скромны.
Ну а основная хитрость пребывала в применении ещё одного сорта чернил. Им выступил материал с парадоксальными особенностями — желеобразный при комнатной температуре, при которой и производилась печать, и разжижающийся при температурах низких. И вот этим-то материалом и заполнялись полости будущих кровеносных сосудов. А дальше, в то время, когда неестественный орган организован, он охлаждается и помещается в вакуум — благодаря чему разжижившийся материал вытекает, формируя полости, по которым предстоит циркулировать крови.
Процедура поразительно знакомая для любого инженера: натуральное литье по выплавляемым моделям, лишь напротив. Тут модель не выплавляется, а, напротив, выхолаживается, переводясь в жидкую фазу. (Поклонники теории ответа изобретательских задач Генриха Сауловича Альтшуллера легко смогут идентифицировать применённые в этом случае приёмы ТРИЗ.) Но фундаментальный принцип, применённый для создания небольших структур, — тот же самый…
Действительно, технологические ограничения имеют место и тут. До тех пор пока удалось организовать кровеносные сосуды диаметром около 75 микрометров. Изготовление капилляров сейчас нереально. Гарвардские исследователи сохраняют надежду, что в неестественном органе, в котором организованы большие и средние кровеносные сосуды, капилляры начнут прорастать сами собой, в ходе функционирования организма. Ну, приблизительно как алхимики сохраняли надежду на самозарождение гомункулусов. Действительно, развитие кровеносных сосудов неизбежно сопровождает работу живой материи.
Другими словами «объёмно-печатная хирургия», по словам Льюис, обязана предшествовать запуску биологических процессов, каковые и доработают неестественный орган совсем. У инженера появляется неистребимое желание сравнить это с обкаткой мотора, неизбежной для тех, кто получал мотоцикл индустриальной эры… Иными словами, до той власти над живой материей, которую обретали Франкенштейн и Россум из повести Мэри Шелли и пьесы Карела Чапека, пока что на большом растоянии.
Но так как мы имеем дело с очень низкобюджетными изучениями (несравнимыми по затратам с ракетно-ядерными), проводимыми на высокостандартизированном оборудовании. Четвёртая головка у объёмного принтера — это как раз кастомизация, свойственная Индустриализации 2.0, маленькие доработки, опирающиеся на пирамиду разработок. И побочный продукт IT готов внести кардинальные трансформации в здравоохранение!