Ваше тіло та імпланти
Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці.
Інсулінові помпи покращують життя багатьом з 415 мільйонів людей з цукровим діабетом в усьому світі, дозволяючи контролювати рівень в крові та вводити інсулін без постійного проколювання пальця для аналізу крові.
Ці невеликі пристрої включають в себе насос з модулем обробки й канюлю, тобто ін’єкційну голку.
Вони можуть визначати рівні глюкози, забезпечувати зворотний зв’язок з насосом і розраховувати дозу інсуліну для введення через канюлю.
Але такі помпи мають обмежений термін експлуатації.
Через кілька днів сенсор глюкози потрібно витягувати й замінювати.
І ця проблема стосується не лише глюкометрів чи інсулінових помп, а і будь-яких інших імплантів в різних часових проміжках.
Пластикові протези колінного суглоба необхідно міняти кожні 20 років.
Інші імпланти, зокрема ті, що застосовуються в косметичних цілях, чекає така ж доля приблизно через 10 років.
Це не просто неприємність, подібні заміни можуть бути дорогими й ризикованими.
Така незручність пов’язана з імунною системою нашого організму.
Ці вдосконалені за 100 мільйонів років еволюції лінії оборони надзвичайно добре навчилися виявляти сторонні об’єкти.
У нашої імунної системи є вражаючий арсенал засобів для боротьби, перехоплення і знищення всього того, що вона вважатиме чужорідним для організму.
Однак, наслідком такого постійного стеження є те, що наші тіла ставляться до корисних імплантів, на кшталт інсулінових помп, з такою ж підозрою, як і до шкідливих вірусів чи бактерій.
Як тільки інсулінова помпа імплантується в шкіру, її присутність викликає так звану "імунну відповідь" на чужорідне тіло.
Все починається з вільноплаваючих білків, які злипаються між собою і відкладаються на поверхні імпланту.
Серед цих білків є й антитіла, які намагаються нейтралізувати сторонній об’єкт і посилають сигнал, який викликає інші імунні клітини до цього місця для підсилення атаки.
Клітини раннього реагування на запалення — нейтрофіли й макрофаги — відповідають на цей виклик.
Нейтрофіли виділяють мікроскопічні гранули, заповнені ферментами, які намагаються зруйнувати поверхню канюлі інсулінової помпи.
Макрофаги теж виділяють ферменти, які разом з радикалами оксиду азоту викликають хімічну реакцію, в результаті якої чужорідне тіло поступово розкладається.
Якщо макрофаги не в змозі швидко позбутися стороннього тіла, вони з’єднуються разом, утворюючи масу з окремих клітин, так звану "гігантську клітину".
Тим часом клітини, звані мікробластами, вирушають до місця вторгнення і починають депонувати, або відкладати шари щільної сполучної тканини.
Вони обволікають канюлю, через яку помпа вводить інсулін і забирає кров для вимірювання концентрації глюкози.
Згодом таке вибудоване закупорення утворює рубець навколо імпланту.
Рубець стає майже непроникною стіною, яка може почати блокувати життєво важливі взаємодії між тілом та імплантом.
Наприклад, рубцювання навколо кардіостимуляторів може перервати передачу електричних сигналів, критично важливих для роботи приладу.
Штучні колінні суглоби можуть в процесі зношення виділяти частинки, змушуючи імунні клітини ініціювати запалення навколо цих фрагментів.
На жаль, атака імунної системи можуть бути навіть небезпечною для життя.
Однак, вчені знаходять способи, щоб обманути імунну систему, дозволяючи їй прийняти імплантовані пристрої.
Було виявлено, що імпланти, покриті певними речовинами й ліками можуть послабити імунну відповідь.
Це дозволило зробити такі імпланти майже непомітними для імунної системи.
Ми також робимо більше імплантів з природних матеріалів і в таких формах, що вони безпосередньо імітують тканини, тому організм слабше атакує, ніж у випадку повністю штучного імпланту.
Деякі медичні процедури передбачають використання імплантів для відновлення втраченої або пошкодженої тканини.
У таких випадках можна розробити імпланти з компонентами, які випускатимуть певні сигнали й ретельно підлаштовуватимуть імунні реакції.
У майбутньому такий метод спільної роботи з імунною системою може допомогти нам розробити цілком штучні органи, повністю інтегровані протези й лікування ран способом самовідновлення.
Одного дня ці методи лікування зроблять революцію в медицині й назавжди змінять тіла, у яких ми живемо.
