Да сгинет смерть! [Победа над старением и продление человеческой жизни] - [35]

Виллем Кольфф, молодой голландский врач, во время второй мировой войны начал исследования с целью создания искусственной почки, которая могла бы заменить больные почки. Работая по ночам, чтобы не попасть в руки фашистских оккупантов (ибо он приступил к исследованиям в надежде помочь раненым голландским партизанам), Кольфф начал экспериментировать с разнообразными конструкциями искусственных почек. Пользуясь только тем оборудованием, которое нацисты считали необходимым для практикующего врача, он сконструировал аппарат, напоминающий барабан, где кровь могла циркулировать над искусственной мембраной большой площади. У Кольффа не было под рукой современных высококачественных пластических и фильтрующих материалов для такой мембраны, и он пользовался в качестве фильтров целлофановой оберткой для колбас. И хотя его аппарат (напоминающий маленькую стиральную машину, где барабаны вращались в растворе глюкозы, чтобы токсины "вымывались" из крови) был очень примитивен, он действовал.

Громоздкая конструкция Кольффа для диализа (по-гречески "диализ" значит "растворение") в наши дни превратилась в аппаратик не больше обычного телефона. "Сахарный раствор", извлекающий токсины из крови, усовершенствован — это жидкость, по своему составу близкая к крови. Современные портативные искусственные почки можно использовать в домашних условиях. Подсчитано, что не менее 100 000 человек во всем мире пользовались заменяющим почки аппаратом.

Кольфф, работающий ныне в Институте биомедицинской инженерии при Университете штата Юта, полагает, что путем микроминиатюризации в организм человека может быть имплантировано устройство для электродиализа. Собственно говоря, он уже создал искусственную почку весом чуть больше 1 кг, которую можно носить как рюкзачок. Этот прибор способен отфильтровать все ядовитые вещества и шлаки из крови при пользовании им всего в течение двух часов в сутки.

Бионическая поджелудочная железа

Инсулин регулирует энергетические процессы внутри клеток. Поджелудочная железа среди прочего снабжает организм инсулином, и это позволяет накапливать сахар в виде жира для того, чтобы впоследствии он мог быть переработан с выделением энергии. Если этот механизм нарушается, весь процесс обмена веществ разлаживается. Клетки выделяют сахар в кровь, расщепляют собственные белки в ядовитые продукты распада и отравляют организм избытком токсичных веществ. При нехватке в организме инсулина накопление токсинов в крови приводит к разрушению клеток глаза, мозга, кровеносных сосудов. Недостаток инсулина вызывает нарушение водно-солевого баланса в организме, что может стать причиной угрожающе низкого кровяного давления, препятствующего кровоснабжению органов и повреждающего мозг.

Диабет, развивающийся вследствие недостатка инсулина в крови, входит в число десяти главных причин смертности населения США. Без специального лечения больной диабетом может прожить не более 20 лет. Ежедневно получая инсулин — перорально или в виде инъекций, — он может прожить 50 лет. Но инсулинотерапия не в состоянии изменять количество инсулина в соответствии с сиюминутными потребностями организма: зачастую его оказывается либо слишком много, либо слишком мало. Из-за этого у больного диабетом, даже получающего инсулин, всегда нарушен обмен веществ, и его организм постоянно подвергается опасности.

В настоящее время несколько групп исследователей работают над созданием бионической поджелудочной железы, которая могла бы выделять инсулин только в нужное время и в требуемых количествах. Уильям Чик из Джослинского диабетического фонда в Бостоне работает над экспериментальной моделью вживляемой поджелудочной железы, в которой используются ткани здоровой поджелудочной железы человека или животного. Помещая ткань в сеть искусственных капилляров, исследователь заставляет кровь циркулировать через них. Капилляры сконструированы таким образом, что через их стенки могут проникать только инсулин и другие небольшие молекулы, но для молекул белков и клеток крови они непроницаемы. А так как это надежно изолирует ткань поджелудочной железы от кровотока в организме, то исключается и опасность реакции отторжения, поэтому в качестве источника инсулина могут быть использованы ткани поджелудочной железы крыс или других животных. Инсулин, вырабатываемый в организме человека и многих животных, в том числе коров, чей инсулин используется при лечении диабета, сходен по составу и действует одинаково как у людей, так и у животных. Однако, прежде чем испытать изобретение Чика на людях, необходимо найти материал для капилляров, который не разрушал бы кровь больного.

Поджелудочная железа Чика не совсем искусственная, т. е. она не является механизмом в строгом смысле, поскольку в ней используются ткани настоящей поджелудочной железы, а непосредственно механизм используется лишь для определения потребности организма в инсулине и выделения соответствующего его количества из резервуара. Первый же искусственный механизм был сконструирован в 1962 г. Арнольдом Кадишем из Фонда динамики метаболизма в Лос-Анджелесе. Кадиш преобразовал аппарат, которым определяют уровень сахара в пробах крови, в прибор, способный производить эти измерения и выделять в кровь инсулин или сахар в зависимости от потребностей организма. Этот аппарат, несмотря на свою громоздкость и замедленную реакцию, доказал возможность создания полностью искусственной поджелудочной железы.