Дело сердца. 11 ключевых операций в истории кардиохирургии - [146]

Это был, конечно же, грандиозный успех, однако сделать подобным способом целое сердце для человека было гораздо сложнее, так как для него потребовалось бы гораздо больше клеток. Хирурги из Гейдельберга впоследствии попробовали вырастить покрытый живой тканью каркас сердца, который подходил бы по размеру человеку. В качестве исходного материала они взяли сердце свиньи, а после удаления клеточного материала засеяли его клетками человеческих сосудов и клетками миокарда, взятыми у крыс[36]. Десять дней спустя стенки органа оказались выстланы новым миокардом, который даже демонстрировал признаки электрической активности. Этот опыт, безусловно, доказал жизнеспособность данной концепции, однако после трех недель выращивания орган был не в состоянии ни сокращаться, ни перекачивать кровь.

Выращивать ткани и органы в биореакторе — дело трудоемкое, но последние достижения в области трехмерной печати открывают перед исследователями заманчивую перспективу быстро производить новые сердца на заказ. Суть работы трехмерного принтера заключается в том, что он разбивает объемный предмет на набор двухмерных «срезов», которые накладываются один поверх другого. Этой технологией уже пользовались инженеры для производства сложных деталей из металла и пластика, и вот теперь ее начали применять для выращивания тканей в лабораторных условиях. Этот процесс чем-то напоминает изготовление трехмерной цветной фотографии, и в итоге получается точная копия оригинала. Так, чтобы напечатать аортальный клапан, ученые из Корнелльского университета взяли свиной клапан и на компьютерном томографе высокого разрешения сделали его рентгеновский снимок. Это позволило им получить точную схему всех внутренних структур, и теперь ее можно было использовать в качестве шаблона. Основываясь на полученных в результате сканирования данных, принтер выделяет тоненькие струйки гидрогеля — полимера, впитывающего воду и напоминающего по своим свойствам живую ткань. И так, слой за слоем, создается копия свиного клапана. Получившийся каркас затем засеивается живыми клетками и отправляется в биореактор.

Продолжая развивать эту технологию, Адам Фейнберг — ученый-материаловед из Университета Карнеги-Меллона в Питтсбурге — недавно изготовил таким образом первое трехмерное сердце, в точности повторяющее анатомическое строение настоящего органа. Он использовал для этого сердце куриного эмбриона — подобный выбор объяснялся тем, что из-за сложного внутреннего строения воссоздать орган было особенно сложно. Крошечное куриное сердце диаметром всего два с половиной миллиметра было тщательно отсканировано под микроскопом. В результате получился цифровой шаблон для принтера, который запрограммировали так, чтобы напечатать копию в масштабе десять к одному. Получившийся макет был изготовлен из гидрогеля и не содержал живой ткани, однако он невероятно точно отражал сходство с настоящим сердцем. С тех пор Фейнберг использовал для трехмерной печати сердца различные натуральные белки, такие как фибрин и коллаген. Теперь его исследовательская группа намеревается включить в выделяемый трехмерным принтером гидрогель живые клетки сердца, чтобы оно могло сразу печатать живую ткань, создавая жизнеспособный орган. Для многих ученых, работающих в данной области, создание полноценного сердца из искусственно созданной ткани является конечной целью, однако даже они признают, что им до нее еще очень и очень далеко. Когда я спросил одного из них, видит ли он в таком органе реальную альтернативу трансплантации, то в ответ он рассмеялся и сказал, что на совершенствование технологии уйдет еще лет 40.

Таким образом, будущее кардиохирургии можно представить по-разному. Возможно, через пару десятков лет мы будем разводить генномодифицированных свиней на огромных стерильных фермах и пересаживать их сердца больным людям. Или будем печатать новые органы на заказ на трехмерных принтерах на специальных заводах, отправляя их затем с помощью дронов туда, где в них нуждаются. Либо же нас ждет какой-то неожиданный прорыв в энергетических технологиях, который сделает возможным разработку полностью имплантируемого постоянного механического сердца. Можно допустить и более прозаичное развитие событий — совершенствование медикаментозной терапии и профилактического ухода до такого уровня, что радикальные вмешательства станут практически не нужны. Некоторые из врачей все еще помнят палаты, до отказа забитые пациентами с полиомиелитом, туберкулезом и скарлатиной, — возможно, сердечно-сосудистые заболевания постигнет та же участь, что и эти болезни, которые теперь практически полностью искоренены на Западе.

Многие из кардиохирургов не торопятся предсказывать, какой именно из этих сценариев воплотится в жизнь с наибольшей вероятностью. Возможно, они поняли, что долгосрочные прогнозы получаются у них не очень-то хорошо. В 1910 году Гарри Шерман, один из первых хирургов, наложивших швы на бьющееся сердце, выступил с речью на собрании Медицинского общества штата Калифорния. Он сказал своим коллегам: «Я не представляю себе, как хирургия может помочь в борьбе с большинством заболеваний сердца. Слишком большое сердце нельзя уменьшить до нужного размера, равно как нельзя изготовить новую сердечную мышцу». Если считать, что его прогноз был чересчур пессимистичным, то в опубликованном в 2004 году докладе Всемирной организации здравоохранения можно обнаружить другую крайность — довольно странное и маловероятное предсказание, что к 2020 году «нанохирурги» (микроскопические роботы) будут ползать по артериям, соскабливая жировые отложения и ликвидируя легкие повреждения.