Глава 591. Биоискусственная почка •
"Это биоискусственная почка?"
Вэй Кан протянул левую руку в резиновой перчатке, взял цилиндр размером с грушу и внимательно осмотрел его в руке.
Казалось, что корпус этого предмета был слоем гибкого металла, излучающего мягкий серебристо-белый блеск, ладонь через резину чувствовала легкую прохладу, но не было ощущения твердости.
К вершине прочно прикреплена толстая резиновая трубка, а два выхода на конце также соединены с трубками, но это две более тонкие трубки, одна большая и одна маленькая.
"Правильно, это искусственная почка, которая может заменить функцию почек, очищать кровь и выводить метаболические отходы из крови в виде мочи."
Дин Мянь стоял рядом, на его лице появилось слабое сияние, это было сияние уверенности, он говорил красноречиво.
"Всегда, чтобы вылечить терминальную стадию почечной недостаточности, был только один вариант - трансплантация почки, и проблема нехватки донорских органов всегда была очень серьезной."
"С развитием медицинских технологий трансплантация почки прошла путь от аллотрансплантации от человека к человеку до клинического уровня ксенотрансплантации почки от свиньи к человеку."
"Хотя эффект неплохой, у первого в мире пациента с трансплантацией почки от свиньи к человеку моча успешно образовалась через 20 минут после операции, а пересаженная свиная почка также выжила в организме в течение 74 часов без каких-либо признаков острого отторжения."
"Пациент позже умер от сильного кровотечения, но, как бы то ни было, это открыло дверь для ксенотрансплантации."
"Конечно, такое решение также имеет немало скрытых опасностей, и среднесрочные и долгосрочные реакции отторжения еще не могут быть оценены."
"Поэтому ученые не теряют надежды и обращают свои взоры на искусственную почку."
"Аппарат для гемодиализа может облегчить уремический криз и заменить функцию почек, но он также имеет множество неудобств, таких как высокая цена, инфекция, свертывание крови, болезненные уколы и плохая портативность. Если искусственная почка будет успешно разработана, она обязательно решит эти проблемы."
"Говоря об искусственной почке, мы должны сначала понять основные функции почек."
"Почки человека содержат 2 миллиона почечных клубочков и канальцевых клеток, которые несут тяжелую задачу метаболизма. Первые фильтруют кровь, перехватывают определенные молекулы и формируют функцию фильтрации, а вторые обладают функцией реабсорбции и могут повторно поглощать воду и электролиты, образуя конечную мочу."
"Наша искусственная почка имитирует функции почечных клубочков и канальцев, достигая того же эффекта, что и почки."
"Трубка на ней соединена с артерией, артериальная кровь поступает в искусственную почку и сначала проходит через "фильтр крови", то есть искусственный почечный клубочек, внутри которого находится специально разработанная пористая нанофильтрационная мембрана, которая позволяет проходить определенным молекулам и блокирует все остальное."
"Отфильтрованная кровь продолжает проходить через биореактор, на силиконовой мембране которого культивируются живые клетки почечных канальцев, а также некоторые другие компоненты, которые могут имитировать функцию "реабсорбции" почечных канальцев."
"Наконец, две трубки внизу, более толстая, соединяется с венозным сосудом, чтобы вернуть здоровую кровь обратно, а другая, более тонкая, соединяется с мочевым пузырем, чтобы вывести мочу, полную метаболических отходов."
"Все это оборудование может полностью заменить функцию почек."
"Самая большая особенность заключается в том, что механизм фильтрации полностью имитирует режим работы почек человека, поэтому он очень эффективен. Такая маленькая искусственная почка может образовывать около 800 миллилитров мочи за 24 часа, и эта эффективность уже очень близка к настоящей почке."
"Искусственная почка, которую вы держите в руках, может принимать 300 миллилитров крови в минуту, 90% из которых отфильтровываются фильтром крови, образуя 30 миллилитров первичной мочи, и, наконец, после фильтрации функцией реабсорбции, только около 0,6 миллилитров становятся мочой."
"Конечно, эта искусственная почка в настоящее время создана для экспериментов на животных, поэтому она сделана немного меньше. Если ее имплантировать в организм человека, она будет сделана больше, чтобы лучше удовлетворять потребности человека."
"Такая эффективность намного выше, чем у гемодиализа, основного метода лечения уремии в настоящее время, и в то же время намного удобнее."
"Если пациенты делают диализ каждый день, им приходится проводить несколько часов рядом с диализным аппаратом, плюс время ожидания в очереди, и в конце дня остается не так много времени. Это значительно ограничивает личную свободу, многие вещи невозможно сделать, и даже приходится отказываться от работы."
"А наша искусственная почка, как только она имплантирована в организм, может заменить почки и вернуть пациентов к нормальной жизни, им даже не нужен мочеприемник."
Дин Мянь выпалил эту длинную речь одним духом и показал самодовольную улыбку.
Вэй Кан улыбнулся: "Отлично сработано, как вы вообще додумались до этого, я помню, что проект искусственной почки не был утвержден. Так вы сами тайком этим занимались?"
Лицо Дин Мяня изменилось, и он поспешно сказал: "Говоря об этом, мы сделали искусственную почку совершенно случайно."
"На самом деле, это дополнительный выигрыш от проекта искусственного мочевого пузыря."
"Когда мы делали искусственный мочевой пузырь, из-за фильтрации крови для образования мочи, я сделал набор имитирующих мочевыделительную систему, но мы так и не смогли решить проблему реабсорбции, что приводило к неполной фильтрации мочи и остаткам крови в ней."
"Позже мы использовали стволовые клетки для культивирования партии клеток почечных канальцев, а также добавили немного материала, чтобы усилить функцию поглощения, и только тогда решили эту проблему."
"После завершения работы мы были слишком взволнованы и не подумали о том, чтобы сначала утвердить проект, а просто нашли собаку и вставили туда готовый продукт."
"В результате эксперимент удался, и после удаления одной почки у собаки, искусственная почка в ее организме также начала выполнять функции почек, и мочеиспускательная функция не ослабла."
"Это означает появление бескровяного насоса, саморегулирующегося водно-солевого баланса, имплантируемой универсальной имплантируемой биоискусственной почки, и уже достигнуты результаты в моделях на животных."
Сказав это, Дин Мянь почесал в затылке и глупо улыбнулся.
"Хе-хе, мы тоже только тогда узнали, что случайно сделали искусственную почку."
Вэй Кан выглядел удивленным и не мог не восхититься.
"Я не ожидал, что проект искусственного мочевого пузыря также сможет попутно вывести искусственную почку, это действительно случайное достижение."
"Вы действительно великолепны, я испытываю глубокую гордость за то, что в Саньцин есть такие ученые, как вы."
Он посмотрел на искусственную почку в своей руке и вдруг понял, что чего-то не хватает.
"У этого оборудования всего три трубки? Нет никаких других внешних подключений? Нет никаких шнуров питания и тому подобного?"
Дин Мянь с улыбкой покачал головой: "Нет, это идеальное сочетание физики и химии, полное красоты простоты, без каких-либо лишних вещей."
Вэй Кан с сомнением спросил: "Вы только что сказали, что внутри есть только фильтр крови и биореактор, так где же источник питания? Чем приводится в действие все устройство? Электричеством? Биоэнергией? Или чем-то еще?"
Дин Мянь махнул рукой и с улыбкой объяснил.
"Мы использовали нормальную разницу кровяного давления в организме человека в качестве источника энергии для фильтрации крови, так что нам не нужно использовать кровяной насос, что значительно уменьшает объем, и не требуется дополнительная энергия, поэтому его можно имплантировать в организм человека и долго работать в организме."
Вэй Кан кивнул и снова посмотрел на молчаливого Сюэ Шэня рядом с ним, и не мог не почувствовать облегчение.
"Я очень рад, что вы двое можете объединить усилия для разработки нового проекта."
"Фильтрационная мембрана, используемая в этой искусственной почке, и использование разницы кровяного давления в качестве источника энергии - это все физические функции, и, вероятно, это работа Сюэ Шэня, верно?"
"Правильно, все благодаря усилиям брата Сюэ, этот проект может быть таким успешным." "Брат Сюэ разработал наноразмерную силиконовую мембрану, которая очень похожа на клетки почечных клубочков, может блокировать прохождение крупных молекул и пропускать мелкие молекулы."
"А силиконовая мембрана в биореакторе способствует поддержанию активности клеток почечных канальцев и играет ключевую роль."
"Кроме того, он также дал много советов по оптимизации с физической точки зрения для многих данных, используемых в процессе эксперимента, что очень помогло."
Вэй Кан собирался кивнуть, но вдруг вспомнил один вопрос и спросил.
"Я знаю, что клетки почек человека являются постоянными клетками, обладают особенно сильной компенсаторной способностью, и могут спонтанно восстанавливаться после повреждения, но если они полностью повреждены, они не могут быть восстановлены, что приводит к возникновению уремии."
"А этот биореактор, основным компонентом которого являются клетки почечных канальцев, звучит неплохо, но все это искусственно культивируемые клетки, и их компенсаторная способность определенно не может сравниться с настоящими клетками почек, так разве они не умрут?"
"Что произойдет, если эти клетки затвердеют и умрут через определенное время?"
"Значит, их нужно регулярно заменять? Или как?"
"Если их нужно регулярно заменять, то перспективы его применения могут быть довольно ограниченными, и его нельзя считать настоящей имплантируемой биоискусственной почкой."
Услышав эту серию вопросов, улыбка на лице Дин Мяня мгновенно исчезла, и его голова, как побитый морозом баклажан, увяла.
Он глубоко вздохнул и тихо сказал: "Начальник Вэй, эта проблема действительно существует. Хотя мы можем продлить срок жизни клеток почечных канальцев, в конце концов, они помещены в закрытое устройство, и биологическая активность действительно ограничена."
"И при интенсивном использовании сами клетки не могут компенсировать и восстанавливаться."
"Через некоторое время он обязательно деактивируется, но конкретное время трудно оценить, это зависит от использования."
"Мы провели тесты, и примерно через шесть месяцев клетки почечных канальцев начнут подвергаться гиалинозу и не смогут выполнять свои функции."
"В этом случае для продолжения использования необходимо заменить биореактор."
"Кроме того, есть проблема обслуживания оборудования, со временем не только клетки почечных канальцев будут иметь проблемы, но даже силиконовая мембрана во время гемодиализа может легко вызвать тромбоз, что приведет к снижению функции фильтрации."
"Хотя искусственная почка была разработана, и эксперименты на животных были успешными, эти две проблемы действительно существуют."
"В будущем потребуются долгосрочные эксперименты для наблюдения за побочными реакциями и долгосрочным прогнозом после имплантации."
Вэй Кан улыбнулся и сказал: "Ничего страшного, раз проблема обнаружена, значит, есть направление для работы, я уверен, что в будущем вы обязательно сможете решить эту проблему."
Он задумчиво посмотрел и, размышляя, сказал.
"Может быть, мы можем сделать его неимплантируемой искусственной почкой, по крайней мере, он очень легкий и мощный, и может заменить большую часть функции почек."
"Пациенты могут носить его на себе, как мочеприемник, чтобы мочиться каждый день, а не ждать два дня, чтобы сделать диализ. Вы должны знать, что для тяжелобольных пациентов даже несколько часов задержки могут легко привести к несчастному случаю."
"Эта штука может спасти пациентов от диализного аппарата и позволить им жить нормальной жизнью и снова обрести немного достоинства."
Глаза Дин Мяня загорелись, и он выпалил: "Начальник Вэй, вы правы, я только думал о том, чтобы сделать все сразу."
"Эта искусственная почка, возможно, не может полностью решить проблемы пациентов сейчас, но, по крайней мере, может постепенно улучшить их жизнь."
"Еду нужно есть по кусочку, и дорогу нужно проходить шаг за шагом, сначала подумайте о решении проблемы, а затем подумайте о том, как решить проблему еще лучше."
"Но не волнуйтесь, я все равно буду работать с братом Сюэ, чтобы продолжить усилия и посмотреть, сможем ли мы сделать искусственную почку имплантируемым готовым продуктом."
Сюэ Шэнь также поспешно похлопал себя по груди, давая гарантию.
"Начальник Вэй, не волнуйтесь, проекты, конечно, имеют поэтапные результаты, шаг за шагом, мы сначала сделаем неимплантируемую искусственную почку, а затем решим проблему имплантируемой искусственной почки."
Вэй Кан слегка улыбнулся, осторожно положил искусственную почку в руке на верстак и начал оглядываться по лаборатории.
"Где экспериментальная собака с имплантированной искусственной почкой? Отведите меня посмотреть, как она."
"В другой комнате, я отведу вас туда", - поспешно сказал Дин Мянь.
Трое пришли в другую комнату, где вся стена была уставлена плотными рядами клеток, в которых содержались различные лабораторные животные.
Вэй Кан сразу увидел маленькую собачку в нижнем ряду клеток.
Собачка лежала в клетке, но, увидев, что кто-то вошел, сразу встала, ее пушистая голова изо всех сил вылезала наружу, издавая жалобные звуки.
Дин Мянь удивленно сказал: "Сегодня собака выглядит намного бодрее, похоже, что в последние несколько дней она только что перенесла операцию и все еще находится в периоде восстановления, а теперь полностью выздоровела."
Он немного беспокоился, боясь, что босс увидит больную, вялую собачку, но не ожидал, что всего за один-два дня собачка восстановит свою активность, и его сердце сразу успокоилось.
Затем он продолжил: "После традиционной трансплантации почки необходимо длительное использование иммунодепрессантов, но эта собака принимала только антитромбоцитарные препараты и не получала иммунодепрессантную терапию."
"По сравнению с крупными животными моделями почечной недостаточности, искусственная почка может значительно улучшить объем крови собаки и вывести избыток жидкости из организма."
Вэй Кан подошел и нежно погладил собаку по голове.
Собачка высунула язык и лизнула его руку, ее пара влажных больших глаз выглядели полными духовности.
Вэй Кан осмотрел раны на теле собачки и обнаружил, что они почти зажили, и внешне не было видно никаких явных следов.
При легком нажатии можно почувствовать небольшую твердость в области поясницы и живота.
Однако он не осмелился приложить силу, боясь, что собаке будет больно, и вскоре убрал руки.
"Неплохо, похоже, что состояние нашего первого пациента очень хорошее, давайте продолжим наблюдение."
"Если эти две проблемы не будут решены, боюсь, придется сделать еще один разрез, чтобы извлечь имплантированную искусственную почку из тела собаки и сделать ее внешней искусственной почкой."
Вэй Кан подумал про себя и почувствовал некоторое ожидание.
"Когда мы перейдем к клиническим испытаниям, пациенты с терминальной стадией почечной недостаточности смогут полностью избавиться от диализного аппарата и использовать удобную и эффективную искусственную почку."
"Такая сцена, подумать только, уже немного волнует."