76

ÂWIAT NAUKI

Zaktualizowane z Scientific American Presents lato/2000

Nasze

cz´Êci

zamienne

NERKA b´dàca produktem bio-
in˝ynierii mog∏aby pewnego dnia
uwolniç pacjentów od wyczerpu-
jàcego re˝imu dializy. Prototyp
takiego urzàdzenia (z prawej)
opracowano w University of Mi-
chigan w Ann Arbor.

M

ia˝d˝yca, cukrzyca, marskoÊç i zapalenie wàtroby oraz inne schorze-
nia niszczàce stopniowo narzàdy wewn´trzne powodujà co roku
Êmierç lub niepe∏nosprawnoÊç milionów ludzi. Najcz´Êciej sà to
osoby w podesz∏ym wieku. Narzàdy b´dàce dzie∏em bioin˝ynierii
– elementy mechaniczne po∏àczone z wyhodowanymi w warunkach
laboratoryjnych komórkami – mog∏yby zmniejszyç liczb´ przedwcze-

snych zgonów, poprawiç jakoÊç ˝ycia i byç choçby tymczasowo pomocne dla star-
szych pacjentów, którzy czekajà na transplantacj´.

Idealnym rozwiàzaniem by∏oby oczywiÊcie tworzenie od podstaw potrzebnych

narzàdów z wykorzystaniem komórek macierzystych, które mogà si´ ró˝nicowaç
w dowolne tkanki organizmu. To jednak odleg∏a perspektywa. Na razie najwi´k-
sze nadzieje na cz´Êci zamienne, które pe∏ni∏yby z∏o˝one funkcje nerek, trzustki czy
wàtroby, budzà produkty bioin˝ynierii. „Nazywamy je inteligentnymi narzàdami”
– mówi Bartley P. Griffith, by∏y dyrektor McGowan Institute for Regenerative
Medicine i obecny dziekan Wydzia∏u Kardiochirurgii University of Maryland. Ser-
ce po prostu pompuje krew przez jednokierunkowe zastawki. Nerki, trzustka i wà-
troba majà trudne zadanie chemicznej eliminacji zb´dnych produktów z dop∏y-
wajàcych do nich p∏ynów ustrojowych i produkcji zwiàzków o kluczowym znaczeniu

dla organizmu. „JeÊli porównaç serce do pierwszoklasisty – mówi Griffith – to ner-
ka b´dzie absolwentem szko∏y Êredniej, a wàtroba – doktorem”.

Mimo pozornej prostoty skonstruowanie sztucznego serca okaza∏o si´ trudne. Wi-

dok Barneya Clarka, biorcy pierwszego sztucznego serca Jarvik-7 z 1982 roku,
by∏ wymowny – mechaniczne serce by∏o po∏àczone za pomocà cewników z wiel-
kà, ha∏aÊliwà zewn´trznà pompà i to ona w rzeczywistoÊci pompowa∏a krew. Apa-
rat musia∏ byç zasilany z sieci, co ogranicza∏o swobod´ ruchów pacjenta. Gdy

WYDANIE SPECJALNE

ÂWIAT NAUKI

77

IN˚YNIEROWIE PRACUJÑ NAD URZÑDZENIAMI,

KTÓRE ZASTÑPIÑ NIEWYDOLNE SERCA, NERKI,

TRZUSTKI I WÑTROBY

DAVID PESCOVITZ

Clark i drugi pacjent ze sztucznym sercem, William Schroe-
der, zmarli dwa lata po operacji – w wyniku infekcji i udarów
mózgu spowodowanych skrzepami krwi – powszechna wia-
ra w t´ technik´ umar∏a wraz z nimi.

Zmiana podejÊcia do problemu oraz miniaturyzacja

podzespo∏ów zaj´∏y naukowcom ca∏e lata. Zamiast ca∏kowi-
tej wymiany serca, nowe urzàdzenia majà za zadanie wspo-
maganie niewydolnego narzàdu do czasu znalezienia dawcy.
Aparat wspomagajàcy lewà komor´ serca (LVAD – left ventri-
cular assist device) – g∏ówny przedstawiciel tej grupy urzàdzeƒ
– jest obecnie stosowany klinicznie. Wszczepia si´ go do jamy
brzusznej, gdzie t∏oczy krew kierowanà doƒ z lewej komory,
jednej z czterech g∏ównych jam serca, które biorà udzia∏ w
pompowaniu krwi. Zasilany jest z niewielkiej konsoli lub prze-
noÊnego akumulatora znajdujàcych si´ poza organizmem.
LVAD rozwiàzuje tylko niektóre problemy zwiàzane z sercem

i nadal wymaga przewodu zasilajàcego idàcego przez

skór´ chorego, pozwala jednak zyskaç na czasie.

Post´py w konstruowaniu urzàdzeƒ LVAD przyczy-

ni∏y si´ do o˝ywienia zainteresowania sztucznymi

sercami nowej generacji*. Obecnie aparaty te sà

mniejsze i efektywniejsze, poniewa˝ pompujà krew

w ca∏kowicie inny sposób. Zamiast stosowanych

uprzednio pomp ze spr´˝ystymi membranami w

niektórych najnowszych urzàdzeniach stosuje

si´ niewielki wirnik, dzia∏ajàcy na podobnej

zasadzie co Êruba motorówki. W McGowan

Institute wykorzystano t´ metod´ w kon-

strukcji sztucznego serca Streamliner, któ-

re po umieszczeniu w jamie brzusznej ma

pompowaç krew do naturalnego serca i
t´tnic przez par´ cewników. Sprz´˝enie

indukcyjne umo˝liwia∏oby przekazywanie

energii z noszonego na pasku akumulato-

ra do akumulatora wszczepionego pod skó-

r´. Stamtàd cienkim przewodem energia

elektryczna by∏aby przesy∏ana do sztuczne-

go serca.

Pod∏u˝ny, wykonany z tytanu Streamliner ma

d∏ugoÊç oko∏o 10 cm, szerokoÊç oko∏o 5 cm i wa˝y

kilkanaÊcie dekagramów. Jego wirnik jest podwieszo-

ny za pomocà magnesów. „Takie rozwiàzanie eliminuje

ryzyko uszkodzenia wskutek Êcierania si´ ∏o˝ysk” – mówi Grif-
fith. Technik´ zastosowanà w urzàdzeniu Streamliner wyko-
rzystano ju˝ w HeartQuest – urzàdzeniu wspomagajàcym pra-
c´ komór serca (VAD), opracowanym przez firm´ MedQuest.
Mo˝na si´ spodziewaç, ˝e HeartQuest – który ma jeszcze do-
skonalszà pomp´ odÊrodkowà – znajdzie si´ w ciàgu roku w
fazie prób klinicznych.

Inne przodujàce zespo∏y badawcze w swoich eksperymen-

talnych urzàdzeniach LVAD stosujà turbiny. Firma Thoratec
wspó∏pracuje z McGowan Institute, Micromed Technology
oraz jest partnerem Baylor Medical Center. Urzàdzenie DeBa-
key VAD, opracowane wspólnie przez NASA, Baylor College
of Medicine i firm´ MicroMed, wszczepiono ju˝ przesz∏o 200
pacjentom.

Skonstruowanie nawet tak „nieskomplikowanego” narzàdu

jak serce to olbrzymie wyzwanie dla in˝ynierów, blednie ono
jednak w porównaniu ze z∏o˝onym problemem budowy narzà-
dów z biochemicznymi mózgami. Aby wyprodukowaç „inte-
ligentne” narzàdy bioin˝ynieryjne, takie jak nerka, trzustka
czy wàtroba, naukowcy muszà po∏àczyç zdobycze elektroni-
ki, mechaniki i in˝ynierii tkankowej. Dotychczasowa strate-
gia polega na pobraniu komórek narzàdu z organizmu cz∏o-
wieka lub Êwini, hodowaniu ich na odpowiednim pod∏o˝u, a
nast´pnie wprowadzeniu do bioreaktora – pojemnika lub ru-
ry – w którym utrzymywane sà przy ˝yciu dzi´ki dostarczane-
mu tlenowi i substancjom od˝ywczym. Bioreaktor umiesz-
cza si´ wewnàtrz wi´kszego urzàdzenia poza organizmem
pacjenta. Podobnie jak w dzisiejszych aparatach dializujà-
cych krew jest kierowana systemem cewników przez bioreak-
tor, gdzie zostaje oczyszczona.

„OczywiÊcie najlepiej by∏oby na tyle opanowaç hodowl´

komórek, aby zaprojektowaç bioreaktor, który mo˝na by∏o-
by wszczepiç w miejsce narzàdu – przyznaje Griffith. – MyÊl´,
˝e potrzebujemy na to co najmniej 10 lat”. Griffith wierzy, ˝e

78

ÂWIAT NAUKI

M¸ODYM BYå

MUL

VEHILL

The Image W

orks

(popr

zednie str

ony

); V

A

ANN ARBOR HEAL

THCARE SYSTEM (

wstawka na popr

zednich str

onach

); MEDQUEST (

bie˝àca str

ona

)

n

Zapotrzebowanie na narzàdy roÊnie wraz ze starzeniem si´
spo∏eczeƒstw, poniewa˝ niszczàce choroby dotykajà najcz´Êciej
ludzi w podesz∏ym wieku. Idealnym rozwiàzaniem by∏oby
tworzenie nowych narzàdów od podstaw, z wykorzystaniem
komórek macierzystych, na razie to jednak odleg∏a przysz∏oÊç

n

Obecnie cz´sto nie dà˝y si´ do zastàpienia naturalnego narzàdu,
ale raczej do jego wspomagania lub tylko chwilowego
zastàpienia. Du˝o wi´kszym wyzwaniem od sztucznego serca
sà nerki i wàtroba – tu prócz zaawansowanych rozwiàzaƒ
mechanicznych i elektronicznych stosuje si´ bioin˝ynieryjne,
takie jak hodowle tkankowe.

n

Rozwa˝a si´ tak˝e inne metody, takie jak przeszczepy
ksenogeniczne i napraw´ uszkodzonych narzàdów przez
bezpoÊrednià zmian´ kodu genetycznego.

Przeglàd /

Sztuczne narzàdy

HEARTQUEST, prototyp sztucznego
serca, przepompowuje krew za po-
mocà maleƒkiej pompy odÊrodkowej.

bli˝szy urzeczywistnienia jest projekt noszonej przy pasku
„ratunkowej nerki”, która mog∏aby podtrzymywaç ˝ycie cho-
rego oczekujàcego na przeszczep.

Kaseta zamiast nerki

CUKRZYCA I NADCI

ÂNIENIE

rozwijajàce si´ na ogó∏ w starszym wieku

cz´sto rujnujà nerki w stopniu wymagajàcym przeszczepu. Takich
zabiegów przeprowadza si´ na Êwiecie tysiàce rocznie, a kolejki
oczekujàcych na nie sà wyjàtkowo d∏ugie. Do czasu przeszczepu
muszà oni kilka razy w tygodniu poddawaç si´ wielogodzinnej
dializie lub hemofiltracji. To bardzo wyczerpujàce, a ponadto
aparat wykonuje zaledwie po∏ow´ zadania. Nerka nie tylko od-
filtrowuje z krwi zb´dne zwiàzki – jej kanaliki wch∏aniajà po-
nadto ponownie 98% odfiltrowanego p∏ynu, zwracajàc organi-
zmowi m.in. wa˝ne w´glowodany i sole mineralne. Aparaty do
dializy po prostu nie przeprowadzajà drugiego z tych procesów.

W wyniku po∏àczenia podzespo∏ów mechanicznych z tkan-

kà uzyskanà dzi´ki in˝ynierii tkankowej sztuczna nerka mog∏a-
by wype∏niç ca∏e zadanie. Nefrolog H. David Humes oraz jego
wspó∏pracownicy z University of Michigan w Ann Arbor wyhodo-
wali z komórek macierzystych osoby doros∏ej komórki kanali-
ków nerkowych I rz´du, które wykonujà lwià cz´Êç czynnoÊci
zwiàzanych ze zwrotnym wch∏anianiem przesàczu nerkowego.
(Komórki macierzyste sà pobierane z nerek dawców, które uzna-
no za nieodpowiednie do przeszczepu). Komórki umieszcza si´
w sieci cienkich jak w∏os plastikowych w∏ókienek, wyÊcie∏ajàcych
od wewnàtrz poliw´glanowà kaset´ filtracyjnà d∏ugoÊci 27 cm
i Êrednicy oko∏o 3.5 cm. Kaseta jest cz´Êcià wi´kszego urzàdze-
nia. Kiedy krew pacjenta jest pompowana przez nerk´, wyho-
dowane komórki odfiltrowujà mocznik i równoczeÊnie zwra-
cajà organizmowi potrzebne zwiàzki chemiczne.

Aby skomercjalizowaç urzàdzenie wspomagajàce prac´ ne-

rek, Humes za∏o˝y∏ firm´ Nephros Therapeutics. Obecnie
trwa druga faza prób klinicznych. „W tej chwili jest to urzà-
dzenie do doraênej pomocy w przypadkach ostrej niewydol-
noÊci nerek – wyjaÊnia Humes. – Pracujemy jednak nad urzà-

dzeniami, które majà zarówno element filtrujàcy, jak i
zawierajàcy kanaliki, i które pacjent mo˝e ca∏y czas nosiç
przy sobie. Obecnie mamy prototyp”.

Wed∏ug Humesa pierwsze wspomagajàce prac´ nerek

urzàdzenia przenoÊne mog∏yby skróciç czas dializy pacjenta

o 30–50%, a pewnego dnia nawet jà wyeliminowaç. „Pierw-
szy aparat do dializy by∏ ogromnym cylindrem o wymiarach
3

×

1.2 m – mów Humes. – Nasze kasety wykonujà to samo za-

danie, ale mieszczà si´ w r´ce”. I dodaje, ˝e jeÊli post´p tech-
nologii pozwoli na dalszà miniaturyzacj´, jego zespó∏ „opra-
cuje tego rodzaju urzàdzenie do implantacji”.

Przeznaczone do wszczepiania otrzymane dzi´ki bioin˝ynie-

rii aparaty wspomagajàce prac´ zmienionej chorobowo trzust-
ki mog∏yby wywo∏aç podobnà rewolucj´ w leczeniu insulinoza-
le˝nej cukrzycy. Chorzy na nià muszà codziennie samodzielnie
wykonywaç testy sprawdzajàce poziom cukru we krwi i apliko-
waç sobie insulin´, rekompensujàc jej niedobór spowodowany
niewydolnoÊcià trzustki. Jednak „wobec braku skutecznego me-
chanizmu sprz´˝enia zwrotnego” kontrolujàcego poziom insuli-
ny podawana w zastrzyku dawka „jest jedynie najbardziej praw-
dopodobnym przybli˝eniem” – mówi Barry Solomon, g∏ówny
doradca naukowy firmy Nephros. Wynikajàce stàd du˝e waha-
nia st´˝enia glukozy uwa˝a si´ za przyczyn´ najwa˝niejszych
powik∏aƒ cukrzycy – chorób naczyƒ, siatkówki i serca.

Cel to automatyzacja systemu. Stosowane obecnie wszcze-

pialne pompy insulinowe majà tendencj´ do przeciekania, a
elektroniczne czujniki mierzàce poziom glukozy nagminnie
psujà si´ po czasie niewiele d∏u˝szym ni˝ miesiàc od wszcze-
pienia. Jednak najwi´kszy problem polega na tym, ˝e dzisiej-
sze systemy nie dostarczajà informacji zwrotnej, koniecznej
do precyzyjnego podawania okreÊlonych dawek leku we w∏a-
Êciwym czasie. Trwajà ju˝ prace nad pozbawionymi tej wady
urzàdzeniami prototypowymi.

Ulga dla wàtroby

WI

¢KSZYM WYZWANIEM

dla bioin˝ynierów jest skonstruowanie

sztucznej wàtroby, która zastàpi∏aby naturalnà, uszkodzonà w
wyniku chorób lub dzia∏ania niekorzystnych czynników, na
przyk∏ad na skutek wirusowego zapalenia wàtroby typu C czy
alkoholizmu. Zdrowa wàtroba neutralizuje toksyny, wytwarza
˝ó∏ç, reguluje równowag´ hormonalnà i produkuje bia∏ka

warunkujàce krzepni´cie krwi. Zaprojektowanie orga-

nu, który pe∏ni∏by wszystkie te z∏o˝one funkcje,

jest zniech´cajàco trudnym zadaniem.

„Mo˝e byç jednak potrzebne urzà-

dzenie wype∏niajàce te zadania

jedynie przez krótki czas –

mówi Achilles Demetriou,

pionier w dziedzinie bio-

in˝ynierii wàtroby, kierujà-

cy oddzia∏em chirurgii

Cedars-Sinai Medical

Center w Los Angeles.

– Wàtrob´ cechuje tak

wielka zdolnoÊç odbu-

dowy, ˝e nawet jej okre-

sowe wsparcie mog∏oby

prowadziç do ca∏kowitej regenera-

cji uszkodzonego narzàdu” – dodaje De-

metriou. JeÊli uszkodzonà wàtrob´ da∏oby si´ ca∏kowicie odcià˝yç
choçby na tydzieƒ, mia∏aby du˝à szans´ na samodzielne do-
konanie procesów naprawczych. W chwili obecnej nie istnieje
jednak urzàdzenie, które mog∏oby przejàç funkcj´ tego narzàdu.

A zatem celem specjalistów od bioin˝ynierii jest stworzenie

narzàdu, który zastàpi∏by wàtrob´ w czasie potrzebnym na jej

WYDANIE SPECJALNE

ÂWIAT NAUKI

79

CIRCE BIOMEDICAL

ZAMIAST ZASTRZYKÓW. Urzàdzenie PancreAssist firmy Circe

Biomedical to pierwsza przymiarka do implantu, który dozowa∏by insu-
lin´ chorym na cukrzyc´.

80

ÂWIAT NAUKI

M¸ODYM BYå

Mroêna ruletka

W OÂRODKU Alcor Life Extension Foundation nie ma „zw∏ok”, ale oko-
∏o 50 zamro˝onych w temperaturze –195°C „pacjentów”, którzy posta-
wili na to, ˝e w przysz∏oÊci medycyna b´dzie dysponowaç technikà,
która pozwoli ich „o˝ywiç”. Gdy stan´li w obliczu Êmierci, ich przyjacie-
le lub rodzina wezwali przez telefon zespó∏ Alcoru. Po stwierdzeniu przez
lekarza Êmierci klinicznej, zespó∏ CryoTransport umieszcza∏ zmar∏ego w
pojemniku z lodem, pod∏àcza∏ pomp´ z p∏ynami infuzyjnymi i transpor-
towa∏ do g∏ównego oÊrodka Alcor w Scottsdale w stanie Arizona.

Tam wpompowywano nieboszczykowi do g∏ównych t´tnic glicerol,

który mia∏ zapobiec tworzeniu si´ w komórkach uszkadzajàcych krysz-
ta∏ków lodu. Pacjenta umieszczano nast´pnie w naczyniu Dewara –
wysokim, metalowym termosie wype∏nionym ciek∏ym azotem. DziÊ

wszyscy „pacjenci” Alcoru stojà tam,
czekajàc na przysz∏oÊç. Niech nikt
jednak nie wa˝y si´ porównywaç ich
do mumii. Firma Alcor podkreÊla z
naciskiem, ˝e zamra˝anie nie ma
nic wspólnego z „przywracaniem
martwych do ˝ycia”.

Daç si´ zamroziç teraz i o˝ywiç

póêniej to z pewnoÊcià jakiÊ sposób,
aby próbowaç przed∏u˝yç sobie ˝y-
cie. Pierwszy cz∏onek „rodziny” Al-
coru pozostaje zamro˝ony od 1976
roku. „JeÊli dobrze si´ czujesz i cie-
szysz si´ ˝yciem, to pytanie nie po-
winno brzmieç, dlaczego mia∏byÊ daç
si´ zamroziç – mówi Christine Peter-
son, pisarka i klientka Alcoru – ale
raczej dlaczego nie chcesz daç so-
bie drugiej szansy”.

Niby racja, jest tylko jedno ale.

KtoÊ kiedyÊ b´dzie musia∏ znaleêç
sposób na rekonstrukcj´ twojego cia-
∏a, umys∏u i duszy. A przynajmniej
na razie ani Alcor, ani nikt inny nie
ma poj´cia, jak to zrobiç. I na tym
w∏aÊnie polega ryzyko.

Peterson si´ tym jednak nie przejmuje. Wierzy, ˝e zanim b´dzie po-

trzebowa∏a zamro˝enia, pojawi si´ lek na staroÊç. „Dla ludzi w mniej
wi´cej moim wieku i m∏odszych zamra˝anie to raczej dodatkowa po-
lisa ubezpieczeniowa” – mówi. JeÊli zaÊ lekarstwo nie zostanie wy-
nalezione, gotowa jest iÊç o zak∏ad, ˝e ze stanu g∏´bokiego zamro˝e-
nia przywróci jà do ˝ycia nanotechnologia. To jedna z jej ˝yciowych
pasji. Wspólnie ze znanym z nietuzinkowych pomys∏ów naukowcem
K. Erikiem Drexlerem napisa∏a na ten temat ksià˝k´ i za∏o˝y∏a Foresight
Institute, instytucj´ edukacyjnà zajmujàcà si´ problemami nanotech-
nologii. Mi∏oÊnicy tej dziedziny twierdzà, ˝e pewnego dnia, jak w filmie
Fantastyczna podró˝, przez ludzkie cia∏o b´dà w´drowaç tysiàce nano-
botów – maszyn d∏ugoÊci miliardowej cz´Êci metra – i naprawiaç po-
szczególne komórki, leczàc wszelkie dolegliwoÊci. Armia pos∏usznych
robotów mia∏aby reperowaç rozleg∏e uszkodzenia komórek spowo-
dowane procesem zamra˝ania, odm∏adzaç komórki mózgowe i prze-
budowywaç zm´czone ˝yciem dawne cia∏o, tworzàc nowe – komórka
po komórce.

Nikt jednak jeszcze nie skonstruowa∏ ani jednego takiego nanobota.

I chocia˝ nanotechnologia goÊci ostatnio cz´sto na ∏amach prasy popular-
nej, wielu naukowców wykpiwa molekularne roboty jako jeszcze jeden
wymys∏ fanatyków fantastyki naukowej.

Wiara Peterson w pot´g´ nanotechnologii jest tak wielka, ˝e podpi-

sa∏a z Alcorem kontrakt na tzw. neuroochron´ – us∏ug´ polegajàcà na
zamro˝eniu samej g∏owy. Po rozmro˝eniu zostanie ona po prostu po∏à-
czona z m∏odszym cia∏em. Nanotechnologia naprawi wszelkie powi-
k∏ania zwiàzane z replantacjà, a nast´pnie utrzyma nowe cia∏o w sta-
nie wiecznej m∏odoÊci. Jej matce, przyjacio∏om i kolegom, takim jak
Drexler i badacz sztucznej inteligencji Marvin Minsky, b´dzie mi∏o to zo-
baczyç – wszyscy oni równie˝ podpisali umowy z Alcorem.

Oddanie zamro˝onych zw∏ok – czy raczej cia∏a – pod opiek´ Alcoru

z pewnoÊcià nie jest tanie. Op∏ata wynosi 120 tys. dolarów. Czy suma
ta wystarczy na pó∏ wieku opieki, nie jest do koƒca jasne. Charles Platt,
pisarz specjalizujàcy si´ w fantastyce naukowej oraz wspó∏za∏o˝yciel
CryoCare Foundation, rozwiàzanej ju˝ organizacji, która zawiera∏a kon-
trakty na zamra˝anie jako podwykonawca, nie oczekuje, ˝e uda si´ z
powodzeniem rozmroziç cia∏o pacjenta wczeÊniej ni˝ za 60 lat. (Kierow-
nictwo CryoCare zapewnia, ˝e dwoje ich pacjentów nadal pozostaje w
stanie zamro˝enia).

JeÊli wszyscy dalibyÊmy si´ zamroziç i nast´pnie zostalibyÊmy rozmro-

˝eni, Êwiat móg∏by staç si´ bardzo zat∏oczonym miejscem. Peterson
ma kolejne utopijne remedium równie˝ na ten problem: kolonizacja

W CHWILI ÂMIERCI Christine
Peterson (powy˝ej) zostanie za-
mro˝ona w zbiorniku z ciek∏ym
azotem w nadziei, ˝e w przy-
sz∏oÊci zostanie o˝ywiona i wy-
leczona. Ca∏à operacj´ prze-
prowadzi firma Alcor, której
wspó∏za∏o˝ycielkà jest Linda
Chamberlain (z prawej).

TIMOTHY ARCHIBALD

regeneracj´. Rywalizuje w tej dziedzinie kilka firm, m.in. Vital
Therapies, która kupi∏a licencj´ na sztucznà wàtrob´ opracowa-
nà w Baylor. Technologi´ Demetriou wykorzystano w systemie
HepatAssist, stworzonym we wspó∏pracy z firmà Circe Biomedi-
cal, która jednak w 2002 roku przerwa∏a dzia∏alnoÊç po tym, jak
zaprojektowane urzàdzenie nie sprawdzi∏o si´ podczas drugiej
fazy badaƒ klinicznych i rozwiàzaniem tym przestano si´ zajmo-
waç. Obecnie jednak interesujà si´ nim podobno ju˝ inne firmy.

W systemie HepatAssist do usuwania toksyn z krwi pacjenta

wykorzystuje si´ bioreaktor z komórkami wàtroby Êwini – jest
to technika podobna do zastosowanej w sztucznej nerce Humesa.
Cylindrycznà kaset´ z tworzywa sztucznego, d∏ugoÊci oko∏o
35.5 cm i Êrednicy 6 cm, o Êciankach pokrytych wyhodowanymi
komórkami, umieszcza si´ we wn´trzu wi´kszego urzàdzenia,
przez które przepuszcza si´ krew pacjenta w celu jej oczyszcze-
nia. Pacjenci poddawani sà szeÊciogodzinnym zabiegom przez
siedem kolejnych dni. „Jest wtedy nadzieja, ˝e w tym czasie albo
zregeneruje si´ wàtroba, albo znajdzie si´ dawca”.

System HepatAssist z za∏o˝enia ma s∏u˝yç wy∏àcznie doraênej

pomocy. Demetriou uwa˝a, ˝e w projekcie sztucznej wàtroby
przeznaczonej do wszczepiania prawdopodobnie trzeba b´dzie wy-
korzystaç komórki macierzyste, co jak utrzymuje, stanowi „zada-
nie o niebo bardziej z∏o˝one” ni˝ w przypadku innych narzàdów.

„Niezale˝nie od tego, jakie narzàdy uda si´ uzyskaç meto-

dami bioin˝ynierii – zauwa˝a Peter Stock, chirurg transplan-
tolog z University of California w San Francisco – b´dà one
prawdopodobnie mieç konkurentów, poniewa˝ w poszukiwa-
niach innych metod zast´powania naturalnych narzàdów po-
czyniono ostatnio znaczne post´py”. Prawdopodobnie najbar-
dziej realny jest przeszczep ksenogeniczny, czyli tranplantacja
do organizmu cz∏owieka narzàdu pobranego od transgenicznej
Êwini lub ma∏py. Narzàdy by∏yby wyposa˝one w pewne ludzkie
geny i przygotowane tak, by nie wywo∏ywaç immunologicznej
reakcji odrzucenia przeszczepu. Trwajà ponadto prace majà-
ce na celu napraw´ uszkodzonych narzàdów dzi´ki dokony-
waniu bezpoÊrednich zmian w kodzie genetycznym.

Kwestia, czy narzàdy zamienne jutra b´dà oparte na produktach

bioin˝ynierii, narzàdach Êwiƒ czy komórkach macierzystych, zo-
stanie ostatecznie rozstrzygni´ta w laboratoriach oraz przez Food
and Drug Administration zatwierdzajàcà konkretne projekty pod
kàtem bezpieczeƒstwa i skutecznoÊci terapii. Jednak bez wzgl´du
na to, która z technik pozwoli w koƒcu uporaç si´ z niedostatecz-
nà poda˝à narzàdów zamiennych, ostatecznym beneficjentem b´-
dzie cz∏owiek, który w przysz∏oÊci odwiedzi sklep z ludzkimi cz´-
Êciami zamiennymi i zyska nadziej´ na dalsze ˝ycie.

n

* W Polsce badania nad protezami serca sà prowadzone od 1986 roku i przyczyni∏y
si´ do skonstruowania prototypu sztucznego serca, który nagrodzono Z∏otym
Medalem dla Najlepszego Wystawcy Europejskiego na VI Europejskich Targach
Innowacji w 1998 roku w Londynie. Polskie sztuczne serce jest nowoczesnym,
ca∏kowicie implantowalnym urzàdzeniem wielkoÊci pomaraƒczy, zasilanym
mikroskopijnym akumulatorkiem, do∏adowywanym indukcyjnie przez skór´ z
zasilacza noszonego przy pasku. Zdaniem prof. Religi, gdyby nie chroniczny
brak pieni´dzy, jego produkcja mog∏aby si´ rozpoczàç w 2007 roku.

David Pescovitz jest pisarzem wspó∏pracujàcym z Berkeley’s Col-
lege of Engineering w University of California.

WYDANIE SPECJALNE

ÂWIAT NAUKI

81

przestrzeni kosmicznej. Jej wizja spo∏ecznoÊci zamieszkujàcej od-
leg∏e Êwiaty, popularna wÊród podobnie myÊlàcych przyjació∏, jest
reminiscencjà recepty na przysz∏oÊç ludzkiej rasy, g∏oszonej przez
nie˝yjàcego guru epoki LSD, Timothy’ego Leary’ego, zwanego w
skrócie SMI

2

LE (akronim od emigracji kosmicznej, podwy˝szenia in-

teligencji do kwadratu i przed∏u˝enia ˝ycia – „space migration, in-
telligence increase and life extension”).

Leary by∏ chyba najbardziej znanym or´downikiem zamra˝ania.

(Wbrew krà˝àcym plotkom cia∏o Walta Disneya zosta∏o po jego
Êmierci w roku 1966 poddane kremacji, a Michael Jackson nigdy
publicznie nie zdradzi∏ si´ z zamiarem poÊmiertnej kàpieli w ciek∏ym
azocie). Jednak, jak zauwa˝y∏ angielski pisarz Samuel Johnson,
jeÊli perspektywa rych∏ego zgonu zwykle daje cudownà jasnoÊç
myÊli, to wiecznoÊç w lodówce mo˝e nieco traciç ze swego powa-
bu. W ostatnich godzinach ˝ycia Leary nieoczekiwanie zmieni∏ pla-
ny odnoÊnie do zamro˝enia swojej ziemskiej pow∏oki. Zgodnie
z relacjà przyjació∏ czuwajàcych przy ∏ó˝ku umierajàcego, poda∏
on nast´pujàcy powód: „Przebudzenie w otoczeniu t∏umu ludzi w
bia∏ych laboratoryjnych kitlach i z notatnikami w r´ku to ma∏o za-
ch´cajàca perspektywa”.

Strona Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu: www.polskieserce.pl
American Heart Association: www.americanheart.org
McGowan Institute for Regenerative Medicine: www.mirm.pitt.edu/

JEÂLI CHCESZ WIEDZIEå WI¢CEJ

IRWIN DA

UGHER

TY

AP Photo/Mesa T

ribune