Viwango vya maendeleo ya mwanadamu baada ya viwanda, yaani sayansi na teknolojia, ni vikubwa sana hivi kwamba havingeweza kuwaziwa miaka 100 iliyopita. Yale ambayo yalikuwa yakisomwa katika hadithi za kisayansi maarufu pekee sasa yameonekana katika ulimwengu halisi.
Kiwango cha maendeleo ya dawa katika karne ya 21 ni cha juu zaidi kuliko hapo awali. Magonjwa ambayo yalionekana kuwa mauti siku za nyuma yanatibiwa kwa mafanikio leo. Hata hivyo, matatizo ya oncology, UKIMWI na magonjwa mengine mengi bado hayajatatuliwa. Kwa bahati nzuri, siku za usoni kutakuwa na suluhu ya matatizo haya, mojawapo likiwa ni kilimo cha viungo vya binadamu.
Misingi ya bioengineering
Sayansi, kutumia msingi wa taarifa wa biolojia na kutumia mbinu za uchanganuzi na sintetiki kutatua matatizo yake, ilianza si muda mrefu uliopita. Tofauti na uhandisi wa kawaida, ambao hutumia sayansi ya kiufundi, haswa hisabati na fizikia, kwa shughuli zake, uhandisi wa kibayolojia huenda mbali zaidi na hutumia mbinu bunifu katika mfumo wa baiolojia ya molekuli.
Moja ya kazi kuu za nyanja mpya ya kisayansi na kiufundi iliyotengenezwa hivi karibuni ni ukuzaji wa viungo bandia kwenye maabara kwa madhumuni ya kupandikizwa zaidi kwenye mwili wa mgonjwa ambaye kiungo chake kimeshindwa kwa sababu ya kuharibika au kuharibika. Kulingana na miundo ya seli zenye sura tatu, wanasayansi wameweza kuendelea katika utafiti wa ushawishi wa magonjwa na virusi mbalimbali kwenye shughuli za viungo vya binadamu.
Kwa bahati mbaya, hadi sasa hivi si viungo vilivyojaa, bali ni viungo - msingi, mkusanyo ambao haujakamilika wa seli na tishu zinazoweza kutumika tu kama sampuli za majaribio. Utendaji na uwezo wao wa kuishi hujaribiwa kwa wanyama wa majaribio, hasa kwa panya tofauti.
Marejeleo ya kihistoria. Transplantology
Ukuaji wa bioengineering kama sayansi ulitanguliwa na kipindi kirefu cha maendeleo ya biolojia na sayansi nyinginezo, madhumuni yake yalikuwa kusoma mwili wa binadamu. Mapema mwanzoni mwa karne ya 20, kupandikiza kulipata msukumo kwa maendeleo yake, kazi ambayo ilikuwa kusoma uwezekano wa kupandikiza chombo cha wafadhili kwa mtu mwingine. Uundaji wa mbinu zinazoweza kuhifadhi viungo vya wafadhili kwa muda, pamoja na upatikanaji wa uzoefu na mipango ya kina ya upandikizaji, iliruhusu madaktari wa upasuaji kutoka kote ulimwenguni kupandikiza viungo kama vile moyo, mapafu, figo mwishoni mwa miaka ya 60.
Kwa sasa, kanuni ya upandikizaji inafaa zaidi ikiwa mgonjwa yuko katika hatari ya kufa. Tatizo kuu ni uhaba mkubwa wa viungo vya wafadhili. Wagonjwa wanawezakusubiri zamu yao kwa miaka, bila kuingoja. Kwa kuongeza, kuna hatari kubwa kwamba chombo cha wafadhili kilichopandikizwa hakiwezi kuchukua mizizi katika mwili wa mpokeaji, kwa kuwa kitachukuliwa kuwa kitu kigeni na mfumo wa kinga ya mgonjwa. Kinyume na hali hii, dawa za kupunguza kinga mwilini zilivumbuliwa, ambazo, hata hivyo, hulemaza badala ya kuponya - kinga ya binadamu inadhoofika sana.
Faida za uumbaji bandia juu ya upandikizaji
Mojawapo ya tofauti kuu za ushindani kati ya njia ya kukuza viungo na upandikizaji wao kutoka kwa wafadhili ni kwamba katika maabara, viungo vinaweza kuzalishwa kwa misingi ya tishu na seli za mpokeaji wa baadaye. Kimsingi, seli za shina hutumiwa, ambazo zina uwezo wa kutofautisha katika seli za tishu fulani. Mwanasayansi anaweza kudhibiti mchakato huu kutoka nje, ambayo hupunguza kwa kiasi kikubwa hatari ya kukataliwa kwa chombo na mfumo wa kinga ya binadamu.
Aidha, mbinu ya upanzi wa viungo bandia inaweza kutokeza idadi isiyo na kikomo ya viungo hivyo, hivyo kutosheleza mahitaji muhimu ya mamilioni ya watu. Kanuni ya uzalishaji kwa wingi itapunguza kwa kiasi kikubwa bei ya viungo, kuokoa mamilioni ya maisha na kuongeza kwa kiasi kikubwa maisha ya binadamu na kurudisha nyuma tarehe ya kifo cha kibaolojia.
Mafanikio katika bioengineering
Leo, wanasayansi wanaweza kukuza msingi wa viungo vya baadaye - organelles ambayo magonjwa mbalimbali, virusi na maambukizi hupimwa ili kufuatilia mchakato.maambukizo na kuendeleza hatua za kupinga. Mafanikio ya utendaji kazi wa organelles huangaliwa kwa kupandikizwa kwenye miili ya wanyama: sungura, panya.
Inafaa pia kuzingatia kwamba uhandisi wa kibaiolojia umepata mafanikio fulani katika kuunda tishu kamili na hata katika viungo vinavyokua kutoka kwa seli shina, ambazo, kwa bahati mbaya, bado haziwezi kupandikizwa kwa mtu kwa sababu ya kutoweza kufanya kazi. Hata hivyo, kwa sasa, wanasayansi wamejifunza jinsi ya kuunda gegedu, mishipa ya damu na viambajengo vingine vya kuunganisha kwa njia ya bandia.
Ngozi na mifupa
Si muda mrefu uliopita, wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Columbia walifaulu kuunda kipande cha mfupa sawa na kifundo cha taya ya chini kikiunganisha na sehemu ya chini ya fuvu la kichwa. Sehemu hiyo ilipatikana kwa kutumia seli za shina, kama katika ukuzaji wa viungo. Baadaye kidogo, kampuni ya Israeli Bonus BioGroup iliweza kuvumbua njia mpya ya kuunda tena mfupa wa mwanadamu, ambayo ilijaribiwa kwa mafanikio kwenye panya - mfupa uliokua kwa bandia ulipandikizwa kwenye moja ya miguu yake. Katika kesi hii, seli shina zilitumika tena, pekee zilipatikana kutoka kwa tishu za adipose ya mgonjwa na kisha kuwekwa kwenye fremu ya mfupa inayofanana na gel.
Tangu miaka ya 2000, madaktari wamekuwa wakitumia haidrojeli maalumu na mbinu za urejeshaji wa asili wa ngozi iliyoharibika kutibu majeraha ya moto. Mbinu za kisasa za majaribio hufanya iwezekanavyo kuponya kuchomwa kali kwa siku chache. Kinachoitwa Skin Gun dawa ya kupulizamchanganyiko maalum na seli za shina za mgonjwa kwenye uso ulioharibiwa. Pia kuna maendeleo makubwa katika kuunda ngozi yenye kufanya kazi dhabiti yenye mishipa ya damu na limfu.
Kukuza viungo kutoka kwa seli
Hivi karibuni, wanasayansi kutoka Michigan walifanikiwa kukua katika sehemu ya maabara ya tishu za misuli, ambayo, hata hivyo, ni dhaifu nusu kama ile ya awali. Vile vile, wanasayansi huko Ohio waliunda tishu za tumbo zenye sura tatu ambazo ziliweza kutoa vimeng'enya vyote vinavyohitajika kwa usagaji chakula.
Wanasayansi wa Kijapani wamefanya jambo ambalo haliwezekani kabisa - wamekuza jicho la mwanadamu linalofanya kazi kikamilifu. Tatizo la upandikizaji ni kwamba bado haiwezekani kuunganisha ujasiri wa macho wa jicho kwenye ubongo. Huko Texas, iliwezekana pia kukuza mapafu kwa njia isiyo halali katika kinu cha kibaolojia, lakini bila mishipa ya damu, jambo ambalo linatilia shaka utendakazi wake.
Matarajio ya maendeleo
Haitachukua muda mrefu kabla ya wakati katika historia ambapo mtu anaweza kupandikizwa sehemu kubwa ya viungo na tishu zilizoundwa chini ya hali bandia. Tayari, wanasayansi kutoka duniani kote wameanzisha miradi, sampuli za majaribio, ambazo baadhi yao si duni kuliko asili. Ngozi, meno, mifupa, viungo vyote vya ndani baada ya muda fulani vinaweza kuundwa katika maabara na kuuzwa kwa watu wanaohitaji.
Teknolojia mpya pia zinaongeza kasi ya maendeleo ya bioengineering. Uchapishaji wa 3D, ambao umeenea katika maeneo mengi ya maisha ya binadamu, utakuwa na manufaa katikakama sehemu ya ukuaji wa viungo vipya. Printa za kibayolojia za 3D zimetumiwa kwa majaribio tangu 2006, na katika siku zijazo zitaweza kuunda vielelezo vinavyoweza kutekelezeka vya 3D vya viungo vya kibayolojia kwa kuhamisha tamaduni za seli hadi kwa msingi unaopatana.
Hitimisho la jumla
Bioengineering kama sayansi, madhumuni yake ambayo ni ukuzaji wa tishu na viungo kwa ajili ya upandikizaji wao zaidi, ilizaliwa si muda mrefu uliopita. Kasi ya kasi anayofanya inadhihirishwa na mafanikio makubwa yatakayookoa maisha ya mamilioni ya watu katika siku zijazo.
Mifupa iliyoota seli na viungo vya ndani vitaondoa hitaji la viungo vya wafadhili, ambavyo tayari vina upungufu. Tayari, wanasayansi wana maendeleo mengi, ambayo matokeo yake bado hayana tija sana, lakini yana uwezo mkubwa.
