Роздрукувати
Засновник і директор «Петербурзького медичного форуму» кандидат медичних наук Сергій Ануфрієв в бесіді з експертом в області теорії еволюції систем Павлом Захаровим з'ясовував, як протези змінюють тіло людини і культуру нашої цивілізації.
Сергій Ануфрієв: Майже кожен день в новинних стрічках ми читаємо про модульні протези, про протези, надруковані на принтері, протези, що ростуть разом з користувачем. Зараз «панівні висоти» зайняли протези з нейроінтерфейси. Десь трохи позаду впевненим кроком рухаються екзоскелети, а в лабораторіях тестуються бионические очі і вирощуються штучні (але такі природні!) Серця. Здається, що це з'явилося якось раптом і раптово, чи ні?
Павло Захаров: З моменту своєї появи живі істоти ведуть боротьбу за існування.
Скільки видів - стільки і прийомів, способів, тактик і стратегій виживання. Одним із завдань, яке вирішують (або не вирішують ...) живі істоти, - це збереженням фізіологічної повноти тіла. Це зрозуміло, тому як складно жити, якщо ти - половина від того, що повинно бути. Або навіть три чверті. Інший раз неможливо жити, якщо тебе дев'ять десятих. Добре знайомі нам саламандри і ящірки щосили використовують вроджені механізми регенерації, за допомогою яких вони відрощують втрачені хвости і лапи. Деякі морські зірки взагалі розмножуються «лучеваніем»: зірка завжди відростить собі нову ногу, а з відірваного променя, якщо нічого не завадить, може вирости нова морська зірка. Людина, на жаль, позбавлений таких властивостей. Але, поки предки земноводних в ході еволюції вчилися відрощувати ноги, людина відрощував собі мозок. І як би там не було, в даний час людина є чемпіоном по виживанню, тому що у нас є приголомшливий інструмент: наш інтелект.
Сергій Ануфрієв: Напади диких тварин, хвороби, нещасні випадки і війни приводили до того, що люди втрачали кінцівки й органи. Така втрата і зараз-то сильний стрес для організму, а в давні часи була практично вироком і тому про те, що руки і ноги можна і потрібно чимось замінити, людина замислилася дуже давно.
Павло Захаров: Так, перші свідоцтва про протезуванні дійшли до нас в літературних джерелах. Індійські Веди розповіли про воїна-героя, який отримав залізну ногу замість втраченої під час битви, а давньогрецькі оповіді містять історію про ризикове хлопця на ім'я Фемістокл, який не побоявся відпиляти собі ногу, щоб втекти з неволі. Доля йому благоволила і разом зі свободою він отримав симпатичну деревинку, яку йому вистругав знайомий тесляр. Матеріальні ж свідоцтва рідкісні, але, тим не менш, справляють враження тонкістю опрацювання деталей.
Мал. 1 Рис. 2 Рис. 3
На першому малюнку ми бачимо протез великого пальця правої ноги, виявленої разом з мумією в одній з давньоєгипетських гробниць. Матеріал, з якого зроблений протез, - дерево і шкіра. Вік - від 1000 до 600 років до н. е. На жаль, інших подібних артефактів до нашого часу практично не дійшло. Можливо, це пояснюється тим, що матеріали, з яких робили перші «телозаменітелі», були досить «швидкопсувні» (дерево, шкіра, тканини), ламкі, а після смерті власника і зовсім зберігалися далеко не ідеальних умовах. Також слід врахувати, що подібні «високі технології» були доступні, можливо, тільки еліті, тоді як простий люд не міг похвалитися нічим подібним. Рідкісні і зразки древніх протезів, виготовлених з металу (рис. 2). На знімку - частина протеза ноги з бронзи, що датується античним періодом. Згідно з наявними історичними джерелами, першим по-справжньому європейським протезом визнають «ногу з Капуї», знайдену в ході розкопок в Італії. На жаль, на ілюстрації (рис. 3) ми бачимо копію, так як оригінал був знищений в результаті бомбардування під час Другої світової війни. Ще один орган, який людина втрачає набагато частіше, ніж кінцівки, і, до речі, втрачає до сих пір, - зуби. І знову єгиптяни були попереду планети всієї.
Мал. 4 Рис. 5
Ілюстрації (рис. 4, 5 і 6) прекрасно демонструють суть технології: місце втраченого зуба займав новий, взятий, як правило, у раба (є свідчення, що використовувалися також зуби тварин і слонова кістка). Процедура «імплантації» була, напевно, болючою, та й подальше життя з такими зубами була, прямо скажемо, некомфортна, але навіть такі зуби - краще, ніж ніякі.
Дана техніка використовувалася дивно довго - аж до XIX століття. Правда, зуби тепер брали переважно у трупів? і невичерпним джерелом поповнення запасів були тіла загиблих в боях під час воєн. У XIX столітті отримала ходіння неофіційна торгова марка «зуби Ватерлоо» - в цій битві загинула величезна кількість здорових молодих чоловіків. Пройти повз такого «подарунка долі» тодішні стоматологи не могли. На блошиних ринках Європи і США до сих пір попадаються подібні колекції зубів - красиві ящики з червоного дерева, оксамит і зуби на ниточках (рис. 6). Вибирай - не хочу.
Сергій Ануфрієв: А що протезували крім рук, ніг і зубів?
Павло Захаров: Кілька років тому італійсько-іранська археологічна експедиція виявила поховання жінки, яка, як вважається, була знатної особливої, можливо - жрицею храму, на території якого знаходилася її могила. В її лівій очниці була знайдена півсфера зі смоли, інкрустована золотими нитками (рис.7 і рис.8) Звичайно, ні про яке відновлення фізіологічних функцій при такому протезуванні мови не йшло, але протез ока цілком міг служити ритуальним цілям.
Мал. 7 Рис. 8
До середніх століть людина в значній мірі розвинув технології обробки металів. Першими, хто випробував залізні руки і ноги, були, звичайно, військові, знати, феодали. Простолюдини могли задовольнятися простими деревинками або малокомфортною, грубими і важкими залізними «виробами». Якщо, звичайно, виживали після втрати кінцівки. Еліта ж могла розраховувати на кваліфіковану (на ті часи) медичну допомогу, а потім і на послуги професійних механіків і зброярів. На фото (рис. 9, рис. 10) ми бачимо зразок, що дійшов до нас з далеких 1500 років.
Мал. 9 Рис. 10
Джерела стверджують, що ця рука належала німецькому лицареві Гоцу фон Берліхенгену. Він позбувся руки в битві при Ландсхуте в 1503 році і замовив своєму зброярі її копію з металу. Як ми бачимо, дана залізна рука не статична. Завдяки майстерності зброяра, вона володіє певною свободою руху, хоча і мінімальної. І вона може виконувати кілька корисних функцій - не тільки імітує фізіологічну повноту тіла, але і володіє очевидною утилітарної корисністю: рухомі пальці можуть стискати інструмент - булаву, тримати щит. Складно сказати, наскільки ефективно було використання даної руки в бою, але сам факт наявності такої руки міг мати непоганий PR-ефект і свідчити про силу і доблесті її володаря. І вже точно можна сказати, що в своєму маєтку Гоц фон Берліхенген правил залізною рукою.
Сергій Ануфрієв: З'являлися нові матеріали, поліпшувалися технології їх обробки, майстерність протезування росло, як змінювалися протези?
Павло Захаров: Якщо протез ноги в будь-який його частини не вимагав особливої тонкощі в русі - завдання його була досить проста - тримати вагу при ходьбі, то до протезів рук вимоги були куди жорсткіше. Руки людини - дуже тонкий інструмент, тому простим гаком, який ми звикли бачити на картинках із зображеннями піратів, або щипцями задовольнятися хотіли далеко не всі. Від протезів рук потрібно одне: бути руками.
І поступово протези стали купувати досконалість, дивує навіть нас, сучасних людей.
рис.11 Рис.12
Протез руки (рис. 11, рис. 12) датується серединою або другою половиною XIX століття. Він виготовлений біля 1840 року або пізніше. Зверніть увагу на досить тонку опрацювання деталей і велика кількість позицій (ступенів свобод), які могла приймати рука. Зап'ясті обертається, пальці гнуться і можуть утримувати предмети. Зрозуміло, що до автоматизації ще далеко, але який прогрес! Але найбільш знаковим здається інше: протезування стає доступним для пересічних громадян, що говорить про підвищення рівня гуманізації суспільства, поступове стирання кордонів між станами. Це продукт масового, серійного виробництва. У зв'язку з тим, що протезування встало на промислові рейки і технології стали масовими, з'явилися і спеціальні медичні прийоми при проведенні ампутацій. Лікарі стали користуватися спеціальними прийомами по формуванню кукси для майбутнього протеза - їй надавалася форма, яка полегшує подальше використання протеза.
Сергій Ануфрієв: Яку лепту в появу нового виду протезування внесло вогнепальну зброю?
Павло Захаров: Роки першої світової війни ознаменувалися появою десятків тисяч нещасних, які отримали каліцтва особи. Тільки в Англії таких пацієнтів налічувалося близько 60 тис. Чоловік. Будучи в іншому абсолютно здоровими людьми, бійці, які отримали поранення в обличчя, ставали справжніми вигнанцями. Їм прийшли на допомогу не лікарі, а ... скульптори.
Мал. 13 Рис. 14
І Ледд, і Вуд проводили довгі години, виготовляючи маски-зліпки осіб своїх клієнтів. На основі старих фотографій і побажань поранених вони робили маски з гальванізованою міді, які повинні були приховати всі наслідки поранення.
Мал. 16 Рис. 17
Сергій Ануфрієв: Напевно, вже можна підбивати попередні короткі підсумки. З чим же ми прийшли до початку XXI століття?
Павло Захаров: Сьогодні ми можемо замінити шляхом донорства і протезування (використання зовнішніх і внутрішніх механічних пристроїв) волосся, нейроімпланти для боротьби з симптомами Паркінсона і епілепсію, шкіру, зуби, кісткову тканину, легкі, голосові зв'язки, кінцівки і пальці, міжхребетні диски і хребці , суглоби і хрящові тканини, косметичні протези лицьовій частині і особа повністю, очі (кришталик, рогова оболонка), а зараз і шматочки очного дна, сухожилля, кровоносні судини різних типів, клапани серця і серце повністю, Поджо лудочную залозу, печінку, нирки, кишечник, сечовий міхур та ін.
Сергій Ануфрієв: Звичайно, зроблена ретроспектива не повна. Докладна розповідь про еволюцію протезів (з докладними прикладами всіх видів і типів протезів всіх часів і описом технологій їх створення і функціонування) перетворився б на справжню багатотомну енциклопедію. Чи можемо ми позначити сам факт еволюції технологій, виявити і продемонструвати тренди, за якими розвивається протезування і, можливо, зробити прогнози на майбутнє.
Павло Захаров: Це древо розвитку наочно ілюструє напрямки розвитку технологій протезування.
Згадаймо ази: перевага у виживанні і розмноженні отримують організми, які більш пристосовані до існування в середовищі. Бути більш пристосованим - значить, мати меншим числом недоліків. У живій природі наявність корисних і шкідливих властивостей визначається випадковими мутаціями генів. Тиск природного добору приводить до вибракування організмів з недоліками.
Вирішуючи поставлене перед ним завдання відтворення втраченої кінцівки, людина робить безліч зразків. Які з варіантів він відбракує, а які залишить? Відповідь очевидна. Кожна наступна модель, тип і вид кращий за попередній. Кожна наступна технологія виготовлення ефективніше попередньої. Матеріали, що використовуються при протезуванні, також змінювали один інший - дерево, метал, полімери та їх комбінації укупі з тонкої електронікою. З кожним новим «кроком» корисних властивостей ставало все більше, а недоліків менше. Ми спостерігаємо все той же добре знайомий нам природний відбір, в якому основним фактором відбору є не природа з її випадковими мутаціями, а людина, що керує змінами.
Отже, ми бачимо два основних напрямки розвитку протезування. Перше, «біологічний напрям» описує розвиток технології донорства. Звичайно, людині найбільше підходять органи людини, але людей традиційно не вистачає, тому люди не могли не спробувати «імплантувати» в себе органи тварин. В результаті досить швидко стало зрозуміло, що органи тварин можуть бути використані тільки після серйозного втручання в геном. Але краще гір можуть бути тільки гори, а краще людських органів - інші людські органи (стародавня людоїдська приказка). Причому краще інших органів - органи власні. І зараз у багатьох наукових центрах йдуть дослідні роботи по вирощуванню людських органів з використанням власних клітин пацієнтів для виключення ризику відторгнення. Технології, які при цьому використовуються, крім як чарами, назвати важко. Якщо сечовий міхур вирощується шляхом «накапування» на нейтральну колагенову основу певної клітинної культури, то кровоносні судини вже можна друкувати на Біопринтер - шар за шаром, шар за шаром ... Після того, як орган буде готовий, його можна пересаджувати в тіло пацієнта, не боячись реакції імунної системи.