Insulin pumps improve the lives
of many of the 415 million people with diabetes around the world
by monitoring blood sugar, delivering insulin,
and preventing the need for constant finger-pricking and blood testing.
These small machines include a pump and a needle, which can sense glucose levels,
feed back to the pump,
and then calculate how much insulin to deliver through the needle.
But they have a catch: they’re temporary.
Within a few days, glucose sensors have to be moved and replaced.
And it’s not just glucose monitors and insulin pumps that have this problem,
but all bodily implants, at different time scales.
Plastic prosthetic knees have to be replaced after about 20 years.
Other implants, such as those used for cosmetic reasons,
can meet the same fate in about 10.
That isn’t just a nuisance: it can be expensive and risky.
This inconvenience happens because of our bodies’ immune systems.
Honed by several hundred million years of evolution,
these defensive fronts
have become exceptionally good at identifying foreign objects.
Our immune systems boast
an impressive arsenal of tools to tackle, intercept, and destroy
anything they believe shouldn’t be there.
But the consequence of this constant surveillance
is that our bodies treat helpful implants, like insulin pumps,
with the same suspicion as they would a harmful virus or bacteria.
As soon as the insulin pump has been implanted in the skin,
its presence triggers what’s known as a “foreign body response.”
This starts with free-floating proteins
that stick themselves to the surface of the implant.
Those proteins include antibodies,
which attempt to neutralize the new object
and send out a signal that calls other immune cells to the site
to strengthen the attack.
Early-responding inflammatory cells,
like neutrophils and macrophages,
respond to the emergency call.
Neutrophils release little granules filled with enzymes
that try to break down the surface of the insulin pump’s needle.
Macrophages secrete enzymes too,
together with nitric oxide radicals,
which create a chemical reaction that degrades the object over time.
If the macrophages are unable to dispatch the foreign body rapidly,
they fuse together, forming a mass of cells called a “giant cell.”
At the same time, cells called fibroblasts
travel to the site and begin to deposit layers of dense connective tissue.
Those enclose the needle that the pump uses to deliver insulin
and test for glucose levels.
Over time this scaffolding builds up,
forming a scar around the implant.
The scar functions as an almost impenetrable wall
that might start to block vital interactions
between the body and the implant.
For example, scarring around pacemakers can interrupt
the electrical transmission that’s crucial for their functioning.
Synthetic knee joints may give off particles as they’re worn down,
causing immune cells to inflame around these fragments.
Tragically, the immune system’s attack can even be life-threatening.
However, researchers are finding ways to trick the immune system
into accepting the new devices we introduce into our bodily tissues.
We’ve discovered that coating implants with certain chemicals and drugs
can dampen the immune response.
Those basically make the implants invisible to the immune system.
We’re also making more implants out of natural materials
and in forms that directly mimic tissues,
so that the body launches a weaker attack
than it would if it came across a completely artificial implant.
Some medical treatments involve implants
designed to regenerate lost or damaged tissues.
In those cases, we can design the implants to contain ingredients
that will release specific signals,
and carefully tailor our bodies’ immune reactions.
In the future, this way of working alongside the immune system
could help us develop completely artificial organs,
totally integrative prostheses,
and self-healing wound therapies.
These treatments might one day revolutionize medicine–
and transform, forever, the bodies we live in.
تحسّن مضخّات الأنسولين حياة
العديد من بين 415 مليون شخصًا مصابين بالسكريّ حول العالم
من خلال مراقبة سكّر الدم، وإيصال الأنسولين،
وتجنّب الحاجة الدائمة لوخز الإصبع وفحص الدمّ.
هذه الأجهزة الصغيرة تتضمّن مضخّة وإبرة، والتي بإمكانها تحسّس مستويات الغلوكوز،
وإرجاع المعلومات للمضخّة،
ومن ثمّ حساب كميّة الأنسولين التي يجب ضخّها عبر الإبرة.
لكن لديها شائبة: أنّها مؤقّتة.
في غضون أيّامٍ قليلة، يجب إزالة حسّاسات الغلوكوز واستبدالها.
وهذه المشكلة لا تتعلّق فقط بأجهزة قياس الغلوكوز ومضخّات الأنسولين،
بل بجميع الأجهزة التي تُزرع في الجسم على فتراتٍ زمنيةٍ مختلفة.
يجب استبدال الركب الصناعيّة البلاستيكيّة بعد حوالي 20 سنة.
إنّ أجهزةً أخرى، كتلك المستخدمة لأغراضٍ تجميليّة،
قد تلاقي نفس المصير خلال 10.
هذا ليس فقط مصدر إزعاج: بل يمكن أن يكون مكلّفًا وخطرًا.
يحدث هذا الإشكال بسبب الأجهزة المناعيّة لأجسامنا.
مصقولةٌ خلال العديد من مئات ملايين السنين من التطوّر البشريّ،
هذه الجبهات الدفاعيّة
أصبحت جيّدةً بشكل استثنائيّ بتحديد الأجسام الغريبة.
تمتلك أجهزتنا المناعيّة
مستودعًا مثيرًا للإعجاب من الأدوات لمواجهة، واعتراض طريق، وتدمير
أيّ شيءٍ يعتقدون أنّه لا يجب أن يتواجد هناك.
لكنّ عاقبة هذه المراقبة الدائمة
أنّ أجسامنا تعامل الأجهزة المزروعة المفيدة، كمضخّات الأنسولين،
بنفس التشكّك الذي تعامل به فيروسًا مؤذيًا أو بكتيريا.
بمجرّد زرع مضخّة الأنسولين في الجلد،
فإنّ وجودها يثير ما يعرف ﺒ "ردّ الفعل اتجاه جسمٍ غريب."
يبدأ هذا ببروتينات عائمة
تلصق نفسها على سطح الجهاز المزروع.
تتضمّن هذه البروتينات أجسامًا مضادة،
والتي تحاول إبطال مفعول هذا الجسم الجديد
وترسل إشارةً تستدعي فيها خلايا مناعيّة أخرى إلى الموقع
لتعزيز الهجوم.
إنّ الخلايا الالتهابيّة السريعة الردّ،
كالعدلات والبلاعم،
تستجيب لنداء الطوارئ.
تطلق العدلات حبيبات صغيرة مليئة بالأنزيمات
والتي تحاول تدمير سطح إبرة مضخّة الأنسولين.
تفرز البلاعم الأنزيمات أيضًا،
مع جذور أحادي أوكسيد النتروجين،
التي تُحدث تفاعلًا كيميائيًّا يؤدّي إلى تحلّل الجسم مع مرور الوقت.
إذا لم تكن البلاعم قادرة على إبادة الجسم الغريب بسرعة،
فإنّها تندمج معًا، مشكّلةً كتلةً من الخلايا تسمّى "خليّة عملاقة."
في نفس الوقت، فإنّ خلايا تدعى الخلايا الليفية
تنتقل إلى الموقع وتبدأ بتشكيل طبقاتٍ من النسيج الضام الكثيف.
يطوّق هؤلاء الإبرة التي تستخدمها المضخة لإيصال الأنسولين
واختبار مستويات الغلوكوز.
مع الوقت تتعزّز هذه السقالة،
مشكّلةً ندبة حول الجهاز المزروع.
تعمل الندبة كجدار شبه منيع
والذي يمكن أن يقوم بإعاقة التفاعلات الحيويّة
بين الجسم والجهاز المزروع.
على سبيل المثال، فإنّ التندّب حول جهاز تنظيم ضربات القلب يمكن أن يعيق
نقل الكهرباء الذي يعدّ أساسيًّا لعمل تلك الأجهزة.
من الممكن أن تطلق مفاصل الركبة الصناعيّة جزيئات أثناء تآكلها،
مسبّبةً التهاب الخلايا المناعيّة حول هذه الشظايا.
وبصورة مأساويّة، يمكن لهجوم الجهاز المناعيّ أن يكون مهدّدًا للحياة.
مع ذلك، يقوم الباحثون بإيجاد طرقٍ لخداع الجهاز المناعيّ
لكي يتقبّل الأجهزة الجديدة التي نقوم بإدخالها في أنسجة أجسامنا.
لقد اكتشقنا أنّ طلي الأجهزة المزروعة بمواد كيميائيّة وعقارات معيّنة
يمكن أن يخفّف من الاستجابة المناعيّة.
فبشكل أساسيّ يقوم هؤلاء بجعل الأجهزة المزروعة غير مرئية بالنسبة للجهاز المناعي.
كما أنّنا نقوم بصنع المزيد من الأجهزة المزروعة من موادٍ طبيعيّة
وبأشكالٍ تحاكي الأنسجة بشكلٍ مباشر،
لكي يقوم الجسم بشنّ هجوم أضعف
من الهجوم الذي قد يشنّه فيما لو صادف جهازًا صناعيًّا بالكامل.
بعض العلاجات الطبّيّة تتضمّن أجهزةً مزروعة
صُمّمت لتجديد الأنسجة المفقودة أو المتضرّرة.
في هذه الحالات، يمكننا أن نصّمم الأجهزة المزروعة لتحتوي على مكونات
تقوم بإرسال إشارات محدّدة،
وتضبط بحذر ردّات فعل أجسامنا المناعيّة.
في المستقبل، هذه الطريقة في العمل جنبًا إلى جنب مع الجهاز المناعيّ
قد تمكننا من تصميم أعضاءٍ اصطناعيّةٍ بالكامل،
وأطرافٍ صناعيّة متكاملةٍ تمامًا،
وعلاجات شفاء ذاتيٍّ للجروح.
يومًا ما قد تُحدث هذه العلاجات ثورةً في الطبّ
وتغيّر، للأبد، الأجسام التي نحيا بها.
پەمپی ئەنسۆلین ژیانی بەشێکی زۆر
لەو ٤١٥ میلیۆن کەسەی نەخۆشی شەکرەیان هەیە لە جیهاندا باشدەکات
ئەمەش بە چاودیریکردنی شەکری ناو خوێن، دابەشکردنی ئەنسۆلین،
و ڕزگاربوون لە پشکنینی بەردەوامی پەنجە و پشکنینی خوێن.
ئەم ئامێرە بچووکە پێکدێت لە پەمپێک و دەرزییەک، کە توانای زانینی ئاستی گلوکۆزی هەیە،
و ناردنەوەی بۆ پەمپەکە،
ئینجا ئەو بڕە دەژمێرێت کە پێویستە لە ڕێی دەرزییەکەوە دابەش بکرێت.
بەڵام کێشەیەکیان هەیە: ئەمانە کاتیین.
لە ماوەی چەند ڕۆژێکدا دەبێت هەستەوەری گلوکۆزەکە شوێنەکەی بگۆردرێت.
بەڵام ئەم کێشەیە بە تەنها لە چاودێریکەری گلوکۆز و پەمپی ئەنسۆلیندا نییە،
بەڵکو لە گشت چاندراوەکانی لاشەدا هەیە بە تێپەڕبوونی کات.
ئەژنۆی پلاستیکیی دروستکراوی جێگرەوە دوای نزیکەی ٢٠ ساڵ دەبێت بگۆڕدرێت.
چاندراوەکانی تر، بۆ نمونە ئەوانەی بۆ مەبەستی جوانکاری دانراون،
ئەوانیش دوای ١٠ ساڵ دەبێت بگۆڕدرێن.
ئەمە تەنها شتێکی بێزارکەر نییە، بەڵکو دەکرێت گرانبەها و مەترسیداریش بێت.
ئەم ڕێگرییە بەهۆی سیستمی بەرگریی لەشمانەوە ڕوودەدات.
بەو پێیەی بەدرێژایی سەدان میلیۆن ساڵی پەرەسەندن پوخت کراون،
بوونە بە پێشەوای بەرگریی
و نایابانە تەنە بێگانەکان دەناسنەوە.
سیستمی بەرگری لەشمان
گەنجینەیەکی ناوازەی هەیە کە پڕە لە ئامراز بۆ چارەسەرکررن، ڕێگریکردن، و تێکشکاندنی
هەر شتیک پێیان وابێت کە نابێت هەبێت.
بەڵام لە دەرەنجامی ئەم چاودێرییە بەردەوامە
مامەڵەکردنی لەشمان لەگەڵ تەنە بەسوودەکانی، وەکو پەمپی ئەنسۆلین،
هەمان مامەڵەیە کە لەگەڵ ڤایرۆسێک یان بەکتریایەکی زیانبەخش دەیکات.
هەر کە پەمپی ئەنسۆلین لە پێستدا جێگیر دەکرێت،
لەش كاردانەوەیەکی دەبێت کە ناودەبرێت بە "وەڵامدانەوە دژی تەنی بێگانە."
ئەمەش بە پرۆتینە گەڕۆکەکان دەست پێدەکات
کە دەلکێن بە ڕووی دەرەوەی تەنە چێندراوەکەوە.
ئەو پرۆتینانە لە دژەتەنەکان پێکدێن،
کە هەوڵی دامرکاندنی تەنە نوێیەکە دەدەن
و ئاماژە دەنێرن بۆ خانەکانی تری بەرگری تاوەکو بە شوێنەکە بگەن
بۆ ئەوەی هێرشێکی بەزەبر بکەن.
خانە خێرا وەڵامدەرەوەکانی هەوکردن،
وەکو نیوترۆفیڵس و ماکرۆفەیجس،
بەخێرایی وەڵامی بارە لەناکاوەکە دەدەنەوە.
نیوترۆفیڵەکان دەنکۆڵەی پڕ لە ئەنزیم دەردەدەن
کە هەوڵی تێکشکاندنی ڕووی دەرەوەی دەرزی پەمپی ئەنسولینەکە دەدەن.
ماکرۆفەیجەکانیش ئەنزیم دەردەن،
پێکەوە لەگەڵ ئۆکسیدی نیتریک،
کارلێکی کیمیایی پێکدەهێنن بە تێپەڕبوونی کات تەنەکە لەناو دەبات.
ئەگەر خانەکانی ماکرۆفەیج سەرکەوتوو نەبن لە لەناوبردنی تەنە بێگانەکان بەخێرایی،
ئەوا دەلکێن بەیەکەوە و بارستەیەک پێکدەهێنن کە ناودەبرێت بە "خانەی زەبەلا‌‌ح."
لە هەمان کاتدا، خانەکانی تری وەکو دایکە ڕیشاڵەخانەکان
بەرەو شوێنەکە دەڕۆن و دەست دەکەن بە دانانی چەند چینێکی ئەستووری بەستەرە شانە.
ئەمانەش دەبنە هۆی داخستنی ئەو دەرزییەی پەمپەکە بۆ دابەشکردنی ئەنسۆلین
بۆ پشکنینی ئاستی گلوکۆز بەکاری دەهێنێت.
بە تێپەڕبوونی کات ئەم شێوەیە دروست دەبێت،
و جێ برینێک جێ دەهێڵێت لە دەوروبەری چێندراوەکە.
جێ برینەکە وەک دیوارێکی داخراوی لێدیت
کە لەوانەشە ببێتە هۆی ڕێگریکردن لە کارلێکی گرنگ
لە نێوان لەش و ئەندامە چێندراوەکە.
بۆ نمونە، جێ برین لە دەوروبەری ئامێری رڕکخەری لێدانی دڵ دەبیتە هۆی تێکدانی
گەیاندنی کارەبا کە زۆر گرنگە بۆ کارکردنیان.
ئەژنۆی دروستکراوی جێگرەوە لەوانەیە کۆن بێت وردەڵەیان لێ بوەرێت،
و بەمەش بەرگرییە خانەکان لە دەوربەری تەنۆچکەکان کۆدەبنەوە و دەبنە هۆی هەوکردن.
بەداخەوە، هێرشەکانی سیستمی بەرگری دەکرێت ببنە هەڕەشە لەسەر ژیانمان.
بەهەرحاڵ، لێکۆڵەرەوەکان ڕێگەی نوێ دەدۆزنەوە بۆ هەڵخەڵەتاندنی سیستمی بەرگری
تاوەکو ئەو ئامرازە نوێیانە قبوڵ بکات کە دەیکەینە ناو شانەکانی لەشەوە.
بۆمان دەرکەوتووە داپۆشینی ئەندامە چێندراوەکان بە مادەی کیمیای یان دەرمانی تایبەت
دەبێتە هۆی دامرکاندنەوەی وەڵامدانەوەکانی سیستمی بەرگریی.
بە شیوەیەکی بنچینەیی وا لە چاندنەکە دەکەن بۆ سیستەمی بەرگری ون بێت.
هەروەها ئێمە چاندنی زۆر بە مادەیی سروشتی دروست دەکەین
و بە شێوەی کە ڕاستەوخۆ لاسایی شانەکە دەکاتەوە،
بەڵام جەستە بەرگری لە هێرشبەرێکی لاواز تر دەکات
لە چاو ئەو هێرشەی
هەندێک چارەسەری پزیشکی چاندنەکە ڕێکدەخەن
نوێکردنەوەی پێکهاتی لە ناوچوو یان شانە تێک شکاوەکە.
لەم حاڵەتانەدا، دەتوانین چاندنەکان دیزاین بکەین بۆ لەخۆگرتنی پێکهاتەکان
کە ئاماژە تایبەتەکان دەنێرێت،
و بە وریاییەوە کاردانەوەکانی بەرگری جەستەمان دەگونجێت.
لە داهاتوودا، ئەم ڕێگەی کارکردنە بەدرێژایی لەگەڵ سیستەمی بەرگری
دەتوانن هاوکارمان بن لە بەرەو پێشچوونی ئەندامە دەستکردەکان بەتەواویی،
گونجاندنی ئەندامە دەستکردەکان بەتەواوی،
و چارەسەری ئەو برینانەی خۆیان چاککەرەوەن.
لەوانەیە ڕؤژێک ئەم چارەسەرانە شۆرشێک لە پزیشکی دروست بکەن
و بیگۆرن، بۆ هەتاهەتایەـ ئەو جەستانەی ئێمە لەناوی دەژین.
Insulinpumpen verbessern das Leben
vieler der 415 Mio. Diabetes erkrankten Menschen auf der Welt
indem der Blutzucker überwacht und Insulin gegeben wird,
und das ohne ständiges Fingerpiksen und Bluttesten.
Diese kleinen Geräte bestehen aus einer Pumpe und einer Nadel,
welche den Glucosegehalt misst, Feedback an die Pumpe gibt,
und dann berechnet, wie viel Insulin über die Nadel abgegeben wird.
Aber es gibt einen Haken: sie sind temporär.
Nach einigen Tagen muss der Glucosesensor entfernt und ausgetauscht werden.
Und nicht nur bei Gluscosemonitoren und der Insulinpumpe gibt es das Problem,
sondern alle Körperimplantate, zu verschiedenen Zeitpunkten.
Plastik-Knieprothesen müssen nach etwa 20 Jahren ausgetauscht werden.
Andere Implantate, die z.B. zu kosmetischen Zwecken genutzt werden,
erleiden das gleiche Schicksal nach etwa 10 Jahren.
Das ist nicht nur ärgerlich: es kann auch teuer und gewagt sein.
Dieses Ärgernis ist auf unser Immunsystem zurückzuführen.
Geschliffen durch einige hundert Millionen Jahre der Evolution,
sind diese Verteidigungsmechanismen
außerordentlich gut darin geworden, Fremdkörper zu erkennen.
Unsere Immunsysteme stolzen
mit einer eindrucksvollen Auswahl an Werkzeugen, um anzugreifen, abzufangen,
und zu zerstören, was ihrer Meinung nach nicht dort sein sollte.
Die Folge der ständigen Überwachung ist,
dass unsere Körper nützliche Implantate, wie Insulinpumpen,
mit dem selben Argwohn behandeln wie schädliche Viren oder Bakterien.
Sobald die Insulinpumpe in die Haut implantiert wurde,
löst ihre Anwesenheit eine sogenannte "Fremdkörperantwort" aus.
Dies beginnt mit frei wandernden Proteinen
die sich an die Oberfläche des Fremdkörpers anheften.
Jene Proteine beinhalten Antikörper,
die das neue Objekt neutralisieren wollen
und Signale senden, die weitere Zellen zum Einsatzort rufen,
um den Angriff zu stärken.
Früh einsetzende entzündungshemmde Zellen,
wie Neutrophile und Makrophagen,
reagieren auf den Notruf.
Die Neutrophile setzen Granulat gefüllt mit Enzymen frei,
die versuchen, die Oberfläche der Insulinpumpe zu zerstören.
Makrophagen sondern auch Enzyme ab,
zusammen mit Stickstoff Radikalen,
die über die Zeit eine chemische Reaktion zum Abbau des Objekts hervorrufen.
Falls es den Makrophagen nicht gelingt den Fremdkörper bald zu erledigen,
verschmelzen sie und bilden ein Zellmasse, die "Riesenzelle" genannt wird.
Gleichzeitig reisen Fibroblasten dorthin
um Schichten aus dichtem Bindegewebe abzulagern.
Diese verschließen die Nadel, welche für die Insulingabe
und zur Bestimmung des Glukose evels gebraucht wird.
Über die Zeit baut sich ein Gerüst auf,
das eine Narbe um das Implantat bildet.
Die Narbe fungiert als nahezu undurchdringliche Wand,
die anfangen kann, wichtige Wechselwirkungen
zwischen Körper und Implantat zu unterbinden.
Die Vernarbung eines Schrittmachers kann die elektrische Übertragung unterbrechen,
die entscheidend für die Funktion ist.
Abgenutzte synthetische Kniegelenke könnten Partikel abgeben,
die zu Entzündungen der Immunzellen um die Bruchstücke führen.
Leider kann der Angriff des Immunsystems auch lebensbedrohlich sein.
Dennoch finden Forscher Wege um das Immunsystem auszutricksen
und das neue Gerät, das in das Gewebe eingeführt wird, anzunehmen.
Wir fanden heraus, dass mit Chemikalien und Drogen umhüllte Implantate
die Immunantwort hemmen können.
Diese machen die Implantate praktisch unsichtbar für das Immunsystem.
Außerdem bilden wir auch Implantate aus natürlichen Materialien,
in Beschaffenheiten, die Gewebe nachahmen,
damit der Körper eine mildere Reaktion einleitet
als es für ein künstliches Implantat der Fall wäre.
Einige medizinische Eingriffe beinhalten Implantate
die entworfen wurden, um verlorenes oder kaputtes Gewebe zu regenerieren.
In diesen Fällen können wir Implantate so entwerfen, dass sie Stoffe beinhalten,
die bestimmte Signale freisetzen
und vorsichtig die Immunreaktionen unserer Körper schneidern.
In der Zukunft, kann uns das Arbeiten mit unserem Immunsystem helfen
bei der Entwicklung kompletter künstliche Organe,
total -- integrierter Prothesen,
und selbstheilender Wundtherapien.
Die Behandlungen werden eines Tages vielleicht die Medizin revolutionieren --
und verändern, für immer, die Körper in denen wir leben.
Las bombas de insulina mejoran la vida
de muchas de los 415 millones de personas con diabetes en el mundo
controlando el azúcar en sangre, administrando insulina,
y previniendo la necesidad de constantes pinchazos en el dedo y análisis de sangre.
Estas máquinas incluyen una bomba y una aguja,
que detectan los niveles de glucosa
retroalimentan la bomba,
y luego calculan la cantidad de insulina que se administra por la aguja.
Pero tienen un problema: son temporales.
En unos días, los sensores de glucosa deben ser eliminados y reemplazados.
Y no solo los monitores de glucosa o las bombas de insulina tienen ese problema
sino todos los implantes corporales en diferentes escalas de tiempo.
Las rodillas ortopédicas de plástico tienen que ser reemplazadas tras 20 años.
Otros implantes, como los utilizados por razones cosméticas,
pueden tener el mismo destino tras 10.
No es solo una molestia: puede ser costoso y riesgoso.
Este inconveniente ocurre debido al sistema inmunológico de nuestros cuerpos.
Perfeccionado por cientos de millones de años de evolución,
estas fronteras defensivas,
se han vuelto excepcionalmente buenas identificando objetos extraños.
El sistema inmunológico
cuenta con un arsenal de herramientas para enfrentar, interceptar y destruir
todo lo que cree que no debería estar allí.
Pero la consecuencia de esta vigilancia constante
es que nuestro cuerpo trata a implantes útiles, como bombas de insulina,
con la misma sospecha que tendrían con un virus dañino o bacteria.
Tan pronto como la bomba de insulina ha sido implantada en la piel
desencadena lo que se conoce como "reacción a presencia de cuerpo extraño".
Comienza con proteínas que flotan libremente
que se adhieren a la superficie del implante.
Esas proteínas incluyen anticuerpos,
que intentan neutralizar el nuevo objeto
y envían una señal que llama a otras células inmunes al sitio
para fortalecer el ataque.
Las células inflamatorias,
como neutrófilos y macrófagos,
responden a la llamada de emergencia.
Los neutrófilos liberan pequeñas gránulos llenos de enzimas
que tratan de romper la superficie de la aguja de la bomba de insulina.
Los macrófagos también secretan enzimas,
junto con radicales de óxido nítrico,
que crean una reacción química que degrada el objeto con el tiempo.
Si los macrófagos no pueden despechar el cuerpo extraño rápido,
se fusionan, formando una masa de células llamadas "célula gigante".
Al mismo tiempo, las células llamadas fibroblastos
viajan al sitio y empiezan a depositar capas de denso tejido conectivo.
Envuelven la aguja que la bomba usa para administrar la insulina
y analizar los niveles de glucosa.
Con el tiempo este armazón se acumula,
formando una cicatriz alrededor del implante.
La cicatriz funciona como un muro casi impenetrable
que podría empezar a bloquear las interacciones vitales
entre el cuerpo y el implante.
Por ejemplo, las cicatrizaciones de un marcapasos pueden interrumpir
la transmisión eléctrica que es crucial para su funcionamiento.
Las articulaciones de rodillas sintéticas sueltan partículas al desgastarse,
causando que las células inmunitarias se inflamen alrededor de los fragmentos.
Trágicamente, el ataque del sistema inmunológico puede ser mortal.
Los investigadores encuentran formas de engañar al sistema inmunológico
para que acepte nuevos dispositivos que introducimos en tejidos corporales.
Hemos descubierto que los implantes con ciertos químicos y medicamentos
pueden amortiguar la respuesta inmune.
Es lo que hace que los implantes sean invisibles para el sistema inmunológico.
También estamos haciendo más implantes de materiales naturales
y en formas que imitan directamente los tejidos,
para que el cuerpo lance un ataque más débil
de lo que sería si se encontrara con un implante totalmente artificial.
Algunos tratamientos médicos implican implantes
diseñados para regenerar tejidos perdidos o dañados.
En esos casos, podemos diseñar los implantes para contener ingredientes
que liberen señales específicas,
y adaptar con cuidado las reacciones inmunes de nuestros cuerpos.
En el futuro, esta forma de trabajar junto con el sistema inmunológico
podría ayudarnos a desarrollar órganos completamente artificiales,
prótesis totalmente integradas,
y terapias de auto-curación.
Estos tratamientos podrían revolucionar la medicina un día,
y transformar, para siempre, los cuerpos en los que vivimos.
پمپهای انسولین زندگی بسیاری از
از ۴۱۵ میلیون نفری که در سراسر جهان مبتلا به دیابت را
با نظارت بر قند خون، رساندن انسولین،
و بدون نیاز به قطره خون انگشت و آزمایش خون، بهبود بخشد.
این ماشینهای کوچک شامل یک پمپ و یک سوزن است که میتواند سطح گلوکز را
حس کند، به پمپ بازخورد دهد،
و سپس مقدار انسولین اعمال شده از طریق سوزن را محاسبه کند.
اما یک محدودیت دارند: موقت هستند.
ظرف چند روز، حسگرهای گلوکز باید جابهجا و جایگزین شوند.
و این مشکل فقط مختص به نمایشگرهای گلوکز و پمپهای انسولین نیست
بلکه همه ایمپلنتهای بدن، با مقیاسهای زمانی مختلف را شامل میشود.
پس از حدود ۲۰ سال، پروتزهای پلاستیکی زانو باید جایگزین شوند.
ایمپلنتهای دیگر، مانند آنهایی که برای کاربرد زیبایی استفاده میشوند
می تواند در حدود ۱۰ سال به سرنوشتی مشابه دچار شوند.
این تنها مایه رنجش نیست: می تواند گران و خطرناک باشد.
این ناراحتی ناشی از سیستم ایمنی بدن ماست.
چند صد میلیون سال تکامل، باعث چنین چیزی است
این جبهههای دفاعی
در شناسایی اشیاء خارجی، خارقالعاده خوب بوده اند.
سیستم ایمنی بدن ما
با یک زرادخانه چشمگیر از ابزارهایی برای مقابله و رهگیری، خودی نشان میدهد و
هر چیزی را که معتقد به وجودش نباشد نابود میکند.
اما نتیجه این نظارت مستمر
این است که بدن ما با ایمپلنت های مفید مانند پمپهای انسولین،
با همان سوء ظنی رفتار میکند که با یک ویروس یا باکتری مضر رفتار میکند.
به محض اینکه پمپ انسولین در پوست نفوذ کند،
حضور آن باعث تحریک آنچه که به عنوان "پاسخ جسم خارجی" شناخته می شود، میگردد.
این با پروتئینهای آزاد شناور آغاز میشود
که خود را به سطح ایمپلنت بچسبانند.
این پروتئین شامل پادتنها میشود
که تلاش میکنند جسم جدید را خنثی کنند
و یک سیگنال ارسال میکند که سلولهای ایمنی دیگر را به محل فرا میخواند
تا حمله را تقویت کنند.
سلولهای التهابی پاسخ سریع،
مانند نوتروفیلها و ماکروفاژها
به تماس اضطراری پاسخ میدهند.
نوتروفیلها گرانولهای ریزی را که از آنزیمها پر شده اند، آزاد می کنند
سعی میکنند سطح سوزن پمپ انسولین را در هم بشکنند.
ماکروفاژها همچنین آنزیمهایی را ترشح میکنند
که همراه با رادیکالهای اکسید نیتریک
با ایجاد یک واکنش شیمیایی شی را به مرور زمان از بین میبرد.
اگر ماکروفاژها قادر به رسیدن سریع به جسم خارجی نباشند
بههم می پیوندند، یک توده سلول به نام "سلول غول پیکر" را تشکیل میدهند.
در همان زمان، سلولهایی به نام فیبروبلاستها
به محل میروند و لایههای چگال از بافت چسبنده رسوب میدهند.
آنها سوزنی را که پمپ برای رساندن انسولین و اندازهگیری سطوح گلوکز
استفاده میکند، محاصره میکنند.
با گذشت زمان، این داربست ها ساخته می شوند
که اطراف ایمپلنت یک خراش ایجاد میکنند.
خراش به عنوان یک دیوار تقریبا غیر قابل نفوذ عمل میکند
که ممکن است از اندرکنشهای حیاتی بین بدن و ایمپلنت
جلوگیری به عمل آورد.
برای مثال، تشکیل خراش در اطراف دستگاههای ضربانساز قلب می تواند در
از انتقال الکتریکی که برای عملکردشان بسیار مهم است، وقفه ایجاد کند.
مفاصل مصنوعی زانو ممکن است هنگامی که ساییده میشوند، باعث کنده شدن ذرات شوند،
باعث میشود سلولهای ایمنی در اطراف این ذرات ملتهب شوند.
به طور غمانگیزی، حمله سیستم ایمنی حتی میتواند زندگی را تهدید کند.
با این حال، محققان در حال یافتن راههایی برای فریب سیستم ایمنی بدن
برای پذیرش دستگاههای جدید که به بافتهای بدن وارد میکنیم، هستند.
ما کشف کردهایم که پوشش ایمپلنت با مواد شیمیایی و داروهای خاص
میتواند پاسخ ایمنی را کاهش دهد.
اینها اساسا ایمپلنت را نسبت به سیستم ایمنی بدن نامرئی میکنند.
ما همچنین ایمپلنتهای بیشتری از مواد طبیعی تولید میکنیم
و در شکلهایی که به طور مستقیم مانند بافتها هستند،
به طوری که بدن حمله ضعیفتری را نسبت به ورود
ایمپلنتهای کاملا مصنوعی آغاز میکند.
برخی از درمانهای پزشکی شامل ایمپلنت هستند
که برای بازسازی بافتهای از دست رفته و آسیب دیده طراحی شده ااند.
در آن موارد ما می توانیم ایمپلنت هایی را طراحی کنیم که حاوی موادی هستند
که سیگنال های خاصی را منتشر خواهد کرد
و با دقت با واکنشهای ایمنی بدن ما سازگار میشوند.
در آینده، این روش عملکرد در کنار سیستم ایمنی بدن
می تواند به ما کمک کند تا اندامهای کاملا مصنوعی را توسعه دهیم
که کاملا یکپارچه هستند
و قابلیت خودترمیم شوندگی آسیب را دارند.
این درمان ها ممکن است یک روز در پزشکی، انقلابی بر پا کنند
و بدنی را که ما در آن زندگی می کنیم، برای همیشه تغییر دهند.
Les pompes à insuline améliorent la vie
d'un grand nombre des 415 millions de diabétiques autour du monde
en surveillant la glycémie, en administrant de l'insuline,
en rendant inutile de se piquer le doigt
et de faire des analyses sanguines.
Ces petits appareils comprennent une pompe et une aiguille,
qui peuvent détecter le taux de glucose,
le renvoyer à la pompe,
et calculer la quantité d'insuline à administrer par l'aiguille.
Mais il y a un hic : elles sont temporaires.
En quelques jours, les capteurs de glucose doivent être déplacés et remplacés.
Et ce n'est pas seulement les glucomètres
et les pompes à insuline qui ont ce problème,
mais tous les implants corporels, à différentes échelles de temps.
Les prothèses de genoux en plastique doivent être remplacées
après environ 20 ans.
D'autres implants, comme ceux utilisés pour des raisons esthétiques,
peuvent subir le même sort après environ 10 ans.
Ce n'est pas seulement une nuisance : cela peut être couteux et risqué.
Cet inconvénient est dû au système immunitaire de notre corps.
Perfectionné par quelques centaines de millions d'années d'évolution,
ces fronts défensifs sont devenus exceptionnellement bons
pour identifier les objets étrangers.
Notre système immunitaire dispose
d'un impressionnant arsenal d'outils pour attaquer, intercepter et détruire
tout ce qui, selon eux, ne devrait pas être là.
Mais la conséquence de cette surveillance constante
est que nos corps traitent les implants utiles,
comme les pompes à insuline,
avec le même soupçon qu'ils auraient pour un virus ou une bactérie nuisible.
Dès que la pompe à insuline est implantée dans la peau,
sa présence déclenche ce qu'on appelle une « réponse de corps étranger ».
Cela commence avec des protéines flottantes
qui se collent à la surface de l'implant.
Ces protéines comprennent des anticorps,
qui tentent de neutraliser le nouvel objet
et d'envoyer un signal qui appelle d'autres cellules immunitaires sur le site
pour renforcer l'attaque.
Les cellules inflammatoires à réponse rapide,
comme les neutrophiles et les macrophages,
répondent à l'appel d'urgence.
Les neutrophiles libèrent de petits granules remplis d'enzymes
qui tentent de décomposer la surface de l'aiguille de la pompe à insuline.
Les macrophages sécrètent également des enzymes,
ainsi que des radicaux d'oxyde nitrique,
qui créent une réaction chimique qui dégrade l'objet dans le temps.
Si les macrophages sont incapables d'expulser rapidement le corps étranger,
ils fusionnent et forment une masse de cellules
appelée une « cellule géante ».
Au même moment, les cellules appelées fibroblastes
se rendent sur le site et commencent à déposer
des couches de tissu conjonctif dense.
Celles-ci bouchent l'aiguille que la pompe utilise pour administrer l'insuline
et mesurer le taux de glucose.
Avec le temps, cet échafaudage s'accumule,
formant une cicatrice autour de l'implant.
La cicatrice fonctionne comme une paroi presque impénétrable
qui pourrait commencer à bloquer les interactions vitales
entre le corps et l'implant.
Par exemple, une cicatrice autour d'un pacemaker peut interrompre
la transmission électrique essentielle à son fonctionnement.
Les articulations synthétiques de genoux peuvent dégager des particules
lorsqu'elles sont usées,
provoquant l'inflammation des cellules immunitaires autour de ces fragments.
Malheureusement, l'attaque du système immunitaire peut mettre la vie en danger.
Cependant, les chercheurs trouvent des moyens
de tromper le système immunitaire pour qu'il accepte les dispositifs
que nous introduisons dans nos tissus corporels.
Nous avons découvert que des implants recouverts
par certains produits chimiques ou médicaments peuvent atténuer
la réponse immunitaire.
Ceux-ci rendent les implants invisibles pour le système immunitaire.
Nous fabriquons également plus d'implants à partir de matériaux naturels
et sous des formes qui imitent directement les tissus,
de sorte que le corps lance une attaque plus faible
que s'il trouvait un implant complétement artificiel.
Certains traitements médicaux font appel à des implants
conçus pour régénérer les tissus perdus ou endommagés.
Dans ces cas, nous pouvons concevoir des implants
contenant des composants qui libéreront des signaux spécifiques,
et adapteront soigneusement les réactions immunitaires de notre corps.
Á l'avenir, cette façon de travailler aux côtés du système immunitaire
pourrait nous aider à développer des organes complètement artificiels,
des prothèses totalement intégratives,
et des thérapies d'auto-guérison.
Ces traitements pourraient un jour révolutionner la médecine -
et transformer pour toujours les corps dans lesquels nous vivons.
משאבות אינסולין משפרות את החיים
של רבים מ- 415 מליון האנשים עם סוכרת מסביב לעולם
על ידי ניטור סוכר, אספקת אינסולין,
ומניעת הצורך בדקירת אצבעות מתמדת ובדיקות דם.
המכונות הזעירות כוללות משאבה ומחט, שיכולות לחוש את רמות הגלוקוז,
להחזיר משוב למשאבה,
ואז לחשב כמה אינסולין לספק דרך המחט.
אבל יש להן מילכוד: הן זמניות.
תוך מספר ימים, חיישני גלוקוז צריך להסיר ולהחליף את חיישני הגלוקוז
ולא רק לגלאי גלוקוז ולמשאבות אינסולין יש את הבעיה הזו,
אלא לכל השתלים בגוף, בטווח יזמן שונים.
ברכיים תותבות מפלסטיק חייבות להיות מוחלפות אחרי בערך 20 שנה.
שתלים אחרים, כמו אלו שבשימוש למטרות קוסמטיות,
יכולים לסבול מאותו גורל אחרי בערך 10 שנים.
זה לא רק מטרד: זה יכול להיות יקר ומסוכן.
חוסר הנוחות הזה מתרחש בגלל מערכות החיסון של הגוף שלנו.
לאחר שהושחזו על ידי מאות מליוני שנים של אבולוציה,
מערכות ההגנה האלו
הפכו לממש טובות בזיהוי עצמים זרים.
מערכת החיסון שלנו משתמשת
בארסנל מרשים של כלים כדי להתמודד, ליירט ולהשמיד
כל מה שהיא מאמינה שלא צריך להיות שם.
אבל התוצאה של המעקב המתמיד הזה
היא שהגוף שלנו מטפל בשתלים מועילים, כמו משאבות אינסולין,
באותו חשד שהיה מטפל בוירוסים ובבקטריות מזיקים.
ברגע שמשאבת האינסולין הושתלה בעור,
הנוכחות שלה מפעילה מה שידוע כ"תגובה לגוף זר."
זה מתחיל עם חלבונים שצפים חופשי
שנדבקים לפני השתל.
החלבונים האלה כוללים נוגדנים,
שמנסים לנטרל את הגוף החדש הזה
ולשלוח אות שקורא לתאי מערכת חיסון אחרים לאתר
כדי לחזק את ההתקפה.
תאי דלקת של תגובה ראשונית,
כמו ניוטרופילים ומאקרופאגים,
מגיבים לקריאת החרום.
ניוטרופילים משחררים גרגרים קטנים מלאים באנזימים
שמנסים לפרק את פני השטח של מחט משאבת האינסולין.
גם מאקרופאגים מפרישים אנזימים,
יחד עם רדיקלי תחמוצת חנקן,
שיוצרים תגובות כימיות שמפוררות את העצם עם הזמן.
אם המאקרופאגים לא מסוגלים להפטר מהגוף הזה במהירות,
הם ניתכים יחד, ויוצרים מאסה של תאים שנקראים "תאי ענק."
באותו זמן, תאים שנקראים פיברובלאסטים
נעים לאתר ומתחילים להשקיע שכבות של רקמת חיבור דחוסות.
אלה מצפות את המחט בה המשאבה משתמשת כדי לספק אינוסלין
ולבדוק את רמות הגלוקוז.
במשך הזמן הפיגום הזה נבנה,
ויוצר צלקת סביב השתל.
הצלקת מתפקדת כמו קיר כמעט בלתי חדיר
שיכול להתחיל לחסום פעולות חיוניות
בין הגוף והשתל.
לדוגמה, צלקת סביב קוצבי לב יכולה להפריע
להולכה החשמלית שחיונית לתפעול שלהם.
מפרקי ברך מלאכותיים יכולים לשחרר חלקיקים כשהם נשחקים,
שיגרמו לתאי חיסון דלקת סביב החלקיקים.
באופן טראגי, התקפת מערכת החיסון יכולה אפילו לסכן חיים.
עם זאת, חוקרים מוצאים דרכים לשטות במערכת החיסון
לקבל את המכשירים החדשים שאנחנו מכניסים לרקמות הגוף שלנו.
גילינו שציפוי שתלים בכימיקלים ובתרופות מסוימים
יכול לעזור להפחית את תגובת החיסון.
אלה בעיקרון הופכים את השתלים לבלתי נראים למערכת החיסון.
אנחנו גם יוצרים יותר שתלים מחומרים טבעיים
ובצורות שמחקות ישירות רקמות,
כך שהגוף משגר התקפות חלשות יותר
משהיה עושה אילו נתקל בשתל מלאכותי לגמרי.
כמה טיפולים רפואיים כוללים שתלים
שמתוכננים לחדש רקמות שאבדו או נפגעו.
במקרים האלה, אנחנו יכולים לתכנן את השתלים להכיל רכיבים
שישחררו אותות מסוימים,
ויכווננו בזהירות את תגובת מערכת החיסון של הגוף שלנו.
בעתיד, דרך עבודה זו יחד עם מערכת החיסון
תוכל לעזור לנו לפתח אברים מלאכותיים לגמרי,
פרוטזות משולבות לגמרי,
ותרפיות שמרפאות בעצמן פציעות.
הטיפולים האלה יום אחד אולי ישנו את פני הרפואה --
וישנו לעד את הגוף בו אנו חיים.
A világon 415 millió cukorbeteg él.
Közülük sokak életét inzulimpumpa teszi könnyebbé:
méri a vércukorszintet, adagolja az inzulint,
és szükségtelenné teszi az állandó vérvételt és ujjszurkálást.
Ebben a kis készülékben van egy pumpa és egy tű, amely érzékeli a glükózszintet,
erről jelzést küld a pumpának,
a pumpa kiszámítja, mennyi inzulinra van szükség, és a tű segítségével beadja.
Van azonban egy bökkenő: a megoldás ideiglenes.
A glükózérzékelőt néhány nap elteltével ki kell venni és ki kell cserélni.
Ez azonban nem csak a glükózérzékelőkre és az inzulinpumpákra igaz.
Bizonyos időnként mindent ki kell cserélni, amit a testbe ültetünk.
A műanyagból készült térdprotézist például 20 évente,
más implantátumokat, például a kozmetikai célból beültetetteket,
pedig akár 10 évente.
Ez nem csak részletkérdés: a csere költséges és kockázatos is lehet.
Erre a kellemetlen beavatkozásra testünk immunrendszere miatt kell sort keríteni.
Védekezőrendszerünk,
melyet évmilliók csiszoltak tökéletesre,
kiválóan ismeri fel az idegen testeket.
Az immunrendszer lenyűgöző módszerek egész sorát vonultatja fel,
hogy megállítson és elpusztítson bármit,
ami szerinte nem kéne ott legyen, ahol van.
Ennek az álladó figyelemnek viszont az a hátulütője,
hogy testünk az inzulinpumpát és más hasznos eszközöket is
ugyanolyan gyanúsnak tart, mint a veszélyes vírusokat és baktériumokat.
Mikor az inzulinpumpát bevezetjük a bőr alá,
létrejön az ún. "idegentest-reakció".
Az egész úgy kezdődik, hogy néhány szabadon mozgó fehérje
megtapad az implantátum felületén.
Ezekben a fehérjékben olyan antitestek vannak,
melyek megkísérlik semlegesíteni az ismeretlen tárgyat,
és egyben jelzést küldenek más immunsejteknek,
hogy segítsék a támadást.
Az olyan, gyulladásos folyamatokért felelős sejtek,
mint a neutrofilek és a makrofágok
az elsők között reagálnak a segélyhívásra.
A neutrofilek apró, enzimekkel teli struktúrákat bocsátanak ki,
melyek megpróbálják lebontani az inzulinpumpa tűjének felszínét.
Az enzimek mellett a makrofágok
nitrogén-monoxid gyököket is kibocsátanak.
Ezek olyan kémiai reakciót indítanak be, melyek előbb-utóbb lebontják a céltárgyat.
Ha a makrofágok nem tudják gyorsan semlegesíteni az idegen testet,
ún. óriássejtekké állnak össze.
Ezzel egyidőben ún. fibroblaszt sejtek is érkeznek a helyszínre,
és vastag kötőszövetrétegeket képeznek,
melyek körülveszik
a pumpa inzulinadagoló és glükózszintmérő tűjét.
Idővel
vastag heg alakul ki az implantátum körül,
ami olyan, mint egy áthatolhatatlan fal:
akadályozhatja
a test és az implantátum között zajló életmentő folyamatokat.
Például a szívritmus-szabályozó körül kialakuló kötőszövet
blokkolhatja a készülék működéséhez szükséges elektromos impulzusokat.
A szintetikus térdporcról idővel darabkák válhatnak le,
melyek körül az immunsejtek gyulladásokat okoznak.
Ha az immunrendszer támadásba lendül, az akár végzetes is lehet.
A kutatók olyan módszereket keresnek, melyek kijátszhatják az immunrendszert,
hogy azok befogadják a testbe ültetett új eszközöket.
Rájöttünk arra, hogy ha az implantátumokat bizonyos anyagokkal vonjuk be,
gyöngíthetjük az immunválaszt,
vagyis az immunrendszer számára láthatatlanná tesszük az implantátumot.
Ma már egyre több implantátum készül az eredeti szövetekhez hasonló,
természetes anyagokból,
így a test válaszreakciója is gyengébb,
mint mikor mesterséges anyaggal találja szemben magát.
Vannak olyan kezelések,
melyek során hiányzó vagy sérült szöveteket kell pótolnunk.
Ilyen esetekben olyan anyagból készíthetünk implantátumot,
melyek speciális jelet küldenek a testnek,
így az immunreakció is ennek megfelelő mértékű lesz.
Ha a jövőben az immunrendszer figyelembevételével folytatjuk a munkát,
akár mesterséges szerveket,
a szervezetbe teljesen beépülő protéziseket
és öngyógyító sebkezelési technikákat is létrehozhatunk.
Ezek az eljárások egy nap forradalmasíthatják az orvoslást,
és örökre megváltoztathatják az emberi testről kialakult képet.
Pompa insulin memperbaiki kehidupan
dari 415 juta orang yang menderita diabetes di seluruh dunia
dengan menjaga gula darah, mengantar insulin,
dan mencegah kebutuhan untuk terus mengecek darah.
Mesin kecil ini terdiri dari pompa dan sebuah jarum,
yang bisa merasakan kadar glukosa, kembali ke pompa,
lalu menghitung seberapa banyak insulin yang harus disuntikkan melalui jarum.
Tapi ada masalah: alat ini hanya temporer.
Dalam beberapa hari, sensor glukosa harus dipindah serta diganti.
Dan tidak hanya monitor glukosa dan pompa insulin yang mempunyai masalah ini,
tetapi semua implan tubuh, pada skala waktu berbeda.
Lutut palsu plastik harus diganti setelah 20 tahun.
Implan lain, seperti yang digunakan untuk alasan kosmetis
menemui nasib yang sama dalam 10 tahun.
Itu bukan hanya menyebalkan: penggantiannya bisa mahal dan berbahaya.
Ketidaknyamanan ini terjadi karena sistem imun tubuh kita.
Terasah oleh beberapa ratus juta tahun evolusi,
sistem perlindungan ini
sangat ahli dalam mengidentifikasi objek asing.
Sistem imun kita mempunyai
banyak alat untuk menyegat, menyergap, dan menghancurkan
semua hal yang menurut mereka seharusnya tidak ada.
Namun konsekuensi dari pengawasan yang terus menerus ini
adalah bahwa tubuh kita menganggap implan baik, seperti pompa insulin
dengan kecurigaan yang sama terhadap virus atau bakteri berbahaya.
Saat pompa insulin disuntikkan ke dalam tubuh,
keberadaanya memicu apa yang dikenal sebagai "balasan benda asing."
Prosesnya mulai dengan protein mengambang
yang melekatkan dirinya pada permukaan implan.
Protein tersebut terdiri dari antibodi,
yang mencoba untuk menetralisasikan objek baru itu,
dan mengirim sinyal yang memanggil sel imun lainnya ke tempat itu
untuk menguatkan serangannya.
Sel peradangan yang balasannya cepat,
seperti neutrofil dan makrofaga,
membalas panggilan daruratnya.
Neutrofil mengeluarkan granula kecil yang berisi enzim
yang mencoba menghancurkan permukaan jarum pompa insulin.
Macrofaga juga menghasilkan enzim,
bersama radikal nitrogen monoksida,
yang membuat reaksi kimia yang mengikis objeknya seiring dengan waktu.
Saat makrofaganya tidak dapat mengeluarkan benda asing tersebut,
makrofaganya menyatu, menjadi sel besar yang bernama "sel raksasa."
Pada waktu yang sama, sel bernama fibroblas
berangkat ke tempat kejadian dan mulai menyetorkan lapisan-lapisan jaringan.
Jaringan menutupi jarum yang digunakan pompa untuk mengirim insulin
dan menguji kadar glukosa.
Lama kelamaan, lapisan ini mulai menumpuk,
membentuk bekas luka di sekeliling implannya.
Bekas lukanya berfungsi sebagai dinding yang tak tertembus
yang mulai memutuskan interaksi penting
antara tubuh dan implan.
Contohnya, bekas luka sekeliling pemacu jantung dapat mengganggu
transmisi listrik yang dibutuhkan supaya bisa bekerja.
Partikel yang dilepaskan oleh sendi lutut buatan
dapat menyebabkan sel imun untuk menyerang partikel tersebut.
Sayangnya, serangan sistem imun bahkan bisa mengancam nyawa.
Namun, para ilmuwan sedang menemukan cara supaya
sistem imun bisa menerima alat yang kita masukkan ke jaringan tubuh.
Kita telah menemukan bahwa melumuri implan dengan obat dan bahan kimia
dapat melemahkan balasan imun,
Itu membuat implannya tidak terlihat oleh sistem imun.
Kita juga membuat implan dari bahan alami
dalam bentuk yang mirip jaringan
supaya serangan dari tubuh lebih lemah
daripada jika menggunakan implan yang sepenuhnya buatan.
Beberapa perawatan medis melibatkan implan
yang bertujuan untuk memperbaiki jaringan yang hilang atau rusak.
Dalam kasus seperti itu, kita bisa mendesain implannya dengan bahan
yang akan mengeluarkan sinyal tertentu
dan mengatur reaksi imun tubuh kita.
Di masa depan, cara bekerja sama dengan sistem imun seperti ini
dapat membantu kita mengembangkan organ yang 100% palsu,
prostesis yang bisa berintergrasi,
serta terapi luka penyembuhan sendiri.
Perawatan ini mungkin dapat merevolusikan pengobatan suatu hari-
dan mengubah, untuk selamanya, tubuh kita.
Le pompe per insulina migliorano la vita
di molte delle 415 milioni di persone con diabete in tutto il mondo
monitorando la glicemia, somministrando insulina
ed evitando la necessità di costanti punture sul dito ed esami del sangue.
Questi apparecchi comprendono una pompa e un ago,
che rilevano i livelli di glucosio, i quali ritornano alla pompa,
per poi calcolare quanta insulina rilasciare con l'ago.
Tuttavia, presentano uno svantaggio: sono temporanei.
Dopo pochi giorni, i sensori di glucosio devono essere sostituiti.
Non è solo un problema dei glucometri e delle pompe per insulina,
ma anche di tutti gli impianti corporei, dopo lassi di tempo diversi.
Le protesi in plastica delle ginocchia devono essere sostituite dopo 20 anni.
Altri impianti, come quelli usati per ragioni estetiche,
possono andare incontro allo stesso destino dopo 10 anni.
Non è solo fastidioso: può essere costoso e rischioso.
Questo avviene a causa del nostro sistema immunitario.
Perfezionati da centinaia di milioni di anni di evoluzione,
questi sistemi di difesa
sono diventati incredibilmente efficaci nell'identificare corpi estranei.
Il sistema immunitario vanta
un impressionante arsenale di strumenti per affrontare, intercettare e distruggere
tutto ciò che crede che non dovrebbe trovarsi lì.
Tuttavia, la conseguenza di questa costante vigilanza
è che il corpo tratta impianti utili, come le pompe per insulina,
con lo stesso sospetto che avrebbe con virus pericolosi o batteri.
Non appena la pompa per insulina viene impiantata nella pelle,
scatena ciò che si conosce come "reazione da corpo estraneo".
Le proteine che si muovono liberamente
si attaccano alla superficie dell'impianto.
Tra queste proteine vi sono gli anticorpi,
che cercano di neutralizzare il nuovo oggetto
e inviano un segnale che richiama le altre cellule immunitarie sul posto
per rafforzare l'attacco.
Le cellule infiammatorie,
come i neutrofili e i macrofagi,
rispondono alla chiamata di emergenza.
I neutrofili rilasciano piccoli granuli pieni di enzimi
che cercano di rompere la superficie dell'ago della pompa per insulina.
Anche i macrofagi secernono enzimi,
insieme a radicali di ossido nitrico,
che creano una reazione chimica che, col tempo, deteriora l'oggetto.
Se i macrofagi non riescono a eliminare velocemente il corpo estraneo,
si fondono, formando una massa di cellule, chiamata "cellula gigante".
Allo stesso tempo, le cellule chiamate fibroblasti
arrivano sul posto e depositano strati di tessuto connettivo denso.
Avvolgono l'ago che la pompa usa per somministrare l'insulina
e misurare i livelli di glucosio.
Col tempo, questo rivestimento si accumula,
formando una cicatrice intorno all'impianto.
La cicatrice funziona come un muro quasi impenetrabile
che potrebbe bloccare le interazioni vitali
tra il corpo e l'impianto.
Per esempio, le cicatrici intorno ai pacemaker possono interrompere
la trasmissione elettrica, essenziale per il loro funzionamento.
Le articolazioni sintetiche del ginocchio rilasciano particelle quando si logorano,
causando l'infiammazione delle cellule immunitarie intorno a questi frammenti.
Purtroppo, l'attacco del sistema immunitario può essere letale.
I ricercatori stanno cercando modi per ingannare il sistema immunitario
affinché riconosca i nuovi dispositivi introdotti nei tessuti corporei.
Abbiamo scoperto
che, rivestendo gli impianti con farmaci e sostanze chimiche,
la risposta immunitaria può essere attenuata.
In questo modo, gli impianti risultano invisibili al sistema immunitario.
Stiamo anche creando sempre più impianti fatti di materiali naturali
e in forme che imitano direttamente i tessuti,
affinché il corpo lanci un attacco più debole
rispetto a quello contro un impianto completamente artificiale.
Alcune cure mediche implicano impianti
progettati per rigenerare tessuti persi o danneggiati.
In questi casi, possiamo progettare impianti contenenti ingredienti
che rilasceranno segnali specifici
e adatteranno con cura le reazioni immunitarie.
In futuro, questa forma di collaborazione con il sistema immunitario
potrebbe aiutarci a sviluppare organi completamente artificiali,
protesi totalmente integranti
e terapie di auto-guarigione.
Un giorno, queste cure potrebbero rivoluzionare la medicina
e trasformare per sempre il corpo in cui viviamo.
インスリンポンプは世界中に
4億1500万人いる 糖尿病患者の生活を
血糖値を監視し インスリンを 注入することで改善しています
しかも いつも指先に針を指したり 血液検査をする必要がありません
ポンプと針を備える これらの小型機器は血糖値を測定し
ポンプへフィードバックしてから
注入するインスリン量を計算します
ただし問題があります 一時的にしか使えないのです
数日以内に血糖センサーを 取り替える必要があります
これは血糖値測定器や インスリンポンプに限らず
時間尺度は異なるものの 体に用いる全てのインプラントに伴う問題です
プラスチック製の人工ひざ関節の場合 約20年ほどで取替える必要があります
美容整形などで使用される 他のインプラントも
10年程で同じ運命をたどります
ただ面倒なだけでなく 高額で 危険もあります
この不都合は体の免疫システムに 起因します
何億年もの進化によって磨かれた
これらの防御の最前線では
異物の発見が飛躍的に向上しました
我々の免疫システムには
そこに存在してはならないものは全て 攻撃 妨害そして破壊するための
素晴らしい仕組みがあるのです
しかし 常に監視下に置いた結果として
インスリンポンプのような 体に役立つインプラントにも
有害なウィルスやバクテリアと 同じような疑いがかかります
インスリンポンプが 皮膚から埋め込まるとすぐに
その存在が「異物反応」を 誘因するのです
これは自由に浮遊している たんぱく質が
インプラントの表面に 付着することで始まります
このたんぱく質には 抗体が含まれ
見慣れぬ物質を 中和しようと試み
攻撃を強めるために
他の免疫細胞を呼ぶ信号を送ります
初期に反応する ―
好中球やマクロファージのような 炎症細胞は
この危険信号に応じます
好中球は酵素が多く含まれた 顆粒を放出し
インスリンポンプの針の表面を 壊そうとします
マクロファージも ラジカル分子である一酸化窒素と共に
酵素を分泌し
物体の腐食を進行させる 化学反応を起こします
マクロファージが異物を さっと「食べる」ことができないときは
融合し 「巨細胞」という 細胞の塊を作ります
それと同時に 線維芽細胞と呼ばれる細胞が
その地点へと移動し 密性結合組織を層状に蓄積し始めます
ポンプがインスリンを届け 血糖値の測定に使う針を
これらの細胞が覆ってしまいます
付着物が徐々に溜まっていき
インプラント周辺に傷を作ります
この傷は 堅固な要塞のような働きをして
体とインプラントでおこる
重要な相互作用を 遮断することもあります
例えば ペースメーカー周辺にできた傷は
機能するのに不可欠な 電気信号の伝達を妨害することもあります
人工膝関節は擦り切れると 小片を放出し
これら欠片の周辺で免疫細胞が 炎症を起してしまうかもしれません
悲惨なことに免疫システムの攻撃は 生命を脅かすこともあります
しかし 研究者たちは 免疫システムを騙して
体の組織に埋め込んだ新たな装置を 受け入れさせる方法を見つけつつあります
ある種の化学物質や薬品を インプラントの表面にコーティングすることで
免疫反応を抑えられることを 発見しました
それらは基本的に 免疫システムに対し インプラントを隠蔽します
また より多くのインプラントを 天然素材を用いて
体の組織に似せて作ることで
体が完全に人工的なインプラントに 出くわすより
弱い攻撃になります
インプラントを使用する治療の中には
失われたり損傷した組織を 再生する目的のものもあります
その場合 可能なインプラントの設計とは
特定の信号を出し
免疫システムを注意深く変えていくような 成分を含めるようにすることです
将来 このように免疫システムと 上手くやっていくことは
完全に人工的な臓器や
完全に体と一体化した義肢 そして
自己治癒力による傷の治療法を 開発する手助けになるかもしれません
これらの治療は いつの日か医療に革命を起し
我々の体を永遠に 作り変えることになるかもしれません
인슐린 펌프는 삶을 개선합니다.
세계 각지의 당뇨 환자 4억1500만 명의
혈당을 측정하고 인슐린을 분비합니다.
손가락 단자 검사로 혈당을 계속 체크할 필요가 없습니다.
이 작은 기계는 펌프와 바늘로 이루어져 있으며, 혈당을 측정해서
펌프에 다시 투입합니다.
그 후 바늘을 통과하는데 드는 인슐린양을 계산합니다.
하지만 단점이 있습니다. 영구적이지 않습니다.
2~3일 안에, 혈당 측정기를 제거 후 다시 부착해야 합니다.
혈당 감지기와 인슐린 펌프만의 문제는 아닙니다.
기간의 차이만 있을 뿐 모든 신체 이식물에 해당하는 문제입니다.
플라스틱 보철 무릎 관절은 20년 후에 교체되어야 합니다.
미용상 목적의 다른 보형물도
약 10년이면 같은 신세입니다.
성가신 것만이 문제가 아닙니다. 비용이 많이 들고 위험할 수 있습니다.
이런 불편함은 우리 몸의 면역체계 때문에 생깁니다.
수백만 년의 진화에 의해 강화된
이러한 방어 전선은
외부 물체를 탐지하는 것에 특화되었습니다.
우리의 면역체계는
있으면 안 되는 것이라면 무엇이든지
괴롭히고, 방해하고 파괴하는 강력한 무기고입니다.
하지만 이런 지속적인 감시의 결과로
우리의 몸은 인슐린 펌프처럼 이로운 이식도
바이러스나 박테리아 침입한 것처럼 의심합니다.
인슐린 펌프가 피부에 이식되자마자
"이물질 반응"으로 알려진 증상을 유도합니다.
이 과정은 단백질이 부유해서
이식물의 표면에 부착되며 시작합니다.
이 단백질은 항체를 포함합니다.
새로운 물체를 중화하며
신호를 보내고 그 위치에 다른 면역 세포를 불러내
공격을 강화하는 물질입니다.
초기 반응을 일으키는 염증 유발 세포는
호중구와 대중구가 있습니다.
이들은 비상 호출에 응답합니다.
호중구는 효소로 이뤄진 작은 과립을 방출해서
인슐린 펌프의 바늘 외부를 파괴하려고 합니다.
대중구 또한 효소와
산화질소를 분비합니다.
이 물질은 서서히 물체를 약화시켜 화학 반응을 일으킵니다.
대중구가 이물질을 빠르게 제거하지 못한다면
융합해서 "거대세포"라는 다량의 세포를 형성합니다.
동시에, 섬유모세포는
그 위치로 이동하여 촘촘한 연결 조직을 층층이 쌓습니다.
인슐린을 분출하고 혈당 수치를 재는
인슐린 펌프까지도 말이죠.
점차 이 초석이 완성되고,
이식 부위 주변에 흉터가 생깁니다.
흉터는 쉽게 통과할 수 없는 장벽으로
몸과 이식물간의
중요 상호 작용을 방해하기 시작합니다.
예를 들어, 맥박 조정기 주변의 상처는
해당 기능에 중요한 전송을 방해할 수 있습니다.
합성 무릎 관절은 닳게 되면 입자를 배출하여,
면역세포의 염증을 유발합니다.
비극적이게도, 면역 체계의 공격은 생명에 위협적일 수 있습니다.
그러나, 연구자들은 면역 체계를 교란할 방법을 찾고 있습니다.
새 기구를 체내 조직으로 인식하게 하는 것입니다.
이식물을 특정 화학물질과 약품으로 감싸는 것이
면역 체계의 반응을 둔화한다는 것을 알아냈죠.
기본 원리는 이식물이 면역체계에 투명인 상태가 되는 것입니다.
자연 물질을 소재로 한 이식물을 개발하기도 합니다.
직접적으로 조직을 모방하는 형태로요.
신체가 더 부드럽게 반응하도록요.
완전한 인공 이식물을 갑자기 발견할 경우와는 다르게요.
일부 의학적 치료는 이식물을 사용하여
손실되거나 손상된 조직들을 재생합니다.
이런 경우에, 특정한 신호를 보내는 재료로
이식 기구를 만들어서
신체의 면역 반응을 조심스럽게 길들입니다.
미래에는, 면역 체계와 협업하는 이런 방식이
인공 장기 개발을 용이하게 할 수 있습니다.
통합 보철물과,
자가치료법 또한 마찬가지입니다.
이런 치료법들이 언젠가는 의학에 큰 혁명을 가져오고
우리가 살아가는 몸을 영원히 변화시킬 수도 있습니다.
پەمپی ئەنسۆلین ژیانی بەشێکی زۆر
لەو ٤١٥ میلیۆن کەسەی نەخۆشی شەکرەیان هەیە لە جیهاندا باشدەکات
ئەمەش بە چاودیریکردنی شەکری ناو خوێن، دابەشکردنی ئەنسۆلین،
و ڕزگاربوون لە پشکنینی بەردەوامی پەنجە و پشکنینی خوێن.
ئەم ئامێرە بچووکە پێکدێت لە پەمپێک و دەرزییەک، کە توانای زانینی ئاستی گلوکۆزی هەیە،
و ناردنەوەی بۆ پەمپەکە،
ئینجا ئەو بڕە دەژمێرێت کە پێویستە لە ڕێی دەرزییەکەوە دابەش بکرێت.
بەڵام کێشەیەکیان هەیە: ئەمانە کاتیین.
لە ماوەی چەند ڕۆژێکدا دەبێت هەستەوەری گلوکۆزەکە شوێنەکەی بگۆردرێت.
بەڵام ئەم کێشەیە بە تەنها لە چاودێریکەری گلوکۆز و پەمپی ئەنسۆلیندا نییە،
بەڵکو لە گشت چاندراوەکانی لاشەدا هەیە بە تێپەڕبوونی کات.
ئەژنۆی پلاستیکیی دروستکراوی جێگرەوە دوای نزیکەی ٢٠ ساڵ دەبێت بگۆڕدرێت.
چاندراوەکانی تر، بۆ نمونە ئەوانەی بۆ مەبەستی جوانکاری دانراون،
ئەوانیش دوای ١٠ ساڵ دەبێت بگۆڕدرێن.
ئەمە تەنها شتێکی بێزارکەر نییە، بەڵکو دەکرێت گرانبەها و مەترسیداریش بێت.
ئەم ڕێگرییە بەهۆی سیستمی بەرگریی لەشمانەوە ڕوودەدات.
بەو پێیەی بەدرێژایی سەدان میلیۆن ساڵی پەرەسەندن پوخت کراون،
بوونە بە پێشەوای بەرگریی
و نایابانە تەنە بێگانەکان دەناسنەوە.
سیستمی بەرگری لەشمان
گەنجینەیەکی ناوازەی هەیە کە پڕە لە ئامراز بۆ چارەسەرکررن، ڕێگریکردن، و تێکشکاندنی
هەر شتیک پێیان وابێت کە نابێت هەبێت.
بەڵام لە دەرەنجامی ئەم چاودێرییە بەردەوامە
مامەڵەکردنی لەشمان لەگەڵ تەنە بەسوودەکانی، وەکو پەمپی ئەنسۆلین،
هەمان مامەڵەیە کە لەگەڵ ڤایرۆسێک یان بەکتریایەکی زیانبەخش دەیکات.
هەر کە پەمپی ئەنسۆلین لە پێستدا جێگیر دەکرێت،
لەش كاردانەوەیەکی دەبێت کە ناودەبرێت بە "وەڵامدانەوە دژی تەنی بێگانە."
ئەمەش بە پرۆتینە گەڕۆکەکان دەست پێدەکات
کە دەلکێن بە ڕووی دەرەوەی تەنە چێندراوەکەوە.
ئەو پرۆتینانە لە دژەتەنەکان پێکدێن،
کە هەوڵی دامرکاندنی تەنە نوێیەکە دەدەن
و ئاماژە دەنێرن بۆ خانەکانی تری بەرگری تاوەکو بە شوێنەکە بگەن
بۆ ئەوەی هێرشێکی بەزەبر بکەن.
خانە خێرا وەڵامدەرەوەکانی هەوکردن،
وەکو نیوترۆفیڵس و ماکرۆفەیجس،
بەخێرایی وەڵامی بارە لەناکاوەکە دەدەنەوە.
نیوترۆفیڵەکان دەنکۆڵەی پڕ لە ئەنزیم دەردەدەن
کە هەوڵی تێکشکاندنی ڕووی دەرەوەی دەرزی پەمپی ئەنسولینەکە دەدەن.
ماکرۆفەیجەکانیش ئەنزیم دەردەن،
پێکەوە لەگەڵ ئۆکسیدی نیتریک،
کارلێکی کیمیایی پێکدەهێنن بە تێپەڕبوونی کات تەنەکە لەناو دەبات.
ئەگەر خانەکانی ماکرۆفەیج سەرکەوتوو نەبن لە لەناوبردنی تەنە بێگانەکان بەخێرایی،
ئەوا دەلکێن بەیەکەوە و بارستەیەک پێکدەهێنن کە ناودەبرێت بە "خانەی زەبەلا‌‌ح."
لە هەمان کاتدا، خانەکانی تری وەکو دایکە ڕیشاڵەخانەکان
بەرەو شوێنەکە دەڕۆن و دەست دەکەن بە دانانی چەند چینێکی ئەستووری بەستەرە شانە.
ئەمانەش دەبنە هۆی داخستنی ئەو دەرزییەی پەمپەکە بۆ دابەشکردنی ئەنسۆلین
بۆ پشکنینی ئاستی گلوکۆز بەکاری دەهێنێت.
بە تێپەڕبوونی کات ئەم شێوەیە دروست دەبێت،
و جێ برینێک جێ دەهێڵێت لە دەوروبەری چێندراوەکە.
جێ برینەکە وەک دیوارێکی داخراوی لێدیت
کە لەوانەشە ببێتە هۆی ڕێگریکردن لە کارلێکی گرنگ
لە نێوان لەش و ئەندامە چێندراوەکە.
بۆ نمونە، جێ برین لە دەوروبەری ئامێری رڕکخەری لێدانی دڵ دەبیتە هۆی تێکدانی
گەیاندنی کارەبا کە زۆر گرنگە بۆ کارکردنیان.
ئەژنۆی دروستکراوی جێگرەوە لەوانەیە کۆن بێت وردەڵەیان لێ بوەرێت،
و بەمەش بەرگرییە خانەکان لە دەوربەری تەنۆچکەکان کۆدەبنەوە و دەبنە هۆی هەوکردن.
بەداخەوە، هێرشەکانی سیستمی بەرگری دەکرێت ببنە هەڕەشە لەسەر ژیانمان.
بەهەرحاڵ، لێکۆڵەرەوەکان ڕێگەی نوێ دەدۆزنەوە بۆ هەڵخەڵەتاندنی سیستمی بەرگری
تاوەکو ئەو ئامرازە نوێیانە قبوڵ بکات کە دەیکەینە ناو شانەکانی لەشەوە.
بۆمان دەرکەوتووە داپۆشینی ئەندامە چێندراوەکان بە مادەی کیمیای یان دەرمانی تایبەت
دەبێتە هۆی دامرکاندنەوەی وەڵامدانەوەکانی سیستمی بەرگریی.
بە شیوەیەکی بنچینەیی وا لە چاندنەکە دەکەن بۆ سیستەمی بەرگری ون بێت.
هەروەها ئێمە چاندنی زۆر بە مادەیی سروشتی دروست دەکەین
و بە شێوەی کە ڕاستەوخۆ لاسایی شانەکە دەکاتەوە،
بەڵام جەستە بەرگری لە هێرشبەرێکی لاواز تر دەکات
لە چاو ئەو هێرشەی
هەندێک چارەسەری پزیشکی چاندنەکە ڕێکدەخەن
نوێکردنەوەی پێکهاتی لە ناوچوو یان شانە تێک شکاوەکە.
لەم حاڵەتانەدا، دەتوانین چاندنەکان دیزاین بکەین بۆ لەخۆگرتنی پێکهاتەکان
کە ئاماژە تایبەتەکان دەنێرێت،
و بە وریاییەوە کاردانەوەکانی بەرگری جەستەمان دەگونجێت.
لە داهاتوودا، ئەم ڕێگەی کارکردنە بەدرێژایی لەگەڵ سیستەمی بەرگری
دەتوانن هاوکارمان بن لە بەرەو پێشچوونی ئەندامە دەستکردەکان بەتەواویی،
گونجاندنی ئەندامە دەستکردەکان بەتەواوی،
و چارەسەری ئەو برینانەی خۆیان چاککەرەوەن.
لەوانەیە ڕؤژێک ئەم چارەسەرانە شۆرشێک لە پزیشکی دروست بکەن
و بیگۆرن، بۆ هەتاهەتایەـ ئەو جەستانەی ئێمە لەناوی دەژین.
Pompy insulinowe poprawiają życie
wielu z 415 milionów chorych na cukrzycę na całym świecie
poprzez kontrolę poziomu cukru i dostarczanie insuliny
bez potrzeby ciągłego nakłuwania palców, żeby sprawdzić poziom cukru.
Te małe urządzenia składają się z pompy i igły, która bada poziom glukozy,
przesyła sygnał do pompy,
która oblicza, ile insuliny trzeba dostarczyć przez igłę.
Jest jednak haczyk: są tymczasowe.
Po kilku dniach czujniki glukozy trzeba umieścić w innym miejscu.
Ten problem nie tylko dotyczy czujników glukozy i pomp insulinowych,
ale po pewnym czasie wszystkich innych implantów.
Protezy kolan muszą być wymienione po upływie około 20 lat.
Inne implanty, takie jak te używane z powodów estetycznych,
może spotkać ten sam los po około 10 latach.
Jest to nie tylko kłopotliwe, ale także kosztowne i ryzykowne.
Przyczyną jest układ odpornościowy.
Przez kilkanaście milionów lat ewolucji
system ten się udoskonalał,
żeby stać się wyjątkowo skutecznym w wykrywaniu ciał obcych.
Układ odpornościowy posiada imponujący wachlarz narzędzi,
które przechwytują i niszczą wszystko, co uważają za obce.
Wskutek ciągłej kontroli
ciało traktuje korzystne implanty, jak pompy insulinowe,
z taką samą podejrzliwością jak szkodliwe wirusy i bakterie.
Zaraz po umieszczeniu pod skórą, pompy insulinowej
pojawia się reakcja obronna organizmu.
Na początku wolno pływające proteiny
przyklejają się do powierzchni implantu.
Proteiny zawierają przeciwciała,
które próbują zneutralizować nowy przedmiot,
i wysyłają sygnał zwołujący w dane miejsce więcej komórek odpornościowych,
żeby wzmocnić atak.
Komórki wczesnej odpowiedzi zapalnej,
takie jak neutrofile i makrofagi,
przychodzą im na pomoc.
Neutrofile produkują granulki wypełnione enzymami,
które próbują zniszczyć powierzchnię igły pompy insulinowej.
Makrofagi również wydzielają enzymy,
a także tlenek azotu wchodzący w reakcję chemiczną,
która z czasem prowadzi do rozkładu ciała obcego.
Jeśli makrofagi nie mogą szybko poradzić sobie z ciałem obcym,
łączą się i tworzą "komórką olbrzymią".
W tym czasie fibroblasty przemieszczają się w dane miejsce
i zaczynają odkładać warstwy gęstej tkanki łącznej.
Otaczają igłę, przez którą pompa dostarcza insulinę
i sprawdza poziom glukozy.
Po pewnym czasie powstaje rusztowanie,
które tworzy bliznę wokół implantu.
Blizna przypomina szczelną ścianę,
która może zahamować ważne interakcje między ciałem a implantem.
Na przykład blizna wokół rozrusznika serca
może zakłócić elektryczne impulsy niezbędne do jego funkcjonowania.
Sztuczne stawy kolanowe, kiedy są zużyte, mogą wydzielać cząsteczki,
sprawiające, że komórki odpornościowe wywołują stan zapalny wokół tych miejsc.
Niestety, atak układu odpornościowego może nawet zagrażać życiu.
Jednak naukowcy szukają sposobów na oszukanie układu odpornościowego,
żeby nie odrzucał nowych urządzeń, które umieszcza się w ciele.
Odkryto, że implanty powlekane pewnymi substancjami i lekami
mogą osłabić reakcję immunologiczną.
Sprawiają, że implanty są praktycznie niewidoczne dla układu odpornościowego.
Tworzy się także coraz więcej implantów z naturalnych tworzyw,
w kształcie podobnym do tkanek,
żeby reakcja organizmu była słabsza
niż gdyby wszczepiono całkowicie sztuczny implant.
Niektóre zabiegi wykorzystują implanty,
które mają pomóc w regeneracji brakujących lub zniszczonych tkanek.
W tym przypadku tworzy się implant zawierający substancje,
które uwalniają specyficzne sygnały
i ostrożnie regulują reakcję organizmu.
W przyszłości takie wykorzystanie układu odpornościowego
może pomóc w rozwoju sztucznych organów,
zintegrowanych protez
i samonaprawiających się uszkodzeń.
Pewnego dnia takie zabiegi mogą zrewolucjonizować medycynę
i na zawsze zmienić ciała, w których żyjemy.
As bombas de insulina melhoram a vida
de muitos dos 415 milhões de diabéticos do mundo inteiro,
controlando o açúcar do sangue, administrando insulina
e evitando a necessidade de constantes picadelas nos dedos
e análises ao sangue.
Estas pequenas máquinas incluem uma bomba e uma agulha,
que deteta os níveis de glucose, informa a bomba
e calcula a quantidade de insulina a fornecer pela agulha.
Mas têm um contra: são temporárias.
Ao fim de uns dias, os sensores de glucose têm de ser retirados e substituídos.
Não são só os monitores de glucose e as bombas de insulina
que têm esse problema,
mas todos os implantes corporais em escalas de tempo diferentes.
As próteses de plástico dos joelhos têm de ser substituídas ao fim de 20 anos.
Outros implantes, como os que são usados por razões cosméticas,
podem ter o mesmo destino ao fim de 10 anos.
Não se trata apenas de um aborrecimento: pode ser caro e perigoso.
Este inconveniente existe devido ao sistema imunitário do nosso corpo.
Aperfeiçoado por centenas de milhões de anos de evolução,
este sistema defensivo
tornou-se extremamente bom a identificar objetos estranhos.
O nosso sistema imunitário
dispõe de um impressionante arsenal de ferramentas
para atacar, intercetar e destruir
tudo o que considere que não deve estar ali.
Mas a consequência desta vigilância permanente
é que o corpo trata os implantes úteis, como as bombas de insulina,
com a mesma suspeita com que tratam um vírus ou uma bactéria prejudiciais.
Logo que a bomba de insulina é implantada na pele,
a sua presença desencadeia uma "reação a um corpo estranho".
Isso começa com proteínas que flutuam livremente
e aderem à superfície do implante.
Essas proteínas incluem anticorpos
que tentam neutralizar o novo objeto
e enviam um sinal que atrai outras células imunitárias para o local
para reforçar o ataque.
Células inflamatórias de reação rápida
como os neutrófilos e os macrófagos,
respondem à chamada de emergência.
Os neutrófilos libertam pequenos grânulos com enzimas
que tentam quebrar a superfície da agulha da bomba de insulina.
Os macrófagos também segregam enzimas,
juntamente com radicais de óxido nítrico
que criam uma reação química que degrada o objeto com o tempo.
Se os macrófagos não conseguem eliminar rapidamente o corpo estranho
fundem-se, formando uma massa de células, chamada uma "célula gigante".
Ao mesmo tempo, as células chamadas fibroblastos,
dirigem-se para o local e depositam camadas densas de tecido conectivo.
Essas camadas envolvem a agulha que a bomba usa para fornecer a insulina
e testar os níveis de glucose.
Com o tempo, esta construção aumenta,
formando uma cicatriz em volta do implante.
A cicatriz funciona quase como um muro impenetrável
que pode começar a bloquear interações vitais
entre o corpo e o implante.
Por exemplo, as cicatrizes em volta dos "pacemakers"
podem interromper a transmissão elétrica fundamental para o seu funcionamento.
Uma articulação sintética do joelho pode libertar partículas ao desgastar-se
fazendo com que as células imunitárias se inflamem em volta desses fragmentos.
Infelizmente, o ataque do sistema imunitário pode ser mortal.
Mas os investigadores vão encontrando formas de iludir o sistema imunitário
para aceitar os novos dispositivos que introduzimos nos tecidos corporais.
Descobrimos que revestindo os implantes com determinados químicos e drogas
podem reduzir a reação imunitária.
Isso torna os implantes invisíveis ao sistema imunitário.
Também fazemos mais implantes a partir de materiais naturais
e de formas que imitam os tecidos,
de forma que o corpo desencadeia um ataque mais fraco
do que desencadearia se encontrasse um implante totalmente artificial.
Alguns tratamentos médicos envolvem implantes
concebidos para regenerar tecidos perdidos ou danificados.
Nesses casos, podemos conceber implantes que contenham ingredientes
que libertem sinais específicos,
e adaptem cuidadosamente as reações imunitárias do corpo.
No futuro, esta forma de trabalhar juntamente com o sistema imunitário
poderá ajudar a desenvolver órgãos totalmente artificiais,
próteses plenamente integradas
e terapias que curam ferimentos por si sós.
Estes tratamentos podem vir a revolucionar a medicina
e transformar para sempre o corpo com que vivemos.
As bombas de insulina melhoram a vida
de muitos dos 415 milhões de pessoas com diabetes em todo o mundo,
monitorando o açúcar no sangue, administrando insulina
e evitando a necessidade de punção do dedo e exame de sangue constantes.
Essas maquininhas incluem uma bomba e uma agulha,
que podem detectar os níveis de glicose,
devolver à bomba
e depois calcular a quantidade de insulina a ser liberada pela agulha.
Mas elas têm um problema: são temporárias.
Em poucos dias, os sensores de glicose precisam ser movidos e substituídos.
E não são apenas os monitores de glicose e as bombas de insulina
que apresentam esse problema,
mas todos os implantes corporais, em diferentes prazos.
Os joelhos protéticos de plástico devem ser substituídos após cerca de 20 anos.
Outros implantes, como aqueles usados por razões cosméticas,
podem ter o mesmo destino em cerca de dez anos.
Isso não é apenas um incômodo: pode ser caro e arriscado.
Essa inconveniência acontece por causa do sistema imunológico de nosso corpo.
Aprimorada por várias centenas de milhões de anos de evolução,
essa frente defensiva
tornou-se excepcionalmente boa na identificação de objetos estranhos.
Nosso sistema imunológico tem um impressionante arsenal de ferramentas
para enfrentar, interceptar e destruir
qualquer coisa que acredita que não deveria estar lá.
Mas a consequência dessa vigilância constante
é que nosso corpo trata implantes úteis, como bombas de insulina,
com a mesma suspeita de um vírus ou bactéria nocivos.
Assim que a bomba de insulina é implantada na pele,
sua presença desencadeia o que é conhecido como uma "resposta a um corpo estranho".
Isso começa com proteínas flutuantes
que se aderem à superfície do implante.
Essas proteínas incluem anticorpos,
que tentam neutralizar o objeto novo
e enviar um sinal que chama outras células do sistema imunológico ao local
para fortalecer o ataque.
Células inflamatórias de resposta precoce,
como neutrófilos e macrófagos,
respondem à chamada de emergência.
Os neutrófilos liberam pequenos grânulos cheios de enzimas
que tentam quebrar a superfície da agulha da bomba de insulina.
Os macrófagos também secretam enzimas,
junto com radicais de óxido nítrico,
que criam uma reação química que degrada o objeto ao longo do tempo.
Se os macrófagos forem incapazes de liquidar o corpo estranho rapidamente,
eles se fundem, formando uma massa de células chamada “célula gigante”.
Ao mesmo tempo, células chamadas fibroblastos
viajam para o local e começam a depositar camadas de tecido conjuntivo denso.
Essas células envolvem a agulha que a bomba usa para administrar insulina
e testar os níveis de glicose.
Com o tempo, essa estrutura cresce,
formando uma cicatriz ao redor do implante.
A cicatriz funciona como uma parede quase impenetrável
que pode começar a bloquear interações vitais
entre o corpo e o implante.
Por exemplo, as cicatrizes ao redor de marca-passos podem interromper
a transmissão elétrica que é crucial para o funcionamento deles.
Articulações sintéticas do joelho podem desprender partículas conforme o desgaste,
fazendo com que as células imunológicas se inflamem em torno desses fragmentos.
Tragicamente, o ataque do sistema imunológico pode ser até fatal.
Porém, os pesquisadores estão encontrando modos de enganar o sistema imunológico
para aceitar os novos dispositivos que introduzimos em nossos tecidos corporais.
Descobrimos que implantes de revestimento, com certas substâncias químicas e drogas,
podem atenuar a resposta imunológica.
Elas basicamente tornam os implantes invisíveis ao sistema imunológico.
Também estamos fabricando mais implantes com materiais naturais
e em formas que imitam diretamente os tecidos,
para que o corpo lance um ataque mais fraco
do que se encontrasse um implante completamente artificial.
Alguns tratamentos médicos envolvem implantes
projetados para regenerar tecidos perdidos ou danificados.
Nesses casos, podemos projetar os implantes para conter ingredientes
que irão liberar sinais específicos
e adaptar cuidadosamente as reações imunológicas de nosso corpo.
No futuro, essa maneira de trabalhar junto com o sistema imunológico
pode nos ajudar a desenvolver órgãos completamente artificiais,
próteses totalmente integradas
e terapias de feridas autocuráveis.
Esses tratamentos podem um dia revolucionar a medicina
e transformar, para sempre, o corpo em que vivemos.
Pompele de insulină îmbunătățesc viața
multora dintre cei 415 milioane de oameni cu diabet din întreaga lume
prin monitorizarea glicemiei, injectării de insulină,
și prin prevenirea nevoii constante de testare a sângelui.
Acesta e formată dintr-o pompă și un ac, ce detectează concentrația de glucoză,
o transmite pompei,
și apoi calculează câtă insulină să elibereze prin ac.
Dar au o problemă: sunt temporare.
După câteva zile senzorii de glucoză trebuie să fie mutați și înlocuiți.
Și nu doar senzorii de glucoză sau pompele de insulină
au această problemă,
ci toate implanturile, dar cu perioade diferite.
Protezele de genunchi din plastic trebuie să fie schimbate după 20 de ani.
Alte implanturi, precum cele cosmetice,
au aceeași soartă după aproximativ 10 ani.
Asta nu e doar o neplăcere: poate fi scump și riscant.
Acest incovenient apare din cauza sistemului nostru imunitar.
Îmbunătățite de-a lungul a sute de milioane de ani de evoluție,
aceste linii de apărare
au devenit extrem de bune în identificarea obiectelor străine.
Sistemul nostru imunitar se mândrește
cu un arsenal impresionant de arme ce detectează, interceptează și distrug
orice crede că e străin.
Dar consecințele acestei supravegheri continue
e faptul că tratează implanturile benefice,
precum pompele de insulină,
la fel ca un virus sau o bacterie periculoasă.
Odată ce pompa de insulină e implantată în piele,
prezența sa declanșează un „răspuns de corp străin”.
Acesta începe cu niște proteine libere
ce se lipesc de suprafața implantului.
Aceste proteine includ anticorpii,
ce încearcă să neutralizeze obiectul străin
și să transmită un semnal care cheamă alte celule imune
pentru a crește puterea atacului.
Celulele inflamatorii cu răspuns rapid,
precum neutrofilele și macrofagele,
răspund la apelul de urgență.
Neutrofilele eliberează mici granule pline cu enzime
ce încearcă se distrugă suprafața acului pompei de insulină.
Și macrofagele secretă enzime,
împreună cu radicali de oxid nitric,
care creează o reacție chimică ce degradează obiectul în timp.
Dacă macrofagele nu reușesc să distrugă rapid obiectul străin,
fuzionează, formând un ansamblu de celule sau o „celulă gigant”.
În același timp, celulele denumite fibroblaști
vin în ajutor și încep să depună straturi dense de țesut conjunctiv.
Acesta blochează acul folosit de pompă pentru injectarea insulinei
și senzorul de glucoză.
În timp acest țesut crește
și formează o cicatrice în jurul implantului.
Cicatricea funcționează ca o barieră impenetrabilă
ce poate bloca interacțiuni vitale
dintre corp și implant.
De exemplu, cicatricea din jurul pacemakerelor poate întrerupe
transmisia electrică ce e crucială.
Protezele articulare pot elibera particule pe măsură ce se uzează,
cauzând inflamație în jurul acelor fragmente.
În mod tragic, atacul sistemului imunitar poate amenința viața.
Însă cercetătorii caută moduri de a păcăli sistemul imunitar
să accepte noile dispozitive pe care le introducem în corp.
Au observat că implanturile acoperite cu anumite substanțe sau medicamente
pot diminua răspunsul imun.
Astfel, implanturile devin invizibile pentru sistemul imunitar.
Se realizează implanturi și din materiale naturale
și cu o formă ce imită țesuturile,
astfel ca organismul să declanșeze un atac mai slab
decât dacă ar fi fost un implant artificial.
Unele tratamente presupun implanturi
construite să regenereze sau să repare țesuturi.
În aceste cazuri se folosesc implanturi care conțin ingrediente
ce vor elibera semnale specifice
și controlează cu grijă răspunsul imun.
În viitor, acest mod de a lucra împreună cu sistemul imunitar
ne-ar putea ajuta să dezvoltăm organe artificiale,
proteze integrate complet
și terapii de autovindecare a rănilor.
Aceste tratamente ar putea revoluționa medicina,
și transforma pentru totdeauna corpurile în care trăim.
Инсулиновые помпы улучшают качество жизни
сотен миллионов больных диабетом во всём мире,
позволяя осуществлять контроль уровня сахара в крови
и вводить инсулин без анализа крови из пальца.
Эти небольшие приборы включают в себя помпу и канюлю,
способную определить уровень глюкозы, передать эту информацию в помпу
и затем рассчитать дозу инсулина, который вводится через канюлю.
Но у таких помп есть подвох: ограниченный срок эксплуатации.
Через несколько дней датчики глюкозы приходится извлекать и менять.
И проблема не ограничивается глюкометрами и инсулиновыми помпами:
рано или поздно она проявляется у любых имплантов.
Коленные протезы из пластика необходимо менять каждые 20 лет.
Другие импланты, в частности применяемые в косметических целях,
ждёт та же участь лет примерно через 10.
Это не мелочи, подобные замены могут быть дорогостоящими и небезопасными.
Такое неудобство вызвано инструментами иммунной системы организма.
Эти натренированные за сотни миллионов лет эволюции
«спецслужбы»
очень хорошо научились отлавливать инородные тела.
В арсенале иммунной системы человека
находится немало средств для борьбы, перехвата и уничтожения
всего того, что она сочтёт чужеродным для организма.
Однако в результате постоянной слежки
организм начинает относиться к полезным имплантам типа инсулиновых помп
с тем же подозрением, что и к вредоносным вирусам или бактериям.
Как только к коже подсоединяется инсулиновая помпа,
организм начинает операцию «Иммунный ответ на инородное тело».
Вначале на поверхность импланта
высаживаются свободно перемещающиеся белки.
К этим белкам относятся также антитела,
которые пытаются нейтрализовать постороннее тело
и подают сигнал, по которому на место вторжения
прибывают другие иммунные клетки для усиления атаки.
На сигнал тревоги
откликаются воспалительные клетки «быстрого реагирования» —
нейтрофилы и макрофаги.
Нейтрофилы выделяют микроскопические, заполненные ферментами гранулы,
пытаясь разрушить поверхность канюли инсулиновой помпы.
Макрофаги тоже выделяют ферменты,
которые вместе со свободными радикалами оксида азота
вызывают химическую реакцию, в результате которой инородное тело разлагается.
Если макрофаги не в состоянии быстро избавиться от инородного тела,
они объединяются, образуя так называемую «гигантскую клетку».
Тем временем к месту вторжения подтягиваются и начинают выделять
слои густой соединительной ткани клетки-фибробласты.
Они опутывают канюлю, через которую помпа вводит инсулин
и забирает кровь для анализа уровня глюкозы.
Со временем вокруг импланта
выстраивается заграждение, образуя шрам.
Шрам служит практически непроницаемой стеной,
порой перекрывающей жизненно важные каналы
взаимодействия импланта с организмом.
Например, рубцы вокруг кардиостимулятора могут нарушать
критический для работы прибора электрический сигнал.
По мере износа искусственные коленные суставы могут выделять частицы,
провоцирующие иммунные клетки на воспаление в зоне воздействия.
Агрессия иммунной системы может привести к трагическим последствиям.
Однако учёные находят новые способы обмана иммунной системы человека,
встраивая новые медицинские приборы в ткани организма.
Было обнаружено, что специальные покрытия имплантатов,
изготовленные из особых материалов, могут замедлять иммунную реакцию.
Это позволило сделать такие импланты почти невидимыми для иммунной системы.
Производство органических
и воспроизводящих структуру тканей организма имплантов
в противовес чисто искусственным аналогам
также позволило ослабить иммунную реакцию.
Некоторые виды лечения предполагают использование имплантов,
восстанавливающих утраченную ткань.
В таких случаях можно разработать импланты с компонентами,
подающими определённые сигналы и тщательно подбирающими
иммунные реакции организма.
В будущем подобная совместная работа с иммунной системой
поможет разрабатывать полностью искусственные органы,
полностью встраиваемые протезы
и методы лечения ран на основе самовосстановления.
Когда-нибудь подобные методы лечения произведут революцию в медицине
и помогут навсегда изменить тело человека.
Insulinske pumpe su poboljšale živote
mnogih od 415 miliona ljudi sa dijabetesom širom sveta
kontrolišući šećer u krvi, dostavljajući insulin
i otklanjajući potrebu za stalnim ubadanjem prsta i testiranjem krvi.
Ove male mašine uključuju pumpu i iglu koja može izmeriti nivo šećera,
poslati podatke pumpi,
i zatim izračunati koliko insulina treba da se dostavi putem igle.
Ali postoji caka: one su privremene.
Nakon nekoliko dana, senzori šećera moraju da se premeste i zamene.
Nemaju samo monitori šećera i insulinske pumpe ovaj problem,
nego svi telesni implanti, u razičitim vremenskim okvirima.
Plastična protetička kolena moraju se zameniti nakon 20 godina.
Drugi implanti, na primer, oni koji se koriste u kozmetičke svrhe,
mogu trajati oko 10 godina.
To ne samo da predstavlja neprijatnost, već takođe može biti skupo i rizično.
Ove neprijatnosti se dešavaju zbog imunološkog sistema našeg tela.
Usavršavani tokom nekoliko stotina miliona godina evolucije,
ovi odbrambeni frontovi
su postali jako dobri u otkrivanju stranih objekata.
Naš imunološki sistem može da se pohvali
impresivnim arsenalom alatki kojima može da napadne, presretne i uništi
sve što smatra da ne treba da bude tu.
Kao posledica ovog stalnog nadgledanja,
naše telo tretira korisne implante, kao što su insulinske pumpe,
na isti način kao što bi posmatralo štetni virus ili bakteriju.
Čim se insulinska pumpa stavi pod kožu,
njeno prisustvo aktivira nešto što zovemo „odgovor na strano telo”.
Počinje tako što se slobodni plutajući proteini
zalepe za površinu implanta.
Ovi proteini sadrže antitela
koja pokušavaju da neutralizuju objekat
i pošalju signal koji poziva ostale imunološke ćelije na lice mesta,
kako bi pojačali napad.
Ćelije za brzu reakciju protiv upala,
kao što su neutrofili i makrofagi,
odgovaraju na hitan poziv.
Neutrofili ispuštaju male kuglice ispunjene enzimima
koje pokušavaju da slome površinu igle insulinske pumpe.
Makrofagi takođe izlučuju enzime,
zajedno sa radikalima azot-oksida,
koji stvaraju hemijsku reakciju koja vremenom razgrađuje predmet.
Ako makrofagi nisu u stanju da brzo otklone strano telo,
spajaju se, formirajući masu poznatu kao „džinovska ćelija”.
Istovremeno, ćelije zvane fibroblasti
putuju do tog mesta i počinju da odlažu slojeve gustog vezivnog tkiva.
To zarobi iglu koju pumpa koristi kako bi dostavila insulin
i testirala nivo šećera.
Vremenom, ova tvorevina će se uvećati,
formirajući ožiljak oko implanta.
Ožiljak funkcioniše kao skoro neprobojni zid
koji može da blokira važnu interakciju
između tela i implanta.
Na primer, ožiljci oko pejsmejkera mogu prekinuti elektronski prenos
koji je ključan za njihovo funkcionisanje.
Veštački zglobovi kolena mogu odbacivati delove kako se troše,
zbog čega se imunološke ćelije upale oko ovih delova.
Na nesreću, napad imunološkog sistema takođe može biti smrtonosan.
Ipak, istraživači pronalaze načine da zavaraju imunološki sistem
kako bi prihvatio ove nove naprave koje stavljamo u tkivo.
Otkrili smo da premazivanje implanta određenim hemikalijama i lekovima
može smanjiti imunološku reakciju.
To u suštini čini implante nevidljivim za imunološki sistem.
Takođe pravimo sve više implanta od prirodnih materijala
i u obliku koji direktno oponaša tkiva,
tako da telo slabije napada
nego što bi to bio slučaj sa potpuno veštačkim implantom.
Neki medicinski tretmani obuhvataju implante
napravljene u svrhu obnavljanja izgubljenog ili oštećenog tkiva.
U tim slučajevima, možemo napraviti implante koji sadrže sastojke
koji će otpuštati specifične signale
i pažljivo prilagoditi imunološku reakciju našeg tela.
U budućnosti, ovakav način rada u korak sa imunološkim sistemom
bi nam mogao pomoći da razvijemo potpuno veštačke organe,
potpuno integrativne proteze,
i tretman za samozaceljivanje rana.
Ovi tretmani mogu jednog dana napraviti revoluciju u medicini
i zauvek transformisati tela u kojima živimo.
İnsulin pompasıyla hayat kolaylaşır.
Dünyadaki 415 milyon diyabetli insan hayata böyle tutunur.
Pompa kan şekerini izler, gerekli insulini verir.
Böylece sürekli parmak delmeye ve kan testine gerek kalmaz.
Bu küçük alet bir pompa ve iğneden oluşur,
iğne glukozu ölçüp pompaya veri gönderir
ve daha sonra vücuda ne kadar insulin gönderileceği hesaplanır.
Ama sistemin bir de eksisi var:
Geçiciler.
Glukoz sensörleri birkaç günde bir çıkarılarak yenisiyle değiştirilmelidir.
Bu problem, sadece glukoz sensörleri ve insulin pomplarına özgü değildir.
Vücuda takılan bütün implantlarda zamana dayalı değiştirme problemi yaşanır.
Mesela plastik diz protezlerinin 20 yıl ömrü vardır.
Kozmetik amaçlı kullanılan diğer implantlar da
10 yıl sonra aynı kaderi paylaşır.
Tek problem bu da değildir: Bu süreç pahalı ve riskli olabilir.
Aslında problemin kaynağı ise vücudumuzun bağışıklık sistemidir.
Yüzyıllarca süren evrimle gelişen bu savunma gücü
yabancı cisimleri anında tanıyacak kadar iyi hale gelmiştir.
Öyle bir sistem ki
muhteşem cephaneliğinde yavaşlatacak, durduracak ve yok edecek her silah vardır.
Yeter ki bir cismin orada olmaması gerektiğine inanmış olsun.
Ama bu sıkı gözetim bir de olumsuzluğa yol açar.
Vücudumuz insulin pompası gibi yardımcı implantları tanımaz
ve onlara zararlı bir virüs veya bakteri muamelesi yapar.
İnsulin pompası deriye takılır takılmaz
Varlığı "yabancı cisim uyarısı" olarak algılanır.
Serbest dolaşan proteinler hemen hareketlenir.
Kendilerini implantın yüzeyine yapıştırmaya başlarlar.
Bu proteinlerin içinde antikorlar da vardır.
Bunlar, yabancı cismi etkisiz hale getirmeye çalışırlar.
Aynı zamanda diğer bağışıklık hücrelerine davet sinyalleri gönderirler.
Artık saldırı gücü kuvvetlenecektir.
İlk cevap iltihap hücrelerinden gelir.
Yani nötrofil ve fagositler
hemen bu acil çağrıya koşarlar.
Netrofiller içi enzimle dolu küçük taneciklerle saldırmaya başlar.
Enzimler insulin pompasının iğnesini parçalamaya çalışır.
Fagositler de enzimlerini salarlar.
Nitrik oksit radikallerini de devreye sokarlar.
Bunlar, yabancı cismi zamanla yıpratan kimyasal reaksiyona yol açarlar.
Eğer fagositler yabancı cisimden kolayca kurtulamazlarsa
birleşerek "dev hücre" denen bir hücre kitlesi oluştururlar.
Aynı anda fibroblast denen hücreler
o bölgeye giderek cisim üzerinde yoğun bir bağ doku oluşturmaya başlarlar.
Pompanın insulin vermek için kullandığı
ve şekeri ölçtüğü iğneyi kuşatırlar.
Zamanla bu yapı kalınlaşır
ve implantın çevresinde bir yaraya dönüşür.
Yara artık geçilmez bir duvar gibidir.
Hayati etkileşimleri öyle bir durdurur ki
vücut ve implant haberleşemez.
Mesela kalp pillerinin etrafında oluşan yara pilin en önemli işlevi
olan elektrik akımını durdurabilir.
Diz protezleri de eskidikçe parçacıklar kopabilir,
bağışıklık hücreleri bunların etrafında iltihaba sebep olur.
Daha da kötüsü bağışıklık sisteminin bu saldırısı hayatı bile tehdit edebilir.
Neyseki araştırmacılar yeni yollar buluyorlar da
bağışıklık sistemine implantları kabul ettirmeye çalışıyorlar.
Mesela implantları bazı kimyasal ve ilaçlarla kaplamak
bağışıklık sistemini püskürtebiliyor.
Daha doğrusu implantlar bağışıklık sistemi tarafından görülmüyor.
Bir başka yol da implantları doğal malzemelerden yapmak
veya dokuları taklit eden biçimler vermek.
Böylece vücut daha zayıf bir saldırı başlatıyor.
yapay implantlara verdiğinden daha sönük bir tepki.
Bazı tedavilerde implant kullanılmasında amaç
kayıp veya hasarlı dokunun tekrar oluşturulmasıdır.
Böyle durumlarda implantların bileşenleri de tasarlanarak
özel sinyaller gönderilmesi sağlanabiliyor.
Böylece bağışıklık sisteminin tepkileri dikkatlice kontrol edilebiliyor.
Bağışıklık sistemini göz önünde bulunduran bu tür çalışmalar gelecekte
tamamıyla yapay organlar üretmemizi sağlayabilir.
Vücudumuzun reddetmeyeceği protezler
ve kendiliğinden iyileşen yaralar gerçek olabilir.
Bu tedaviler bir gün tıpta devrim yaratabilir
ve sonsuza kadar içinde yaşadığımız vücutları dönüştürebilir.
Bơm Insulin giúp cải thiện cuộc sống
của nhiều người trong số 415 triệu bệnh nhân tiểu đường trên toàn thế giới
bằng việc theo dõi lượng đường trong máu, truyền insulin
và tránh việc thường xuyên lấy mẫu máu từ ngón tay.
Những thiết bị nhỏ này gồm một máy bơm và kim dùng để đo mức đường huyết
rồi trả kết quả về máy bơm,
để tính ra bao nhiêu insulin cần phải truyền qua kim.
Tuy nhiên có một vấn đề: nó chỉ mang tính tạm thời.
Trong vòng vài ngày, cảm biến đường huyết phải được đổi vị trí và đặt lại.
Không chỉ máy theo dõi đường huyết và bơm insulin mới gặp vấn đề này,
mà tất cả các vật cấy vào cơ thể,
cần được thay thế vào những khoảng thời gian khác nhau.
Đầu gối giả bằng nhựa phải được thay thế sau khoảng 20 năm.
Những vật cấy khác, được dùng trong phẫu thuật thẩm mỹ,
cũng chịu chung số phận sau khoảng 10 năm.
Điều này không chỉ gây phiền nhiễu mà còn tốn kém và nguy hiểm
Những bất tiện này xảy ra là do hệ miễn dịch trong cơ thể chúng ta.
Qua hàng trăm triệu năm tiến hóa,
các tiền tuyến phòng ngự này
đã trở nên cực kỳ lão luyện trong việc phát hiện dị vật.
Hệ miễn dịch của ta tự hào
vì có một kho đồ sộ các dụng cụ để tóm giữ, ngăn chặn và phá hủy
mọi thứ mà chúng tin là không nên nằm trong cơ thể.
Nhưng hậu quả của sự giám sát liên tục này
là cơ thể ta coi cả các vật cấy có ích, như máy bơm insulin là nguy hại,
như vi khuẩn hay vi rút.
Ngay khi máy bơm insulin được cấy vào da,
sự hiện diện này gây ra thứ gọi là "phản ứng cơ thể trước dị vật."
Bắt đầu với việc các protein di chuyển tự do
dính lại trên bề mặt vật cấy.
Những protein này bao gồm các kháng thể
cố vô hiệu hóa vật lạ
và gửi đi tín hiệu kêu gọi các tế bào miễn dịch khác tới đó
để tăng cường tấn công.
Các tế bào phản ứng đầu tiên khi có viêm
là bạch cầu trung tính và đại thực bào,
đáp lại cuộc gọi khẩn.
Bạch cầu trung tính giải phóng các hạt nhỏ chứa đầy enzym
cố phá hủy bề mặt kim bơm insulin.
Đại thực bào cũng giải phóng enzym,
cùng với các chất có gốc oxit nitric,
giúp tạo ra một phản ứng hóa học làm thoái hóa vật thể qua thời gian.
Nếu đại thực bào không thể mau lẹ giải quyết ngoại vật,
chúng hợp lại với nhau thành một khối gọi là "tế bào khổng lồ."
Cùng lúc, các tế bào mang tên nguyên bào sợi
di chuyển đến điểm đó và bắt đầu tích tụ các lớp mô liên kết dày đặc.
Chúng bọc quanh cây kim mà thiết bị dùng để truyền insulin
và phân tích lượng đường huyết.
Qua thời gian bị bủa vây,
quanh vật cấy dần hình thành một khối sẹo.
Chức năng của khối sẹo gần như là một tường thành bất khả xâm phạm,
ngăn sự tương giao quan trọng
giữa cơ thể với vật cấy.
Lấy ví dụ, khối sẹo quanh máy điều hòa nhịp tim
có thể cản trở dòng điện, làm vô hiệu chức năng.
Khớp đầu gối nhân tạo tróc các mảnh nhỏ khi bị mòn
làm cho các tế bào miễn dịch kháng viêm tập trung lại quanh các mảnh này.
Tệ hơn, đợt công kích của hệ miễn dịch, thậm chí, có thể đe dọa tới mạng sống.
Tuy vậy, các nhà nghiên cứu đang tìm cách để qua mặt hệ miễn dịch,
khiến nó chấp nhận các thiết bị mới mà ta đưa vào cơ thể.
Chúng tôi đã tìm cách phủ lên vật cấy các hóa chất và dược chất nhất định
được chấp thuận bởi các phản ứng miễn dịch.
Về cơ bản, biện pháp đó giúp vật cấy vô hình trước hệ miễn dịch.
Chúng tôi cũng đang dùng các vật liệu cấy ghép tự nhiên hơn,
có hình dạng bắt chước y hệt các mô,
ít bị công kích hơn
so với vật cấy hoàn toàn nhân tạo.
Vài phương thức điều trị liên quan tới cấy ghép
được thiết kế để tái tạo lại những mô đã hư hại hay thương tổn.
Trong những trường hợp đó, ta có thể đưa vào vật cấy
các thành phần giúp giải phóng các tín hiệu đặc thù,
nhằm điều chỉnh phản ứng miễn dịch một cách cẩn thận.
Trong tương lai, nghiên cứu song hành với hệ miễn dịch này
có thể giúp ta phát triển các cơ quan nhân tạo ưu việt,
các bộ phận cấy ghép hoàn toàn hợp nhất,
và phương pháp tự chữa lành chấn thương.
Một ngày không xa,
phương pháp này sẽ tạo cuộc cách mạng ngành y
và làm biến đổi vĩnh viễn cơ thể sống của ta.
全球 4.15 亿糖尿病患者中，
很多人因胰岛素泵而改善了生活。
胰岛素泵可监测 血糖并释放胰岛素，
避免了患者 频繁指尖取血检验的麻烦。
这个小机器包括一个泵、
感知血糖水平并将结果返给泵的针，
然后计算出针头需注射的胰岛素量。
但存在一个问题：它们是暂时的。
几天后，就要更换血糖感应器。
并非只是血糖检测仪 和胰岛素泵存在这个问题，
而是所有身体植入物都有， 只是时间不同而已。
塑料假膝盖大约 20 年后就要更换，
其他植入物，如美容植入物，
大约 10 后也要更换。
这不仅仅是麻烦而已： 它既昂贵又有风险。
由于我们身体免疫系统的缘故， 才会产生这些不便。
经过数亿年的进化，
免疫系统作为防守前锋，
特别精于发现外来物。
我们的免疫系统
以拥有强大的工具库而闻名，
可处理、拦截并摧毁 它们认为身体不该有的东西。
但这种不断监测的结果是，
我们的身体把有用的植入物， 如胰岛素泵，
当做有害病毒或细菌一样怀疑。
一旦胰岛素泵植入皮下，
会立刻触发身体的排异反应。
自由漂浮的蛋白质
开始粘在植入物表面。
这些蛋白质包括抗体，
试图中和新物体，
并发出信号引来其它免疫细胞
以加强攻击。
早期反应的发炎细胞，
如中性粒细胞和巨噬细胞，
在接警后会首先到达。
中性粒细胞释放出充满酶的小颗粒，
试图破坏胰岛素泵针头的表面。
巨噬细胞也会分泌酶，
与一氧化氮自由基一起
产生化学反应， 随着时间的推移会使物体降解。
如果巨噬细胞 无法快速处理掉异物，
它们会融合在一起， 形成一团称为“巨细胞”的细胞。
同时，纤维母细胞
前往该部位，并开始 沉积致密结缔组织层。
它们封闭了胰岛素泵中
用于输送胰岛素 并测试血糖水平的针头。
包围层逐渐形成，
在植入物周围形成疤痕。
疤痕就像一面几乎无法穿透的墙，
开始阻止
身体和植入物间的重要交互作用。
例如，心脏起搏器周围的疤痕，
可能会中断对其功能 至关重要的电传输。
合成膝关节使用中磨损会产生颗粒，
导致这些颗粒周围的 免疫细胞发炎。
不幸的是，免疫系统的攻击 甚至可能危及生命。
然而，研究人员正在寻找方法
诱使免疫系统接受 我们引入身体组织的新设备。
我们发现通过在植入物表面 涂抹某些化学物质和药物，
可以抑制免疫反应。
这些基本上使植入物 对免疫系统不可见。
我们正以直接模仿组织的形式，
用天然材料制作更多的植入物，
比起全人造材料的植入物，
身体对它的攻击要弱得多。
有些医学治疗涉及植入物,
旨在重建失去或受损组织。
这些情况下，我们可将植入物设计为
含有能够释放特定信号的成分、
专为应对我们身体的 免疫反应而精心定制。
未来，这种与免疫系协作的方式
可以帮我们开发全人工器官，
全集成假体
和自愈的伤口疗法。
这些治疗方法可能有一天 会引发医学革命——
并永远改变我们赖以存在的身体。
全世界有四億一千 五百萬名糖尿病患者，
當中許多人的人生之所以能改善， 是因為胰島素幫浦
協助他們監控血糖，供應胰島素，
不再需要經常扎手指 來做血液檢驗。
這些小機器包含了 一台幫浦以及一根針，
針可以用來感測葡萄糖濃度， 將資訊回饋給幫浦，
接著計算出要透過針 來供應多少胰島素。
但有個問題：它們是暫時性的。
幾天之內，就必須要移除、 替換葡萄糖感測器。
而且，不只是葡萄糖 監測器和胰島素幫浦，
所有身體植入物都有 這個問題，只是時間不同。
塑膠的人工膝關節用了 約二十年後就需要替換。
其他植入物，如整形植入物，
植入後大約十年 就會面臨同樣的命運。
這個狀況不只是麻煩而已： 還有金錢和風險的考量。
造成如此不方便的原因， 就是人體的免疫系統。
這些防禦前線經過了 數億年的磨練，
已經變成特別擅長 辨視出外來物體。
我們的免疫系統具有 琳瑯滿目的工具
可以處理、攔截，和摧毀
任何被認為不該 出現在人體內的東西。
但，這種持續監控的後果，
就是在發現有幫助的植入物 （如胰島素幫浦）時，
我們的身體會認為它們 和有害病毒或者細菌一樣可疑。
一旦胰島素幫浦被植入到皮膚中，
它的存在就會觸發 所謂的「異物反應」。
異物反應的最初， 在體內自由流動的蛋白質
會黏著在植入物的表面。
這類蛋白質包括抗體，
抗體會試圖中合新的物體，
且會向外發送訊號， 請求其他免疫細胞到異物所在
來加強攻擊。
快速反應的炎性細胞，
如嗜中性白血球細胞和巨噬細胞，
會回應緊急求援。
嗜中性白血球細胞會釋放出 充滿酵素的小粒子，
並試圖分解胰島素 幫浦的針的表面。
巨噬細胞也會分泌酵素，
加上一氧化氮自由基，
它可以引發化學反應， 隨時間侵蝕物體。
如果巨噬細胞無法很快處理異物，
它們就會融合在一起，形成 一大塊細胞，叫做「巨細胞」。
同時，纖維母細胞
會移動到異物所在，開始放下 好幾層稠密的連接性組織。
它們會包住胰島素幫浦
和檢測葡萄糖濃度的針。
隨時間，一層一層堆疊上去，
在植入物周圍形成疤。
疤的功能就像是 幾乎無法穿過的牆，
可能會開始阻擋身體 和植入物之間攸關生死的互動。
比如，在心律調節器 周圍的疤可能會阻斷
調節器運作所需要的電傳輸。
合成人工膝關節在磨損之後， 可能會釋放出一些粒子，
造成免疫細胞在這些 碎片周圍產生發炎。
不幸的是，免疫系統的攻擊 甚至有可能會威脅到生命。
然而，研究者致力在尋找 能騙過免疫系統的方法，
讓免疫系統接受我們放入 身體組織中的新裝置。
我們發現，在植入物上面 塗上某些化學物質和藥物
可以減輕免疫反應。
這種做法可以讓免疫系統 無法發現植入物。
我們也在試著使用更多 天然材料來製造植入物，
且採用直接模仿組織的形式，
讓身體發動的攻擊不會像遇到
完全人造的植入物時那麼強烈。
在一些醫療治療方式中 所用到的植入物
是設計來讓失去 或受損的組織重生用的。
在那些情況下， 我們可以在植入物中放入
會放出特定訊號的成分，
並仔細地配合人體的免疫反應。
在未來，這種和免疫系統 並行的運作方式，
可以協助我們開發出 完全人工的器官，
完全一體化的義肢，
以及自我治癒的創傷治療。
也許有一天，這些治療 會帶來醫學革命，
並永遠徹底改變 我們賴以生存的軀體。