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.