Glezna robotică, ficatul artificial și plămânul bionic

De la crearea de celule noi din celule existente la identificarea și manipularea unor gene anumite, trecem la crearea de părți ale corpului.

Cei mai mulți dintre cei ce fac parte din „generația baby-boom” își amintesc de Lindsey Wagner în rolul Femeii bionice și de Lee Majors în Six Million Dollar Man, dar puțini și-au închipuit că bionica va deveni cândva o realitate. Unele surse îi atribuie paternitatea cuvântului bionic lui Jack E. Steele de la Divizia Aeronautică de la Baza Wright-Patterson a Forțelor Aeriene, cuvânt apărut în 1958, din rădăcina grecească bion, care înseamnă „unitate de viață”. Alții consideră că termenul provine din combinarea cuvintelor biologie și electronică.

Oricare ar fi adevărul, bionica, numită și biomimetică, este un domeniu de cercetare-dezvoltare în plin avânt. Wikipedia ne dă o definiție simplă a bionicii:

„aplicarea metodelor și a sistemelor biologice aflate în natură la studierea și proiectarea de sisteme artificiale și la tehnologia modernă.”

În domeniul medicinei, bionica se referă la înlocuirea sau îmbunătățirea unor organe sau părți ale corpului cu versiunile lor mecanice. Spre deosebire de proteze, părțile bionice imită efectiv funcționalitatea părții originare, uneori fiind chiar mai bune.

În iulie 2007, biomecatronicianul Hugh Herr și echipa lui de la laboratorul media MIT au reușit să creeze o gleznă robotică adaptabilă în funcție de utilizator și de teren. Creată în trei ani, această gleznă robotică folosește senzori și microprocesoare pentru a determina cantitatea necesară de energie pentru ca glezna protetică să împingă omul spre înainte. Acum, o companie numită iWalk face un pas în plus, creând un sistem robotic pentru comercializare, mai mic, mai silențios și mai ușor.

Deși tehnologiile bionice în scopuri medicale sunt încă în stadiul de început, s-au repurtat câteva succese, în special în implanturile cohleare, care ajută surzii să audă, inimile artificiale, pompe mecanice care ajută inima și care țin oamenii în viață cât timp așteaptă un transplant, plus o retină nou creată din siliciu, care poate procesa imaginile ca și retina naturală. Bioingineria a făcut pași mari în furnizarea de implanturi pentru șolduri, genunchi și articulațiile avariate, ajutând oameni cu răni sau boli cum ar fi artrita să mențină un stil de viață activ.

Oamenii de știință de la Facultatea de Medicină a Universității din Michigan testează acum pe animale primul plămân bionic. Tot acolo sunt în curs testele clinice pe oameni ale unor rinichi artificiali și ale unor sisteme artificiale de susţinere a ficatului. Iar oamenii de știință de la Institutul Kresge pentru Cercetări în Domeniul Auzului de la aceeași universitate cercetează modul în care creierul percepe sunetele și efectele medicamentelor asupra urechii interne, scopul fiind crearea de dispozitive bionice pentru tratarea pierderii auzului. Universitatea din Michigan este de asemenea în avangarda a ceea ce se numește ECLS (tehnologie extracorporală pentru susținerea vieții), o tehnologie cu impresionante rate de succes în salvarea nou-născuților care au plămâni subdezvoltați, ca și a adulților cu probleme respiratorii acute.

Robert H. Bartlett, profesor de chirurgie la Universitatea din Michigan, a creat, împreună cu colegul lui, Ronald Hirschl, un plămân artificial care acum este testat pe oi. Cunoscut sub numele de MC3 Biolung, dispozitivul se atașează la artera pulmonară și preia sută la sută funcționalitatea plămânului normal. Biolung poate fi folosit în interiorul sau în exteriorul corpului. Bartlett și Hirschl vor face studii extensive pe animale, apoi încercări clinice pe oameni în următorii cinci ani, mulțumită unui grant de 4,8 milioane de dolari, de la Institutul Naţional pentru Sănătate.

Bartlett și echipa lui de cercetători lucrează acum la un ficat artificial, un sistem de menținere a vieții care ar putea ajuta la prelungirea vieții a aproximativ 18 000 de americani cu boli hepatice în ultimul stadiu, care așteaptă un transplant. Între timp, colegul David Humes, doctor în medicină, profesor de medicină internă, este preocupat de crearea unui rinichi artificial pornind de la celule vii, un rinichi care va ajuta oamenii cu boli renale să se elibereze de mașinile de dializă renală, care, se știe, au pe termen lung un efect dăunător, mărind șansele de infarct cardiac, apoplexie, infecții și cheaguri de sânge.

Curând, cu toată această inventivitate (și vorbim aici doar de O SINGURĂ universitate!) va exista un înlocuitor pentru oricare parte a corpului uman.

Fragment din volumul 

2013. Sfârşitul lumii sau un nou început?

de Marie D. Jones