Transplantácia (anatómia)

Orgány a tkanivá, ktoré môžu byť v dnešnej dobe transplantované:

• pečeň
• oblička
• podžalúdková žľaza
• tenké črevo
• pľúca
• srdce
• rohovka
• koža
• krvné cievy
• kosť
• krvotvorné kmeňové bunky
• Langerhansove ostrovčeky (experimentálne)

Zásadnou zmenou bol objav cievneho stehu. Francúz Alexis Carrel bol v Paríži svedkom atentátu na srbského cára, ktorý bol postrelený a vykrvácal. Carrela, ktorý sa problémom zaoberal od roku 1902, priviedla táto príhoda k rozhodnutiu skúsiť cievy zošiť tzv. „U“ stehom. Jeho technika spočívala vo vychýlení koncov tepien nahor a ich zošitie hrubým materiálom. Stehy neboli vo vnútri cievy a krv mohla voľne prúdiť. Ibaže vtedy ešte nebol objavený heparín zabraňujúci zrážanlivosti krvi, takže sa tepna často okamžite upchala krvnou zrazeninou. Carrel odišiel zdokonaľovať svoj objav do USA a v roku 1912 mu bola za prácu o zošívaní a transplantácií ciev a iných orgánov udelená Nobelova cena za fyziológiu alebo medicínu.

Prvú úspešnú transplantáciu obličiek urobil v roku 1950 americký chirurg R. Lawler. Ale ešte do polovice 20. storočia nebola známa takzvaná odmietavá reakcia organizmu na štep – príčina, prečo nebolo možné úspešne transplantovať aj iné orgány. Najďalej vo svojich pokusoch dospel ruský chirurg Wladimir Demichow. Ten vymyslel techniky transplantácie srdca, ktoré nejaký čas fungovali. Ale pretože nevedel nič o imunológii, pokusné zvieratá po niekoľkých hodinách umierali.

Transplantácia

V roku 1960 bol ocenený anglický vedec sir Peter Medawar za objav získanej imunologickej tolerancie k cudzím tkanivám. K rovnakému objavu došiel aj český vedec M. Hašek. Obaja vedci došli k rovnakému záveru, že keď sa vymení genetická informácia vo vajíčku, dochádza v ňom k navodeniu imunologickej tolerancie – k spojeniu, ktoré predáva genetickú informáciu. Tým sa dokázalo, že genetická bariéra nie je neprekonateľná.

Súčasne prebiehal farmakologický výskum. V šesťdesiatych rokoch boli objavené imunosupresívne účinky kortikoidov (t. j. tlmiace imunitné reakcie organizmu). Tie boli pôvodne vymyslené ako liek proti progresívnemu ochoreniu kĺbov. Zároveň sa z pôvodne protinádorového lieku 6 mercaptopurin odvodil azatioprín – prvé imunosupresívum. Ten spolu s kortikoidmi umožnil spustenie programu transplantácií obličiek. Sú najprístupnejšie a imunologicky veľmi výhodné.

Chirurgovia však začali premýšľať i o transplantácii iných orgánov. Ešte pred transplantáciou srdca uskutočnil v roku 1963 americký chirurg Thomas Starzl transplantáciu pečene u troch pacientov. Prvý pacient zomrel počas operácie, druhý po siedmich a tretí po 22 dňoch. V tom istom roku transplantoval J. Hardy pľúca. Pacient však po osemnástich dňoch zomrel. Nasledovali transplantácie pankreasu a čreva. Ibaže dovtedajšie imunosupresíva nestačili na náročné transplantácie, kedy sa prenáša väčšie množstvo tkaniva. Navyše sa u týchto orgánov nepodarilo zistiť, kedy dochádza k odhojivej reakcii, ktorá vyžadovala nasadenie veľkého množstva kortikoidov, aby sa zabránilo imunologickej reakcii. Preto sa transplantácie ostatných orgánov stali predmetom klinického výskumu a pokračovalo v nich len málo pracovísk.

Jedným z nich bola univerzita v Stanforde v USA. Norman Shumway tam v roku 1966 dokončil niekoľkoročný výskum techniky transplantácie srdca, ktorú dokonale opísal na psovi. 3. decembra 1967 uskutočnil profesor Christiaan Barnard po nespočetnom rade pokusov na psoch prvú transplantáciu ľudského srdca. Príjemcom bol päťdesiatpäťročný Louis Washkansky. Na živote ohrozený „kardiak“ dostáva srdce tridsaťpäťročnej smrteľne zranenej ženy. Napriek tomu že sa operácia podarila, Washkanski po osemnástich dňoch umiera. Barnard sa nenecháva neúspechom odradiť a už 2. januára 1968 uskutočňuje druhú – úspešnú transplantáciu. Príjemcom je Philip Blaiberg a darcom černoch. Bleiberg žil po zákroku 19 mesiacov. Po tejto operácii nasledovalo v krátkom období 112 neúspešných transplantácií srdca. Príčina neúspechu spočívala väčšinou v tom, že sa nepodarilo včas zistiť, či transplantované srdce je, alebo nie je prihojené.

V priebehu 90. rokov, boli človekom vyvinuté materiály a zaradenia, ktoré môžu úspešne nahradiť časti živých systémov v ľudskom tele. Tieto špeciálne materiály – schopné fungovať v intímnom elektrickom spojení so živým tkanivom a s minimálnym nepriaznivým účinkom alebo odmietnutím – sa nazývajú biomateriály. Zaradenia konštruované z biomateriálov a navrhnuté pre vykonávanie špecifických funkcií v ľudskom tele sa obvykle nazývajú biologické zaradenia alebo implantáty.

Prvé úspešné implantáty boli kostné platničky, predstavené v roku 1900 na stabilizovanie kostnej fraktúry a urýchlenie jej hojenia. Pokrok v materiálovom inžinierstve a operačných technikách, viedlo k experimentu náhrady ciev v roku 1950, ventil umelého srdca a bedrový kĺb boli vo vývoji v roku 1960. Už v roku 1969 sa americký chirurg Denton Cooley rozhodol implantovať elektrickú pumpu o váhe 340 gramov, ktorú skonštruovali Domingo Liotta a Charles Bell. V 70. rokoch vytvorili americkí vedci William DeVries a Robert Jarvik umelé srdce. Problém nespočíval v nemožnosti jeho implantovania, ale v tom, že umelé srdce potrebuje pneumatický pohon. Srdcové chlopne pracujú ako jednocestné ventily a musia sa otvárať v určitom čase, danom desatinami sekundy. V tej dobe totiž nebolo technicky možné docieliť, aby sa chlopňa zavierala plynulo.

Už pri prvom implantáte kostnej platničky, boli zistené materiálové a konštrukčné problémy, ktoré mali za následok predčasnú stratu funkčnosti implantátu (mechanická porucha, korózia a slabá biokompatibilita). Dizajn, výber materiálu a biokompatibilita zostávajú aj naďalej kritické otázky súčasných biologických implantátov a zariadení. K vývoju umelých orgánov alebo implantátov napomáhajú aj najnovšie vedecké poznatky, elektronika, miniatúrne čipy, používané na kontrolu a ovládanie niektorých orgánov. Biomateriály teraz hrajú hlavnú úlohu vo výmene alebo zlepšovaní funkcií každého dôležitého systému v ľudskom tele (kostrový, obehový, nervový, a tak ďalej).