ხელოვნური ორგანო

ხელოვნური ორგანო არის ადამიანის მიერ შექმნილი ორგანო ან ქსოვილი, რომელიც იმპლანტირებულია ან ინტეგრირებულია ადამიანის სხეულში. ცოცხალ ქსოვილთან ურთიერთქმედება ბუნებრივი ორგანოს ჩასანაცვლებლად, კონკრეტული ფუნქციის ან ფუნქციების დუბლირებისთვის ან გასაძლიერებლად, რათა პაციენტმა რაც შეიძლება მალე დაუბრუნდეს ნორმალურ ცხოვრებას. ჩანაცვლებული ფუნქცია (ანუ ხელოვნური ორგანო) არ უნდა იყოს დაკავშირებული სიცოცხლის შენარჩუნების მექანიზმებთან, თუმცა ხშირად ასე ხდება. მაგალითად, ხელოვნურ ორგანოებად შეიძლება ჩაითვალოს ჩანაცვლებითი ძვლები და სახსრები, როგორიცაა ბარძაყის სახსრის ჩანაცვლებისას გამოყენებული ძვლები და სახსრები.

განმარტების მიხედვით, იგულისხმება, რომ მოწყობილობა არ უნდა იყოს მუდმივად მიერთებული სტაციონარულ კვების წყაროსთან ან სხვა სტაციონარულ რესურსებთან, მაგალითად, ფილტრებთან ან ქიმიური დამუშავების მოწყობილობებთან. (თუ მოწყობილობას ესაჭიროება აკუმულატორების პერიოდული სწრაფი დატენვა, ქიმიკატების შევსება და/ან ფილტრების გაწმენდა/შეცვლა, ის არ ჩაითვლება ხელოვნურ ორგანოდ.) ამრიგად, დიალიზის აპარატი, მიუხედავად იმისა, რომ ძალიან წარმატებული და კრიტიკულად მნიშვნელოვანი სიცოცხლის შემანარჩუნებელი მოწყობილობაა, რომელიც თითქმის მთლიანად ასრულებს თირკმლის მოვალეობებს, არ არის ხელოვნური ორგანო.

მიზანი
ხელოვნური ორგანოების აწყობისა და იმპლანტაციის პროცესი, რომელიც საწყის ეტაპზე მნიშვნელოვან სამეცნიერო-კვლევით და ფინანსურ რესურსებს საჭიროებს, ხშირად ითვალისწინებს მრავალწლიან მოვლა-პატრონობის მომსახურებას, რაც ბუნებრივი ორგანოს შემთხვევაში არ მოითხოვება.

სიცოცხლის შემანარჩუნებელი თერაპიის უზრუნველყოფა ტრანსპლანტაციის მოლოდინში, რათა თავიდან იქნეს აცილებული გარდაუვალი სიკვდილი (მაგ., ხელოვნური გული);
პაციენტის თვითმოვლის უნარის მკვეთრი გაუმჯობესება (მაგ., ხელოვნური კიდური);
პაციენტის სოციალურად ურთიერთქმედების უნარის გაუმჯობესება (მაგ., კოხლეარული იმპლანტი);
პაციენტის ცხოვრების ხარისხის გაუმჯობესება კოსმეტიკური რესტავრაციის გზით კიბოს ოპერაციის ან უბედური შემთხვევის შემდეგ..

ადამიანის მიერ ნებისმიერი ხელოვნური ორგანოს გამოყენებას თითქმის ყოველთვის წინ უძღვის ცხოველებზე ფართომასშტაბიანი ექსპერიმენტები . ადამიანებზე საწყისი ტესტირება ხშირად შემოიფარგლება იმ პირებით (პაციენტებით), რომლებიც უკვე სიკვდილის პირას არიან ან რომლებმაც ამოწურეს მკურნალობის ყველა სხვა შესაძლებლობა.

მაგალითები
ხელოვნური კიდურები
ხელოვნური ხელები და ფეხები, ანუ პროთეზები, განკუთვნილია ამპუტირებულთათვის ნორმალური ფუნქციის გარკვეული ხარისხით აღსადგენად. მექანიკური მოწყობილობები, რომლებიც ამპუტირებულებს აძლევს საშუალებას, კვლავ იარონ ან გააგრძელონ ორი ხელის გამოყენება, სავარაუდოდ, უძველესი დროიდან გამოიყენებოდა. ყველაზე ცნობილია მარტივი საკინძიანი ფეხი . მას შემდეგ, ხელოვნური კიდურების განვითარება სწრაფად განვითარდა. ახალმა პლასტმასმა და სხვა მასალებმა, როგორიცაა ნახშირბადის ბოჭკო, ხელოვნური კიდურები უფრო ძლიერი და მსუბუქი გახადა, რაც ზღუდავს კიდურის მუშაობისთვის საჭირო დამატებითი ენერგიის რაოდენობას. დამატებითმა მასალებმა ხელოვნური კიდურები ბევრად უფრო რეალისტურად გამოიყურებოდა. პროთეზები დაახლოებით შეიძლება დაიყოს ზედა და ქვედა კიდურების პროთეზებად და შეიძლება ჰქონდეს მრავალი ფორმა და ზომა.

ხელოვნური კიდურების ახალი მიღწევები მოიცავს ადამიანის სხეულთან ინტეგრაციის დამატებითი დონის მიღწევას. შესაძლებელია ელექტროდების ნერვულ ქსოვილში მოთავსება და სხეულის პროთეზის მართვის სწავლება. ეს ტექნოლოგია გამოიყენება როგორც ცხოველებში, ასევე ადამიანებში. პროთეზის კონტროლი შესაძლებელია ტვინის მიერ პირდაპირი იმპლანტის ან სხვადასხვა კუნთში იმპლანტის გამოყენებით.

შარდის ბუშტი
შარდის ბუშტის ფუნქციის ჩანაცვლების ორი ძირითადი მეთოდი გულისხმობს შარდის ნაკადის გადამისამართებას ან შარდის ბუშტის ადგილზე ჩანაცვლებას. შარდის ბუშტის ჩანაცვლების სტანდარტული მეთოდები გულისხმობს ნაწლავის ქსოვილისგან შარდის ბუშტის მსგავსი ტომრის შექმნას.

ნერვული პროთეზები არის მოწყობილობების სერია, რომელსაც შეუძლია ჩაანაცვლოს მოტორული, სენსორული ან კოგნიტური მოდალობა, რომელიც შეიძლება დაზიანდეს დაზიანების ან დაავადების შედეგად.

ნეიროსტიმულატორები, მათ შორის ღრმა ტვინის სტიმულატორები, ტვინში ელექტრულ იმპულსებს აგზავნიან ნევროლოგიური და მოძრაობის დარღვევების, მათ შორის პარკინსონის დაავადების, ეპილეფსიის, მკურნალობისადმი რეზისტენტული დეპრესიის და სხვა მდგომარეობების, მაგალითად, შარდის შეუკავებლობის სამკურნალოდ. ფუნქციის აღსადგენად არსებული ნეირონული ქსელების ჩანაცვლების ნაცვლად, ეს მოწყობილობები ხშირად არსებული გაუმართავი ნერვული ცენტრების გამომავალი სიგნალის დარღვევით მოქმედებენ სიმპტომების აღმოსაფხვრელად.

მეცნიერებმა 2013 წელს შექმნეს მინი ტვინი, რომელმაც განავითარა ძირითადი ნევროლოგიური კომპონენტები ნაყოფის მომწიფების ადრეულ გესტაციურ ეტაპებამდე.

კავერნოზული სხეულები
ერექციული დისფუნქციის სამკურნალოდ, ორივე კავერნოზული სხეული შეიძლება შეუქცევადად ქირურგიული გზით შეიცვალოს ხელით გასაბერი პენისის იმპლანტებით . ეს არის რადიკალური თერაპიული ოპერაცია, რომელიც განკუთვნილია მხოლოდ იმ მამაკაცებისთვის, რომლებსაც აქვთ სრული იმპოტენცია, რომელიც მდგრადია ყველა სხვა მკურნალობის მიდგომის მიმართ. საზარდულის ან სათესლე პარკის იმპლანტირებული ტუმბოს ხელით მანიპულირება შესაძლებელია ამ ხელოვნური ცილინდრების შესავსებად, რომლებიც ჩვეულებრივ ზომისაა ბუნებრივი კავერნოზული სხეულის პირდაპირი ჩანაცვლებისთვის, იმპლანტირებული რეზერვუარიდან ერექციის მისაღწევად.

იმ შემთხვევებში, როდესაც ადამიანს ორივე ყურში ღრმად სმენა აქვეითებს ან სმენა ძლიერ აქვეითებს, კოხლეარული იმპლანტის ქირურგიული გზით ჩადგმაა შესაძლებელი. კოხლეარული იმპლანტები გვერდს უვლიან პერიფერიული სმენითი სისტემის უმეტეს ნაწილს, რათა ხმის აღქმა უზრუნველყონ მიკროფონისა და კანის გარეთ, ძირითადად ყურის უკან მდებარე ზოგიერთი ელექტრონული მოწყობილობის მეშვეობით. გარე კომპონენტები სიგნალს კოხლეაში განთავსებულ ელექტროდების მასივზე გადასცემენ, რაც თავის მხრივ კოხლეარულ ნერვს ასტიმულირებს.

გარეთა ყურის ტრავმის შემთხვევაში შეიძლება საჭირო გახდეს ქალა-სახის პროთეზირება. მასაჩუსეტსის ზოგადი საავადმყოფოდან თომას სერვანტესმა და მისმა კოლეგებმა 3 პრინტერის გამოყენებით ცხვრის ხრტილისგან ხელოვნური ყური ააშენეს. უამრავი გამოთვლისა და მოდელირების გამოყენებით, მათ შეძლეს ადამიანის ფორმის ყურის აწყობა. პლასტიკური ქირურგის მიერ მოდელირებული ყურის რამდენჯერმე კორექტირება მოუწიათ, რათა ხელოვნურ ყურს ადამიანის ყურის მსგავსი მრუდები და ხაზები ჰქონოდა. მკვლევარების თქმით, „ტექნოლოგია ამჟამად კლინიკური კვლევებისთვის დამუშავების პროცესშია და ამიტომ ჩვენ გავზარდეთ და ხელახლა შევქმენით ხარაჩოს გამორჩეული მახასიათებლები, რათა ისინი ზრდასრული ადამიანის ყურის ზომას შეესაბამებოდეს და იმპლანტაციის შემდეგ ესთეტიკური იერსახე შევინარჩუნოთ“. მათი ხელოვნური ყურები წარმატებულად არ გამოცხადებულა, მაგრამ ისინი ამჟამად პროექტზე მუშაობენ. ყოველწლიურად ათასობით ბავშვი იბადება თანდაყოლილი დეფორმაციით, რომელსაც მიკროტია ეწოდება, რომლის დროსაც გარეთა ყური სრულად არ ვითარდება. ეს შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი წინგადადგმული ნაბიჯი მიკროტიის სამედიცინო და ქირურგიული მკურნალობის მიმართულებით.

ჯერჯერობით ხელოვნური თვალის ყველაზე წარმატებული შემცვლელი ფუნქცია სინამდვილეში გარე მინიატურული ციფრული კამერაა, რომელსაც აქვს ბადურაზე, მხედველობის ნერვზე ან ტვინის სხვა მსგავს ადგილებში იმპლანტირებული დისტანციური ცალმხრივი ელექტრონული ინტერფეისი. ამჟამინდელი ტექნოლოგიები მხოლოდ ნაწილობრივ ფუნქციონალურობას იძლევა, როგორიცაა სიკაშკაშის დონის, ფერის ნიმუშების და/ან ძირითადი გეომეტრიული ფორმების ამოცნობა, რაც ადასტურებს კონცეფციის პოტენციალს.

სხვადასხვა მკვლევარმა აჩვენა, რომ ბადურა ტვინისთვის სტრატეგიულ გამოსახულების წინასწარ დამუშავებას ახორციელებს. სრულად ფუნქციონალური ხელოვნური ელექტრონული თვალის შექმნის პრობლემა კიდევ უფრო რთულია. ბადურასთან, მხედველობის ნერვთან ან მასთან დაკავშირებულ ტვინის უბნებთან ხელოვნური კავშირის სირთულის გადაჭრის მიმართულებით მიღწეული პროგრესი, კომპიუტერული მეცნიერების მიმდინარე მიღწევებთან ერთად, მოსალოდნელია, რომ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესებს ამ ტექნოლოგიის მუშაობას.

გულ-სისხლძარღვთა სისტემასთან დაკავშირებული ხელოვნური ორგანოების იმპლანტაცია ხდება იმ შემთხვევებში, როდესაც გული, მისი სარქვლები ან სისხლის მიმოქცევის სისტემის სხვა ნაწილი დაზიანებულია. ხელოვნური გული, როგორც წესი, გამოიყენება ტრანსპლანტაციამდე დროის შესამცირებლად ან გულის სამუდამოდ ჩასანაცვლებლად — იმ შემთხვევაში, თუ გულის გადანერგვა შეუძლებელია. კარდიოსტიმულატორები გულ-სისხლძარღვთა სისტემის კიდევ ერთი იმპლანტირებადი მოწყობილობაა, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელია როგორც პერიოდული (დეფიბრილატორის რეჟიმი), ისე უწყვეტი სტიმულაციისთვის, ან საჭიროებისამებრ, ბუნებრივი კარდიოსტიმულატორის ფუნქციის სრულად გვერდის ავლით. პარკუჭის დამხმარე მოწყობილობები კიდევ ერთი ალტერნატივაა, რომლებიც მექანიკური სისხლის მიმოქცევის მოწყობილობებად მოქმედებენ და ნაწილობრივ ან მთლიანად ცვლიან უკმარისობის მქონე გულის ფუნქციას, თავად გულის ამოღების გარეშე.

გარდა ამისა, ლაბორატორიაში გაზრდილი გულებისა და 3 ბიოპრინტერით დაბეჭდილი გულების კვლევაც მიმდინარეობს. ამჟამად, მეცნიერებს გულის გაზრდისა და დაბეჭდვის უნარი შეზღუდული აქვთ სისხლძარღვებისა და ლაბორატორიაში შექმნილი ქსოვილების თანმიმდევრული ფუნქციონირების სირთულეების გამო.

2008 წლის [განახლებული] მონაცემებით, ღვიძლის უკმარისობის სამკურნალოდ, ღეროვანი უჯრედების გამოყენებით, ბიოხელოვნურ ღვიძლის მოწყობილობას ავითარებდა. ხელოვნური ღვიძლი შექმნილია დამხმარე მოწყობილობის ფუნქციის შესასრულებლად, რომლის მიზანია: ღვიძლის უკმარისობისას რეგენერაციის ხელშეწყობა, ან პაციენტის ღვიძლის ფუნქციების დროებით უზრუნველყოფა ტრანსპლანტაციამდე. მისი შექმნა შესაძლებელი გახდა იმის გამო, რომ ის რეალურ ღვიძლის უჯრედებს (ჰეპატოციტებს) იყენებს, თუმცა ის მუდმივ ჩანაცვლებას მაინც არ წარმოადგენს.

ფილტვები
თითქმის სრულად ფუნქციონირების მქონე ხელოვნური ფილტვები უახლოეს მომავალში დიდ წარმატებას გვპირდება. ენ-არბორში დაფუძნებული კომპანია 3 ამჟამად ამ ტიპის სამედიცინო მოწყობილობაზე მუშაობს.

ექსტრაკორპორალური მემბრანული ოქსიგენაცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფილტვის ქსოვილისა და გულის მნიშვნელოვანი დატვირთვის შესამსუბუქებლად. -ს დროს პაციენტში თავსდება ერთი ან მეტი კათეტერი და ტუმბო გამოიყენება სისხლის ღრუ მემბრანულ ბოჭკოებზე გადასაადგილებლად, რომლებიც სისხლთან ჟანგბადსა და ნახშირორჟანგს ცვლიან. -ს მსგავსად, ექსტრაკორპორალურ (2) მსგავსი მოწყობა აქვს, მაგრამ ძირითადად პაციენტისთვის სასარგებლოა ნახშირორჟანგის მოცილების და არა ოქსიგენაციის გზით, ფილტვების მოდუნებისა და შეხორცების მიზნით.

საკვერცხეები
ხელოვნური საკვერცხის შემუშავების საფუძველი 1990-იანი წლების დასაწყისში ჩაეყარა.

რეპროდუქციული ასაკის პაციენტები, რომლებსაც კიბო უვითარდებათ, ხშირად იტარებენ ქიმიოთერაპიას ან სხივურ თერაპიას, რაც აზიანებს კვერცხუჯრედებს და იწვევს ადრეულ მენოპაუზას. ბრაუნის უნივერსიტეტში შემუშავდა ხელოვნური ადამიანის საკვერცხე, რომელიც იყენებს თვითაწყობილ მიკროქსოვილებს, რომლებიც შექმნილია ახალი 3- პეტრის თეფშის ტექნოლოგიის გამოყენებით. 2017 წელს -ის მიერ დაფინანსებულ და ჩატარებულ კვლევაში, მეცნიერებმა წარმატებით დაბეჭდეს 3- საკვერცხეები და ჩაანაცვლეს ისინი სტერილურ თაგვებში. მომავალში მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ ამას გაიმეორებენ როგორც დიდ ცხოველებში, ასევე ადამიანებში. ხელოვნური საკვერცხე გამოყენებული იქნება მოუმწიფებელი კვერცხუჯრედების მომწიფების და ფოლიკულოგენეზზე გარემოს ტოქსინების ზემოქმედების შესწავლის სისტემის შესაქმნელად.

პანკრეასი
ხელოვნური პანკრეასი გამოიყენება დიაბეტით დაავადებული და სხვა პაციენტებისთვის, რომლებსაც ეს სჭირდებათ, ჯანსაღი პანკრეასის ენდოკრინული ფუნქციონირების ჩასანაცვლებლად. მისი გამოყენება შესაძლებელია ინსულინის ჩანაცვლებითი თერაპიის გასაუმჯობესებლად მანამ, სანამ გლიკემიური კონტროლი პრაქტიკულად ნორმალური არ გახდება, რაც აშკარაა ჰიპერგლიკემიის გართულებების თავიდან აცილებით და ასევე შეუძლია ინსულინდამოკიდებული პაციენტებისთვის თერაპიის ტვირთის შემსუბუქება. მიდგომები მოიცავს ინსულინის ტუმბოს გამოყენებას დახურული მარყუჟის კონტროლის ქვეშ, ბიო-ხელოვნური პანკრეასის შემუშავებას, რომელიც შედგება კაფსულირებული ბეტა უჯრედების ბიოთავსებადი ფურცლისგან, ან გენური თერაპიის გამოყენებას.

სისხლის წითელი უჯრედები
ხელოვნური სისხლის წითელი უჯრედების (ერითროციტები) პროექტები დაახლოებით 60 წელია მიმდინარეობს, თუმცა მათ მიმართ ინტერესი აივ-ით დაინფიცირებული დონორების სისხლის კრიზისის დაწყების შემდეგ გაჩნდა. ხელოვნური სისხლის წითელი უჯრედები 100%-ით ნანოტექნოლოგიაზე იქნება დამოკიდებული. წარმატებულ ხელოვნურ სისხლის წითელი უჯრედებს უნდა შეეძლოთ ადამიანის სისხლის წითელი უჯრედების სრულად ჩანაცვლება, რაც იმას ნიშნავს, რომ მას შეუძლია შეასრულოს ყველა ის ფუნქცია, რასაც ადამიანის სისხლის წითელი უჯრედები ასრულებენ.

პირველი ხელოვნური ერითროციტები, რომლებიც ჩანგმა და პოზნანსკიმ 1968 წელს შექმნეს, ჟანგბადისა და ნახშირორჟანგის ტრანსპორტირებისთვის იყო შექმნილი, რაც ასევე ანტიოქსიდანტურ ფუნქციებს ასრულებდა.

მეცნიერები მუშაობენ ხელოვნური ერითროციტების ახალი ტიპის შექმნაზე, რომელიც ადამიანის ერითროციტების ზომის ორმოცდამეათედით ნაკლებია. ისინი დამზადებულია გაწმენდილი ადამიანის ჰემოგლობინის ცილებისგან, რომლებიც დაფარულია სინთეზური პოლიმერით. ხელოვნური ერითროციტების სპეციალური მასალების წყალობით, მათ შეუძლიათ ჟანგბადის შთანთქმა, როდესაც სისხლის მაღალია და გამოყოფა, როდესაც სისხლის დაბალია. პოლიმერული საფარი ასევე ხელს უშლის ჰემოგლობინის რეაქციას სისხლში აზოტის ოქსიდთან, რითაც ხელს უშლის სისხლძარღვების საშიშ შევიწროებას. ალან დოქტორმა, მედიცინის დოქტორმა, განაცხადა, რომ ხელოვნური ერითროციტების გამოყენება შეუძლია ნებისმიერ ადამიანს, ნებისმიერი სისხლის ჯგუფის მქონეს, რადგან საფარი იმუნოჩუმად არის.

სათესლე ჯირკვლები
მამაკაცებს, რომლებსაც თანდაყოლილი დეფექტების ან ტრავმის გამო სათესლე ჯირკვლის ანომალიები აღენიშნებოდათ, დაზიანებული სათესლე ჯირკვლის პროთეზით ჩანაცვლება შეძლეს. მიუხედავად იმისა, რომ პროთეზი ბიოლოგიურ რეპროდუქციულ ფუნქციას არ აღადგენს, დადასტურებულია, რომ მოწყობილობა ამ პაციენტების ფსიქიკურ ჯანმრთელობას აუმჯობესებს.

იმპლანტირებადი მანქანა, რომელიც თიმუსის ფუნქციას შეასრულებს, არ არსებობს. თუმცა, მკვლევარებმა შეძლეს თიმუსის გაზრდა რეპროგრამირებული ფიბრობლასტებისგან. მათ იმედი გამოთქვეს, რომ ეს მიდგომა ერთ დღეს ახალშობილთა თიმუსის ტრანსპლანტაციას ჩაანაცვლებს ან შეავსებს.

2017 წლის მონაცემებით, -ს მკვლევარებმა შეიმუშავეს ხელოვნური თიმუსი, რომელიც, მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ არ არის იმპლანტირებადი, შეუძლია შეასრულოს ნამდვილი თიმუსის ყველა ფუნქცია.

ხელოვნური თიმუსი მნიშვნელოვან როლს შეასრულებდა იმუნურ სისტემაში და ის სისხლის ღეროვან უჯრედებს გამოიყენებდა მეტი უჯრედების წარმოსაქმნელად, რაც თავის მხრივ, ორგანიზმს ინფექციებთან ბრძოლაში დაეხმარებოდა. საბოლოო ჯამში, ეს ორგანიზმს კიბოს უჯრედებთან ბრძოლის უკეთეს უნარს მისცემდა. ასაკის მატებასთან ერთად, თუ ადამიანების თიმუსი კარგად ფუნქციონირებას შეწყვეტს, ხელოვნური თიმუსიც შესაძლოა პოტენციურად სიცოცხლისუნარიანი ვარიანტი იყოს.

ინფექციებთან საბრძოლველად უჯრედების გამოყენების იდეა დიდი ხანია არსებობს, მაგრამ ბოლო დრომდე შემოთავაზებული იყო უჯრედების წყაროს, ხელოვნური თიმუსის, გამოყენების იდეა. „ჩვენ ვიცით, რომ კიბოს წინააღმდეგ მებრძოლი უჯრედების თანმიმდევრული და უსაფრთხო მარაგის შექმნის გასაღები იქნებოდა პროცესის ისე კონტროლი, რომ გადანერგილ უჯრედებში ყველა უჯრედების რეცეპტორი გამორთულიყო, გარდა კიბოს წინააღმდეგ მებრძოლი რეცეპტორებისა“, - თქვა -ს დოქტორმა გეი კრუკსმა. მეცნიერმა ასევე აღმოაჩინა, რომ ხელოვნური თიმუსის მიერ წარმოებული უჯრედები ატარებდნენ უჯრედების რეცეპტორების მრავალფეროვან სპექტრს და მუშაობდნენ ნორმალური თიმუსის მიერ წარმოებული უჯრედების მსგავსად. რადგან მათ შეუძლიათ ადამიანის თიმუსის მსგავსად მუშაობა, ხელოვნურ თიმუსს შეუძლია ორგანიზმს მიაწოდოს უჯრედების თანმიმდევრული რაოდენობა იმ პაციენტებისთვის, რომლებსაც მკურნალობა სჭირდებათ.

ტრაქეა
ხელოვნური ტრაქეების სფერო დიდი ინტერესისა და აღფრთოვანების პერიოდით სარგებლობდა პაოლო მაკიარინის მუშაობა კაროლინსკას ინსტიტუტსა და სხვაგან 2008 წლიდან დაახლოებით 2014 წლამდე, რაც გაზეთებსა და ტელევიზიაში პირველ გვერდებზე გაშუქებას იწვევდა. 2014 წელს მისი მუშაობის შესახებ გარკვეული ეჭვები გამოითქვა და 2016 წლისთვის ის სამსახურიდან გაათავისუფლეს და კაროლინსკას მაღალი დონის მენეჯმენტი, მათ შორის ნობელის პრემიის მინიჭებასთან დაკავშირებული პირები.

2017 წლისთვის, ტრაქეის ბიოინჟინერიული კონსტრუქტების შექმნის პროცესი — რომელიც გულისხმობს უჯრედებით დაფარული ღრუ მილის ფორმირებას — გაცილებით უფრო კომპლექსური გამოდგა, ვიდრე ეს თავდაპირველად იყო მოსალოდნელი. არსებით სირთულეებს შორისაა ის ფაქტი, რომ პოტენციური კლინიკური კანდიდატები, როგორც წესი, რთული სამედიცინო პროფილით გამოირჩევიან და მრავალჯერადი ქირურგიული ჩარევის ისტორია გააჩნიათ. გარდა ამისა, საჭიროა ისეთი იმპლანტის დიზაინი, რომელსაც ექნება უნარი სრულად განვითარდეს და ინტეგრირდეს რეციპიენტის ორგანიზმში, თანაც გაუძლოს სასუნთქი გზებისათვის დამახასიათებელ მუდმივ მექანიკურ დატვირთვებს, აგრეთვე ტრაქეის სტრუქტურის ბრუნვით და გრძივი მოძრაობებს.

გაუმჯობესება
ასევე შესაძლებელია ხელოვნური ორგანოს აწყობა და ინსტალაცია, რათა მის მფლობელს მიენიჭოს ისეთი შესაძლებლობები, რომლებიც ბუნებრივად არ არსებობს. კვლევები მიმდინარეობს მხედველობის, მეხსიერებისა და ინფორმაციის დამუშავების სფეროებში. ზოგიერთი მიმდინარე კვლევა ფოკუსირებულია ავარიების მსხვერპლთა ხანმოკლე მეხსიერების აღდგენაზე და დემენციის მქონე პაციენტებში გრძელვადიანი მეხსიერების აღდგენაზე.

წარმატების ერთ-ერთი სფერო მაშინ იქნა მიღწეული, როდესაც კევინ უორვიკმა ჩაატარა ექსპერიმენტების სერია, რომლითაც ინტერნეტით გააფართოვა თავისი ნერვული სისტემა რობოტული ხელის სამართავად და პირველი პირდაპირი ელექტრონული კომუნიკაცია ორი ადამიანის ნერვულ სისტემას შორის.

ეს შეიძლება ასევე მოიცავდეს კანქვეშა ჩიპების იმპლანტაციის არსებულ პრაქტიკას იდენტიფიკაციისა და ადგილმდებარეობის დასადგენად (მაგ., ტეგები).

მიკროჩიპები
ორგანოს ჩიპები არის მოწყობილობები, რომლებიც შეიცავს ღრუ მიკროსისხლძარღვებს, რომლებიც სავსეა უჯრედებით, რომლებიც ახდენენ ქსოვილის და/ან ორგანოების იმიტაციას, როგორც მიკროფლუიდური სისტემა, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს ძირითადი ქიმიური და ელექტრული სიგნალის ინფორმაცია. ეს განსხვავდება ტერმინის „მიკროჩიპის“ ალტერნატიული გამოყენებისგან, რომელიც ეხება მცირე, ელექტრონულ ჩიპებს, რომლებიც ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც იდენტიფიკატორი და ასევე შეიძლება შეიცავდეს ტრანსპონდერს.

ამ ინფორმაციას შეუძლია შექმნას სხვადასხვა გამოყენება, როგორიცაა „ადამიანის ინ ვიტრო მოდელების“ შექმნა როგორც ჯანმრთელი, ასევე დაავადებული ორგანოებისთვის, წამლების განვითარება ტოქსიკურობის სკრინინგში, ასევე ცხოველებზე ტესტირების ჩანაცვლება.

3 უჯრედული კულტურის ტექნიკის გამოყენება მეცნიერებს საშუალებას აძლევს, ხელახლა შექმნან კომპლექსური უჯრედგარე მატრიცა, , რომელიც გვხვდება პირობებში, რათა მიბაძონ ადამიანის რეაქციას წამლებსა და ადამიანის დაავადებებზე. ჩიპებზე განთავსებული ორგანოები გამოიყენება ახალი წამლების შემუშავებაში წარუმატებლობის მაჩვენებლის შესამცირებლად; ამ მიკროინჟინერიის საშუალებით მიკროგარემოს მოდელირება ორგანოს სახით ხდება.