Ce materiale sunt folosite în tehnologie? Organe artificiale: trecut, prezent și viitor

Ce materiale sunt folosite în tehnologie?

Răspunsul la această întrebare pare să fie cunoscut de toată lumea: metal, lemn, materiale plastice... Da, într-adevăr, aceste materiale sunt utilizate pe scară largă în tehnologie. Cu toate acestea, ei departe de a epuiza întregul set bogat de ele folosite în aceste scopuri.
Natura a oferit omului o varietate de materiale pentru munca sa. Fier, lemn, piatră, argilă, polimeri naturali precum inul, bumbacul, lâna, pielea... Sunt încă utilizate pe scară largă și astăzi. Dar multe dintre ele sunt într-o capacitate complet diferită. Cele mai recente aliaje pe bază de fier, de exemplu, pot rezista la temperaturi și presiuni fără precedent, sunt foarte rezistente la acizi și alcalii (medii agresive) și sunt foarte durabile. Nu e de mirare că rămân baza ingineriei mecanice. Dar pentru hardware acest lucru este departe de limită. Oamenii de știință caută deja modalități de a o face și mai puternică, de zeci și sute de ori.
Tehnologia din zilele noastre nu poate face fără alte metale și aliaje. Astfel, fără aliaje pe bază de aluminiu și titan, avioanele nu ar putea zbura pe cer, iar rachetele nu ar putea să se ridice în spațiu. Și elemente de pământuri rare! Fără ele, nu puteți suda oțel de înaltă calitate, nu puteți crea un dispozitiv semiconductor, un tub de electroni etc.
Fuziunea materialelor pe care natura ni le-a oferit este doar una dintre modalitățile de a le folosi. Există o altă cale - o conexiune mecanică. Să ne amintim de binecunoscutul beton armat. Combină substanțe complet diferite - beton și oțel. Și totuși, această „uniune” s-a dovedit a fi atât de puternică încât cele mai longevive structuri sunt create din beton armat - poduri, baraje, clădiri. Chiar și danele plutitoare, corpurile navelor și cadrele mașinilor-unelte sunt acum făcute din el.
Dar un alt material similar este ceramica metalică. Aici, combinația dintre proprietățile metalului și a ceramicii foarte dure și rezistente la căldură a dat rezultate cu adevărat uimitoare. Este suficient să spunem că unele tipuri de ceramică metalică pot rezista la temperaturi de câteva mii de grade, când orice oțel se transformă în lichid.
Și, desigur, toată lumea este familiarizată cu anvelopele auto care combină cauciucul cu nailon. Sunt foarte durabile și pot rezista la sute de mii de kilometri de drumuri.
Și o altă modalitate de a îmbunătăți materialele tradiționale este prelucrarea lor folosind diferite metode fizice și chimice. Am spus deja: oamenii de știință caută modalități de a face fierul mai puternic. Faptul este că au descoperit caracteristici în structura rețelei sale cristaline care afectează rezistența metalului. Dacă aceste „tulburări” (dislocații, așa cum erau numite) sunt corectate – pentru a face structura cristalină mai regulată – puterea fierului va crește de sute de ori. În laborator au fost deja cultivate cristale („muștați”) de fier, în care aproape nu există luxații. Acesta este doar începutul unei călătorii lungi și foarte dificile de îmbunătățire a multor materiale.
Dar dacă o substanță este purificată de toate impuritățile străine - făcută super-pură - ea capătă noi proprietăți. Germaniul ultrapur și siliciul, de exemplu, devin semiconductori. Mai mult, în funcție de cantitatea de impurități (și în aceste cazuri sunt măsurate literalmente în câțiva atomi), proprietățile lor se schimbă dramatic. Astfel, prin introducerea atomilor necesari într-un cristal semiconductor, a fost posibilă transformarea acestuia într-un dispozitiv electronic complex cu propriile diode, triode și rezistențe. Și toate acestea într-un mic cristal!
Presiunile și temperaturile ultra-înalte și ultra-scăzute modifică, de asemenea, în mod dramatic proprietățile materialelor. Cu o astfel de prelucrare, sticla obișnuită se transformă în ceramică vitroasă - un material care poate concura cu oțelul ca rezistență și nu se teme de impacturi sau încărcături grele. Iar din nisip, după o prelucrare adecvată, se obține silicacit - un material de construcție care nu este inferioară calității betonului.
Există multe modalități de reciclare și utilizare a materialelor vechi, tradiționale. Dar totuși, la nivelul actual de dezvoltare tehnologică, acest lucru nu a fost suficient. Pentru scopuri speciale, au fost necesare materiale complet noi, cu proprietăți fără precedent în natură și au fost create artificial, au fost date de chimie.
Am vorbit deja (vezi articolul „Tehnologia merge înainte”) despre rolul său în crearea materialelor sintetice. În zilele noastre au apărut multe noi, cu proprietăți prestabilite: durabile, elastice, rezistente la acizi, capabile să reziste la temperaturi ridicate și scăzute, fără frică de umiditate și foc, ușor de prelucrat, ieftine...
În timpul ultimului război au spus: „Nailonul a creat bombardierele grele”. Într-adevăr, dacă nu ar fi fost inventate anvelopele cu bază sintetică (snur), al cărei fir este uneori mai fiabil decât sârma de oțel, avioanele uriașe nu ar fi putut să decoleze și să aterizeze pe căile de beton ale aerodromurilor și nici nu ar fi putut camioane mari se repezi de-a lungul asfaltului.
Și acesta este doar un exemplu de ceea ce asigură materialele sintetice pentru dezvoltarea tehnologiei.
Există nenumărate astfel de exemple - țesături tehnice sintetice, piese de mașini, semiconductori, curele de transmisie, frânghii, plase, filtre... este prea mult de enumerat. Dar sinteticele sunt abia la început, în esență au doar vreo trei decenii.

Ne-am concentrat pe trei elemente. Prima este concentrația de ioni negativi. Medicina știe că ionii negativi sunt buni pentru corpul nostru. Ele curăță atmosfera de praf, cresc nivelul de oxigen din sângele nostru și ucid virușii și bacteriile. Se pare că cineva construise o unitate de vindecare subterană.
Următorul element pe care îl măsurăm este prezența radiației cosmice. Pe suprafața Pământului suntem expuși la o mulțime de radiații din Univers. O parte din radiații au efecte negative asupra corpului nostru. Nu am găsit radiații cosmice dăunătoare în tunelurile de sub piramidele bosniace.

E.V. Dubrovsky

V.A. Mezentsev

Postarea de fotografii și citarea articolelor de pe site-ul nostru pe alte resurse este permisă cu condiția să fie furnizat un link către sursă și fotografii. Evseeva Ekaterina Andreevna Capitolul 1. Istoria creării organelor artificiale și a dezvoltării moderne

Capitolul 2. Organe artificiale moderne, materiale pentru realizarea lor

Capitolul 3. Atitudinea publicului față de organele artificiale

Capitolul 4. Semnificația practică a organelor artificiale și tendințele de dezvoltare stiinta ruseasca Capitolul 1. Istoria creării organelor artificiale și a dezvoltării moderne

Descărcați:

Subtitrări din diapozitive:

Municipal instituție de învățământ-Școala secundară nr. 3 din Atkarsk
Autor: Evseeva Ekaterina, elevă în clasa a XI-a
şcoala secundară nr. 3 din Atkarsk
Conducător științific: Natalya Vladimirovna Kuznetsova, profesor de biologie și chimie, școala secundară nr. 3, Atkarsk
Atkarsk 2012
sau
Trata
înlocui un organ? Aflați când au apărut primele încercări de a recrea organe umane. Vorbiți despre organele artificiale moderne. Arătați „pro” și „contra” organelor artificiale. Dezvăluie principiul utilizării practice a organelor artificiale. Efectuați anchete sociologice și identificați atitudini oameni moderni la introducerea organelor artificiale în organism. Pentru a identifica tendințele de dezvoltare a științei biologice în direcția creării de organe artificiale în Rusia.
Dezvoltarea de dispozitive capabile să preia funcțiile organelor corpul uman- una dintre tendințele de vârf medicina modernă.
Istoria dezvoltării organelor artificiale datează de zeci de ani. Oamenii s-au străduit să creeze „piese de schimb” - înlocuitori pentru organele naturale încă din cele mai vechi timpuri.
Primele dezvoltări științifice în acest domeniu datează din 1925, când S. Bryukhonenko și S. Cechulin (oameni de știință sovietici) au efectuat un experiment cu un dispozitiv staționar capabil să înlocuiască inima.
Figura 2. Bryukhonenko Sergey Sergeevich
Anul 1925 este considerat a fi începutul numărătorii inverse în istoria dezvoltării organelor artificiale.
În 1936, omul de știință S. Bryukhonenko a dezvoltat independent un oxigenator - un dispozitiv care a înlocuit funcția pulmonară.
La începutul anului 1937, V. Demikhov a realizat manual primul eșantion de inimă implantabilă și a testat-o ​​pe un câine.
În 1943, omul de știință olandez W. Kolf a dezvoltat primul aparat de hemodializă, adică primul rinichi artificial.
În 1953, J. Gibbon, un om de știință din Statele Unite, a folosit cu succes inima și plămânii artificiali staționari pentru prima dată în timpul unei intervenții chirurgicale asupra inimii umane.
În 1969, D. Liotta și D. Cooley au testat pentru prima dată o inimă artificială implantabilă în corpul uman.
În 2007, a fost stabilit un record pentru speranța de viață a unui pacient cu plămâni complet artificiali (dar staționari): 117 zile.
În 2008, pentru prima dată în istorie, medicii au susținut activitatea vitală a pacientului, restabilind simultan artificial funcția inimii și plămânilor timp de 16 zile, în așteptarea unei inimi donatoare.
Industria biologică modernă a atins apogeul. Apar tot mai multe dispozitive și dispozitive noi, a căror dezvoltare nu durează decenii, ci luni. Dacă mai devreme crearea cyborgilor a fost doar un basm, atunci invențiile moderne fac posibil să ne îndoim de acest lucru.
Un profesor de la Universitatea din Carolina de Sud, după cercetări îndelungate, a creat un cip care poate înlocui hipocampul - partea a creierului responsabilă de memoria pe termen scurt, precum și de orientarea spațială.
După cercetări îndelungate, oamenii de știință germani de la Institutul de Biochimie Max Planck au reușit să combine celulele creierului vii cu un cip semiconductor.
Și compania californiană Neuropace a dezvoltat un dispozitiv de stimulare electrică pentru epileptici, numit „neurostimulator al răspunsurilor”
Un grup de specialiști din consorțiul Bionic Vision Australia și-au prezentat ochiul bionic la Universitatea din Melbourne
Dar abordarea britanicilor, care au dezvoltat tehnologia BrainPort, este fundamental diferită de toate cele descrise mai sus în ceea ce privește metoda de transmitere a informațiilor.
Primul grup este format din persoane cu vârsta cuprinsă între 16 și 25 de ani. Al doilea grup este de la 26 la 45 de ani. Numărul de participanți în fiecare grup este de 30 de persoane. Sondajul a constat din următoarele întrebări: Ce părere aveți despre organele artificiale? Crezi că organele artificiale pot prelungi viața umană? Cum ați răspunde la întrebarea: „Tratați sau înlocuiți un organ”?
Dezvoltarea și crearea de organe artificiale în principalele țări occidentale este una dintre principalele programe guvernamentale.
În toți acești ani, lucrările privind crearea și utilizarea clinică a organelor artificiale în țările lider și, în special, în Rusia, nu numai că nu s-au oprit, ci au primit finanțare prioritară. Astăzi, această direcție reunește cele mai recente dezvoltări și tehnologii medicale, biologice și tehnice mondiale, inclusiv implicarea celor mai recente realizări ale complexului militar-industrial în crearea acestora. Stimulentul este profiturile incredibile de pe piață și cererea nelimitată de dezvoltare în piata medicala. Principalele domenii medicale pentru care se realizează dezvoltări sunt cardio - boli vasculare, diabet zaharat, oncologie, traumatologie.
înlocui un organ?
sau
Trata
Cred că în viitor omenirea fie va îmbunătăți organele existente, fie va găsi o modalitate alternativă de a rezolva această problemă. Și cine știe, poate până la sfârșitul secolului 21 oamenii vor avea posibilități nelimitate, iar cyborgii vor deveni nu un basm, ci o realitate reală. Obiectivele pe care mi le-am propus la începutul proiectului au fost atinse. Nou deschis cunoștințe științifice. S-au obţinut rezultate practice, utile. Acest proiect poate fi folosit la desfășurarea de lecții, seminarii, ca ajutor didactic.
Concluzie:
Lista literaturii folosite: Bryukhonenko S.S., Chechulin S.I. (1926), Experimente privind izolarea capului unui câine (cu o demonstrație a dispozitivului) // Proceedings of the II All-Union Congress of Physiologists. - L.: Glavnauka Demikhov V.P. (1960), Transplantul experimental de organe vitale. - M.: MedgizGrishmanov V.Yu., Lebedinsky K.M. (2000). Nutriția artificială: concepte și posibilități // World of Medicine (3-4). Shutov E.V. (2010). Dializa peritoneală - M.http://ru.wikipedia.org/wikihttp://medi.ru/doc/http://itc.ua/articles/iskusstvennye_organy_na_puti_k_kiborgamhttp://novostinauki.ru/news/19118/

Previzualizare:

Introducere

Capitolul 1. Istoria creării organelor artificiale și dezvoltarea științei biologice moderne în această direcție

Capitolul 2. Organe artificiale moderne, materiale pentru realizarea lor

Capitolul 3. Atitudinea publicului față de organele artificiale

Capitolul 4. Semnificația practică a organelor artificiale și tendința de dezvoltare a științei ruse în această direcție

Concluzie

Aplicații

Introducere

În secolul al XX-lea, industria științifică a dobândit noi priorități. Lumea modernă necesită rezolvarea multor probleme: tratarea bolilor mortale, regenerarea celulelor corpului uman, descifrarea codului genetic. Cu toate acestea, există o altă problemă - capacitatea de a „uza” organele umane. Organele artificiale sunt o modalitate alternativă de a rezolva această problemă. Acum întrebarea este: „Tratați sau înlocuiți organul?” - se află direct în știința biologică. Proiectul meu are ca scop studierea acestei probleme și în acest sens mi-am propus următoarele sarcini:

1. Aflați când au apărut primele încercări de a recrea organe umane
2. Vorbiți despre organele artificiale moderne
3. Explicați principiul selectării materialelor pentru crearea lor
4. Arătați avantajele și dezavantajele organelor artificiale
5. Dezvăluie principiul utilizării practice a organelor artificiale
6. Efectuați anchete sociologice și identificați atitudinea oamenilor moderni față de introducerea organelor artificiale în organism
7. Pentru a identifica tendințele de dezvoltare a științei biologice în direcția creării de organe artificiale în Rusia.

Dezvoltarea dispozitivelor capabile să preia funcțiile organelor corpului uman este una dintre domeniile de vârf ale medicinei moderne. Corpul are multe funcții: motorii, senzoriale, intelectuale și altele.

Dar loc special printre functii corpul uman ocupă funcţia de suport propriu al vieţii. Dacă nu este îndeplinită, atunci nu are rost să vorbim despre implementarea altor funcții. Organele critice pentru viață sunt plămânii, inima, rinichii, vasculare și sistemul digestiv, ficat, precum și alte componente. Deja astăzi există echipamente capabile să reînnoiască funcțiile majorității organelor de susținere a vieții de bază pentru o lungă perioadă de timp. De exemplu, durata maximă de viață a unei persoane cu inimă artificială este de 9 ani, durata maximă de viață folosind rinichi artificiali este de 40 de ani, durata maximă de viață a unui pacient alimentat cu un IV (bypassing) tractului gastrointestinal) – peste 30 de ani. Rezultatele cu privire la alte organe sunt încă mai modeste, dar există progrese și la acestea

Am devenit interesat de acest subiect din mai multe motive. În primul rând, una dintre rudele mele care a avut un accident de mașină are un singur rinichi care funcționează complet. El a fost informat că s-ar putea să i se implanteze un rinichi artificial în viitor. Cu toate acestea, acest lucru va necesita câțiva ani de cercetare. M-a interesat principiul înlocuirii organelor reale cu altele artificiale. În al doilea rând, anul acesta voi intra la „Departamentul de Transplantologie și Organe Artificiale” de la Universitatea de Medicină de Stat din Moscova și voi conecta viața mea cu acest tip de activitate. În al treilea rând, acest subiect este destul de relevant în zilele noastre. La urma urmei, crearea de organe artificiale face posibilă prelungirea și conservarea vieții umane.

1. Istoria creării organelor artificiale și dezvoltarea științei biologice moderne în această direcție.

Istoria dezvoltării organelor artificiale datează de zeci de ani. Oamenii s-au străduit să creeze „piese de schimb” - înlocuitori pentru organele naturale încă din cele mai vechi timpuri. Chiar și în urmă cu 2000 de ani, istoricul grec Herodot a povestit despre un războinic care i-a tăiat piciorul înlănțuit pentru a scăpa din captivitate și, timp de mulți ani, a mers apoi cu un picior de lemn. Și în timpul săpăturilor din apropierea orașului italian Capua, arheologii au găsit un picior de bronz al unui legionar roman, înlocuindu-l pe cel pe care îl pierduse într-una dintre bătăliile de acum peste 1.500 de ani. În Evul Mediu, membrele artificiale - protezele - au început să fie mobile.

Primele dezvoltări științifice în acest domeniu datează din 1925, când S. Bryukhonenko și S. Cechulin (oameni de știință sovietici) au efectuat un experiment cu un dispozitiv staționar capabil să înlocuiască inima (Anexa 1). Concluzia acestui experiment a fost următoarea: capul câinelui, separat de corp, dar conectat la plămânii donatorului și un nou aparat, este capabil să rămână viabil timp de câteva ore, rămânând conștient și chiar mâncând alimente. Anul 1925 este considerat a fi începutul numărătorii inverse în istoria dezvoltării organelor artificiale.

În 1936, omul de știință S. Bryukhonenko a dezvoltat independent un oxigenator - un dispozitiv care a înlocuit funcția pulmonară. Din acest moment, este teoretic posibil să se mențină ciclul complet de susținere a vieții al capetelor de animale separate timp de până la câteva zile. Cu toate acestea, în practică, acest lucru nu poate fi realizat. Sunt dezvăluite multe deficiențe ale echipamentelor: distrugerea globulelor roșii, umplerea sângelui cu bule, cheaguri de sânge, risc crescut de infecție. Din acest motiv, prima utilizare a dispozitivelor similare pe oameni este amânată cu încă 17 ani.

La începutul anului 1937, V. Demikhov a realizat manual primul eșantion de inimă implantabilă și a testat-o ​​pe un câine. Dar scăzut specificatii tehnice Noul dispozitiv permite utilizarea continuă doar o oră și jumătate, după care câinele moare.

În 1943, omul de știință olandez W. Kolff a dezvoltat primul aparat de hemodializă, adică primul rinichi artificial. Un an mai târziu, el folosește deja dispozitivul în practica medicală, susținând viața unui pacient cu insuficiență renală extremă timp de 11 ore.

În 1953, J. Gibbon, un om de știință din Statele Unite, a folosit cu succes inima și plămânii artificiali staționari pentru prima dată în timpul unei intervenții chirurgicale asupra inimii umane. De atunci, aparatele staționare inimă-plămâni au devenit o parte integrantă a chirurgiei cardiace.

În 1963, R. White a menținut viabilitatea unui creier individual de maimuță timp de aproximativ 3 zile.

În 1969, D. Liotta și D. Cooley au testat pentru prima dată o inimă artificială implantabilă în corpul uman. Inima ține pacientul în viață timp de 64 de ore în așteptarea unui transplant uman. Dar la scurt timp după transplant, pacientul moare.

În următoarele decenii, nu sunt dezvoltate dispozitive noi. Erorile invențiilor anterioare sunt eliminate.

În 2007, a fost stabilit un record pentru speranța de viață a unui pacient cu plămâni complet artificiali (dar staționari): 117 zile.

În 2008, pentru prima dată în istorie, medicii au susținut activitatea vitală a pacientului, restabilind simultan artificial funcția inimii și plămânilor timp de 16 zile, în așteptarea unei inimi donatoare. În același an, oamenii de știință de la Universitatea din California au anunțat lansarea primului rinichi artificial portabil din lume. Pe lângă aceste rezultate, în 2008 există evenimente semnificativeîn domeniul dezvoltării altor organe artificiale și părți ale corpului. Astfel, Touch Bionics a creat o mână protetică revoluționară, extrem de realistă.

În 2010, primul rinichi bionic implantabil a fost dezvoltat la Universitatea din California, dar nu a fost încă adus în producție în masă (Anexa 2).

2. Organe artificiale moderne, materiale pentru crearea lor.

Industria biologică modernă a atins apogeul. Apar tot mai multe dispozitive și dispozitive noi, a căror dezvoltare nu durează decenii, ci luni. Dacă mai devreme crearea cyborgilor a fost doar un basm, atunci invențiile moderne fac posibil să ne îndoim de acest lucru.

Prima zonă de dezvoltare a organelor artificiale se referă la zona creierului uman, ale cărui capacități nu sunt pe deplin înțelese. Cu toate acestea, anumite manipulări ale creierului sunt efectuate, în principal în scopul vindecării bolilor. Un profesor de la Universitatea din Carolina de Sud, după cercetări îndelungate, a creat un cip care poate înlocui hipocampul - partea a creierului responsabilă de memoria pe termen scurt, precum și de orientarea spațială. Deoarece hipocampul este deseori deteriorat în bolile neurodegenerative, acest cip, aflat în prezent în teste de laborator, poate deveni un lucru indispensabil în viața multor pacienți.

După cercetări îndelungate, oamenii de știință germani de la Institutul de Biochimie Max Planck au reușit să combine celulele creierului vii cu un cip semiconductor. Importanța descoperirii constă în faptul că această tehnologie face posibilă creșterea unor benzi foarte subțiri de țesut pe un cip, drept urmare va face posibilă observarea în detaliu a interacțiunii tuturor celulelor nervoase între ele. prin identificarea semnalelor transmise de celule prin sinapse.

Și compania californiană Neuropace a dezvoltat un dispozitiv de stimulare electrică pentru epileptici, numit „neurostimulator al răspunsurilor” (Anexa 3). Principiul de funcționare este că dispozitivul restrânge fluxul de impulsuri necontrolate în timpul crizelor folosind descărcări electrice dintr-o sursă externă. Studiile Neuropace au fost efectuate pe sute de pacienți, cu rezultate satisfăcătoare observate la aproape jumătate.

O altă zonă de implementare a organelor artificiale este aparatul ocular. Există multe opțiuni pentru a crea ochi artificiali.

Un grup de specialiști din consorțiul Bionic Vision Australia și-au prezentat ochiul bionic la Universitatea din Melbourne (Anexa 4). Testele de laborator sunt deja în curs de desfășurare și se așteaptă o implementare mai răspândită până în 2013.

Oamenii de știință de la Universitatea din California au reușit să creeze o proteză care poate îndeplini funcțiile retinei. În această etapă a testării, o persoană este capabilă să vadă doar o imagine neclară, dar perspectivele de viitor sunt destul de pozitive. Această proteză este astfel concepută: de rama ochelarilor este atașată o cameră, prin care imaginea este transmisă direct neuronilor supraviețuitori din retină. Pentru a converti semnalul video de intrare în impulsuri pe care celulele nervoase le pot percepe, a trebuit dezvoltat un convertor hardware-software special.

Este de remarcat faptul că calitatea vederii oferită de tehnologia utilizată în toate dispozitivele menționate mai sus depinde direct de numărul de electrozi fotosensibili din implant. Dacă în stadiul actual sunt doar 60 dintre ei, atunci în viitorul apropiat intenționează să crească acest număr la 1000, ceea ce va îmbunătăți radical percepția - nu doar transmiterea punctelor de lumină, ci informează mult mai pe deplin o persoană despre ceea ce se întâmplă. în jurul.

Dar abordarea britanicilor, care au dezvoltat tehnologia BrainPort, este fundamental diferită de toate cele descrise mai sus în ceea ce privește metoda de transmitere a informațiilor. Ideea este că o persoană ar trebui să înceapă să vadă folosind limbajul (Anexa 5).

Partea externă a dispozitivului, ca de obicei, include o mică cameră video montată în rama ochelarilor și un convertor care convertește semnalul. Cu toate acestea, în loc de electrozi implantați în retină și transmiterea datelor către nervii optici, BrainPort este echipat cu un tub mic cu un transmițător dreptunghiular care trebuie plasat pe limbă. Ii sunt transmise impulsuri electrice și, în funcție de intensitatea lor, o persoană poate recunoaște prezența obstacolelor pe drum.

Următorul domeniu în care organele artificiale sunt folosite destul de des este aparatul auditiv uman. Din fericire, spre deosebire de vedere, restaurarea parțială și chiar completă a auzului este mai ușor de implementat, motiv pentru care aparatele auditive sau, științific vorbind, implanturile cohleare există de ceva timp. Principiul funcționării lor este simplu: folosind un microfon situat în spatele urechii, semnalul audio este transmis către a doua parte a dispozitivului, care stimulează nervul auditiv - în esență, aparatul auditiv crește volumul sunetului perceput.

De exemplu, a dezvoltat profesorul Miriam Farst-Yust de la Școala de Inginerie Electrică de la Universitatea Tel Aviv aspect nou aplicat software"Clearcall." Acest program este conceput special pentru implanturi cohleare și aparate auditive și vă permite să auziți sunetele mai clar în locuri zgomotoase, să recunoașteți vorbirea și să filtrați zgomotul de fundal. Pentru ca o persoană să perceapă sunetele în mod normal, Clearcall lucrează cu propria sa bază de date de sunete, rezultând cea mai precisă filtrare a zgomotului străin și amplificarea semnalelor „utile”.

În ceea ce privește materialele pentru crearea organelor artificiale, polimerii sunt utilizați în principal. De exemplu, polietilena de joasă densitate și policaprolactama sunt folosite pentru a crea produse care vin în contact cu țesutul corpului. Policarbonatul este folosit pentru a crea carcasa și părți ale ventriculilor și stimulatoarelor cardiace. Floroplast-4 este utilizat pentru protezarea vaselor de sânge și a valvelor cardiace. Metacrilatul de polimetil este folosit pentru a crea piese pentru dispozitivele „rinichi artificiali” și „inima-plămân”. Și pentru a crea îmbinări fără sudură, se folosește lipici cianoacrilat. În ceea ce privește avantajele și dezavantajele organelor artificiale moderne, putem spune următoarele:

Pro:

1. Posibilitatea de conservare a vieții umane în cazurile de așteptare a unui organ donator
2. Un număr mare de dezvoltări și îmbunătățiri ale organelor artificiale existente
3. Posibilitatea de conservare a vieții umane în cazul pierderii unui organ real (implanturi, proteze)
4. Posibilitatea înlocuirii unui organ nefuncțional de la naștere (orbire)

Contra:

1. Risc mare la introducerea unui nou organ
2. Costul scump al organelor artificiale
3. Lipsa unui nivel suficient de dezvoltare a științei biologice moderne în această direcție

Astfel, pentru a rezuma cele de mai sus, putem spune că știința biologică modernă se dezvoltă activ în această direcție.

3. Atitudinea publicului față de organele artificiale

După cum știți, atitudinile față de știință nu au fost niciodată clare. În istoria dezvoltării umane nu a existat niciodată un singur punct de vedere atât asupra originii omului, cât și asupra beneficiilor inovării științifice. Am realizat un sondaj în rândul a 2 grupuri sociologice. Primul grup este format din persoane cu vârsta cuprinsă între 16 și 25 de ani. Al doilea grup este de la 26 la 45 de ani. Numărul de participanți în fiecare grup este de 30 de persoane. Sondajul a constat din următoarele întrebări:

1. Ce părere aveți despre organele artificiale?
2. Crezi că organele artificiale pot prelungi viața umană?
3. Cum ați răspunde la întrebarea: „Tratați sau înlocuiți un organ”?

Am prezentat rezultatele sondajului sub formă de diagrame (Anexa 6)

Astfel, pe baza acestor diagrame, vedem că oamenii din generația mai în vârstă sunt cei mai disprețuitori față de organele artificiale. Generația tânără, dimpotrivă, crede că organele artificiale sunt viitorul umanității. Atitudinea față de dezvoltarea științei biologice în această direcție este ambiguă. Cu toate acestea, după ce am făcut multe cercetări cu privire la această problemă, cred că organele artificiale vor ajuta în cele din urmă la prelungirea vieții umane și vor ajuta să facă față defectelor și bolilor congenitale.

4. Semnificația practică a organelor artificiale și tendința de dezvoltare a științei ruse în această direcție

Dezvoltarea și crearea de organe artificiale în principalele țări occidentale este unul dintre principalele programe guvernamentale. În SUA, acest program se află în permanență sub patronajul președinților țării. Investițiile totale în aceste țări doar de capital privat în diverse domenii ale programului se ridică la miliarde de dolari anual. În același timp, acestea oferă investitorilor rentabilitate imediată, stabilă și garantează perspective politice și economice de încredere.

Majoritatea organelor artificiale sunt acum un lux. Excepția de la aceasta sunt protezele și protezele auditive. Prin urmare, majoritatea experimentelor și dezvoltărilor de organe artificiale au loc în prezent în străinătate, în țările europene și în SUA. Dar, cu toate acestea, Rusia modernăîncercând să țină pasul cu vremurile. În țara noastră, dezvoltările biologice în acest domeniu al științei sunt din ce în ce mai finanțate, se deschid tot mai multe departamente care au ca scop formarea unor oameni de știință de înaltă calificare în acest domeniu. În Rusia, această direcție a primit sprijinul statului în 1974, după încheierea Acordului interguvernamental de cooperare între URSS și SUA în domeniul creării unei inimi artificiale.

În cadrul Comitetului de Stat al URSS pentru Știință și Tehnologie a fost creată o Comisie interdepartamentală, care a dezvoltat un program cuprinzător de cercetare și dezvoltare pentru doi ani, finanțat integral.

Din păcate, finalizarea nereușită a cooperării cu privire la programul de creare a unei inimi artificiale, reducerea ulterioară a finanțării, slăbirea interesului conducerii țării pentru continuarea acesteia și schimbările economice și politice care au avut loc în țară în anii 90 au încetat aproape complet. lucra in aceasta directie. Dezvoltat în Rusia pe stadiu inițial relaţiile de piaţă sălbatice au reorientat interesele specialiştilor către transplantul de organe vitale. În același timp, nu a fost luată în considerare experiența occidentală a transplantologiei moderne, unde, alături de practica clinică bine organizată (de exemplu, sistemul Eurotransplant) și protejată legal de transplant de organe vitale (inima, rinichi, ficat, pancreas). , plămâni) pacienţilor aflaţi în nevoie, S-a observat dezvoltarea sectorului criminal al transplantologiei.

În toți acești ani, lucrările privind crearea și utilizarea clinică a organelor artificiale în țările lider și, mai ales, în SUA nu numai că nu s-au oprit, ci au fost asigurate cu finanțare prioritară. Astăzi, această direcție reunește cele mai recente dezvoltări și tehnologii medicale, biologice și tehnice mondiale, inclusiv implicarea celor mai recente realizări ale complexului militar-industrial în crearea acestora. Stimulentul este profiturile incredibile ale pieței și cererea nelimitată pentru evoluții pe piața medicală. Principalele domenii medicale pentru care se realizează dezvoltări sunt bolile cardiovasculare, diabetul zaharat, oncologia și traumatologia.

5. Concluzie

Pentru a rezuma cele de mai sus, aș dori să spun că problema dezvoltării și utilizării organelor artificiale este destul de controversată. Nu există un punct de vedere unic asupra această problemă. Nu există o singură tehnologie de producție și dezvoltare în acest domeniu, care să aibă un efect pozitiv asupra dezvoltării științei biologice. Utilizarea viitoare a organelor artificiale rămâne controversată. Dar personal cred că în viitor umanitatea fie va îmbunătăți organele existente, fie va găsi o modalitate alternativă de a rezolva această problemă. Și cine știe, poate până la sfârșitul secolului 21 oamenii vor avea posibilități nelimitate, iar cyborgii vor deveni nu un basm, ci o realitate reală. Obiectivele pe care mi le-am propus la începutul proiectului au fost atinse. S-au descoperit noi cunoștințe științifice. S-au obţinut rezultate practice, utile. Acest proiect poate fi folosit atunci când desfășurați lecții, seminarii și ca ajutor didactic.

Lista literaturii folosite

1. Bryukhonenko S.S., Cechulin S.I. (1926), Experimente privind izolarea capului unui câine (cu o demonstrație a dispozitivului) // Proceedings of the II All-Union Congress of Physiologists. - L.: Glavnauka, - P. 289-290
2. Demikhov V.P. (1960), Transplantul experimental de organe vitale. - M.: Medgiz
3. Grishmanov V.Yu., Lebedinsky K.M. (2000). Nutriția artificială: concepte și posibilități // World of Medicine (3-4), 26-32 S.
4. Shutov E.V. (2010). Dializa peritoneală – M - 153 s
5. Resurse de internet: