Gatunek ludzki, od czasu swego powstania, boryka się z problemem chorób jak i obrażeń, będących następstwami urazów. Zarówno choroby, lecz przede wszystkim mechanizm urazów zmieniały się przez tysiąclecia. Jednak spustoszenia jakie czyniły organizmach Homo sapiens, pozostawały niezmienne. Utrata kończyn, lub konieczność ich amputacji w celu ratowania życia, to najprostszy przykład. Zniszczenie gałki ocznej, oszpecające rany twarzy, wybicie zębów i temu podobne towarzyszyły wojnom i innym konfliktom. Ale nie tyko brutalne i nagłe zdarzenia prowadziły do strat. Zęby z czasem ulegały próchnicy i wypadały, słuch stawał się słabszy, a o widzeniu szczegółów lub dalekich obiektów, stary człowiek mógł tylko marzyć. Były też choroby, które atakowały w młodości lub w wieku dojrzałym. Poporodowe krwotoki prowadziły do śmierci położnic, cukrzyca niszczyła niemal wszystkie narządy, a przepukliny były nierozwiązywalnym problemem.
Niestety, jakże hojna natura, poskąpiła swojemu najdoskonalszemu wytworowi, zdolności regeneracji narządów. Nie odrastają nam odcięte kończyny czy usunięte nerki. W niewielkim stopniu regeneruje się wątroba, o czym wiedzieli chyba Grecy. Pojawił się więc problem kalectwa. Początki medycyny, to „chirurgia urazowa”. Kto miał szczęście i został opatrzony, mógł przeżyć. To było to, co prócz mowy i myślenia abstrakcyjnego, zróżnicowało nas w ewolucji od zwierząt. Znaną antropolożkę Margaret Mead zapytano co jest pierwszym objawem cywilizacji. Odpowiedziała:” W królestwie zwierząt, gdy załamiesz nogę, umierasz z głodu i pragnienia. Zrośnięta kość udowa hominida znaleziona w czasie wykopalisk, świadczy o tym, że ktoś się nim opiekował. Przenosił jedzenie i picie, a może i unieruchomił? To już był człowiek”.
Jako jedne z pierwszych zaczęto wytwarzać protezy i ortezy kończyn. Protezy to z greckiego πρόσθεσις( prósthesis) – dodatek, załącznik. Orteza w tym języku ὀρϑός, oznacza: pionowy, prosty. Problem protez i „sztucznych” kończyn był na tyle ważny, że znalazł swoje odzwierciedlenie w mitologii wielu ludów. I tak protezę nogi posiadał aztecki bóg Tezcatlipōca czy peruwiański Aia Paec. Z kolei irlandzki bóg New Hah stracił ramię. W przypadku Ozyrysa z Egiptu, sprawa była bardziej skomplikowana. Zabił go zazdrosny brat Set. Dokonawszy mordu poćwiartował zwłoki i wrzucił je do Nilu. Jego żona Izyda, skrzętnie pozbierała kawałki i poskładała je razem. Niestety brakowało… penisa, którego zjadł sum i odpłynął w dal. Niezrażona Izyda, wykonała sztuczny narząd z gliny (w niektórych wersjach ze złota). Proteza była na tyle dobra, że doczekali się syna , Horusa. Prócz mitologicznych, istniały też protezy realne. Najstarsze znane to „kairski paluch”, znaleziony w roku 2000 w czasie badań archeologicznych. Jest to wyrzeźbiony w drewnie paluch dołączony do stopy mumii (stan po amputacji, prawdopodobnie z powodu powikłań cukrzycy) Powstał w latach 1500-750 p.n.e. Z kolei „Capua leg” to proteza z brązu znaleziona we włoskim mieście Capua, a datowana na 300 p.n.e. Oryginał został zniszczony w czasie bombardowania Londynu i sporządzono dokładną kopię na podstawie fotografii. Zachowały się i inne artefakty protez kończyn, jak choćby słynna drewniana noga generała Sowińskiego. Okazuje się, że wytwarzane na przestrzeni dziejów protezy nie pełniły tylko funkcji podporowych czy estetycznych. Generał Marcusa Sergiusa (II Wojna Punicka 218-201 p.n.e.), mógł dzięki protezie kończyny górnej trzymać tarczę. Proteza niemieckiego rycerza - rabusia Goetza von Berlichingen (1480–1562), umożliwiła mu walkę mieczem, trzymanie lancy, pisanie piórem i ofiarowanie swej wybrance róży. Była mistrzostwem ówczesnej techniki. Wybitnym znawcą sztuki protezowania, był Ambroży Pare. Ów renesansowy chirurg, mistrz amputacji, a także wybitny naukowiec swoich czasów, starał się pomóc ofiarom wojen (był chirurgiem wojskowym). Konstruował protezy z mechanicznymi systemami stawów i sprężyn poruszających palcami. Protezy kończymy stosowane są do dziś. Zmieniły się materiały do ich produkcji, jednak idea pozostała niezmieniona.
Do czasów Bassiniego chirurgia przepuklin ograniczała się do stanów ostrych, a jeśli podejmowano próby ich leczenia zazwyczaj kończyło się to bądź śmiercią, bądź w najlepszym razie usunięciem jadra. Jednak i rewolucyjny zabieg Włocha, był obarczony nawrotowością do 33%. XIX – wieczni chirurgii antycypowali sukces. Billroth w liście do Czernego napisał: „Jeżeli nauczymy się wytwarzać sztuczne tkanki o gęstości i twardości powięzi i ścięgna to sekret radykalnego leczenia przepuklin zostanie odkryty”. Minęło 150 lat i … można zakończyć jednym zdaniem: „poszukiwania trwają…”. Idealna siatka wg. Schumpelicka nie została dotąd opracowana. Ale nawet i ona nie zmieni faktu, że operujemy w tkankach uszkodzonych, gdyż przepuklina jest wyrazem ogólnoustrojowego uszkodzenia tkanki łącznej. Materiały syntetyczne stosowane są w herniologii od ponad stu lat. In 1894, Phelps zastosował siatkę ze srebra. Dawała uczucie sztywnośi i pojawiły się toksyczne następstwa działania srebra. Rozwój chemii organicznej pozwolił na zmianę materiału. I tak wprowadzono: 1948 – nylon, 1957 – polipropylen (stosowany do dziś), 1956 PTFE (teflon), odkryty przypadkowo 1938. I dalej kompozyty i siatki wieloskładnikowe. Zakażenia, immamentnie związane z materiałem obcym, próbuje się wyeliminować stosując siatki biologiczne. Badania trwają.
Gorsze funkcjonowanie narządów zmysłów, jest oznaką starzenia się lub choroby. Powolną utratę słuchu starano się przez wieki wyrównać poprzez proste urządzenia jak zwinięta dłoń czy tuby słuchowe (1634). Wynalezienie telefonu, umożliwiło stworzenie w 1898 aparatu elektrycznego „Akouphone” (Miller Reese Hutchison). Earl Hanson w 1920, stworzył podobny aparat na bazie lamp elektronowych. Wynalezienie tranzystora pozwoliło na miniaturyzację aparatów słuchowych. Alessandro Volta, w 1790 roku wykonał pierwszy eksperyment ze słyszeniem elektrycznym. Włożył on do uszu metalowe pręciki, połączył je z bateriami i stwierdził, że wywołuje to efekt słyszenia dźwięku. Otworzyło to niejako drogę do techniki implantów ślimakowych. Po raz pierwszy elektrodę implantu do wnętrza ślimaka wprowadził w USA w 1964 roku Scott L. Doyle. W Polsce, niekwestionowanym liderem jest tu, prof. Henryk Skarżyński.
80% naszych informacji o świecie odbieramy za pomocą wzroku. Wiele jest powiedzeń i przysłów, potwierdzających wartość zmysłu wzroku. Z wiekiem tracimy ostrość wzroku, pojawia się zaćma. Potrzeba poprawiania wzroku, była zatem zawsze istotna. Lucjusz Anneusz Seneka (Młodszy) 4-65 n.e. , twierdził, że przeczytał wszystkie książki korzystając z kuli wypełnionej wodą. Cesarz Neron, używał odpowiednio szlifowanego „szkiełka” do oglądania walk gladiatorów i innych wydarzeń. Grek Arystofanes (ok. 446-385 p.n.e.) w „Chmurach” wspomina o „podpalającym i powiększającym” szkle. Takie szkła powszechnie pojawiły się dzięki Wenecjanom około roku 1000. Stąd już krok do okularów, które zaistniały między rokiem 1268 a 1289. Miały budowę binokli. Współczesne zaczepy okularowe zaczęto stosować w XVII w. Pomysł soczewek kontaktowych zrodził się w roku 1840, jednak brakowało wówczas biokompatybilnych materiałów, które nie drażniłyby rogówki. Utrata oka, prócz częściowej (lub całkowitej) ślepoty, powodowała duże zaburzenia estetyczne. Problem rozwiązały sztuczne gałki. Najstarsze, jak dotąd znane sztuczne oko pochodzi sprzed blisko 5000 lat i należało do perskiej kapłanki, której grób odkryto w 2006 roku w Shahr-i-Sokhta na pustyni Sistan. Gałkę oczną wykonano z mieszaniny naturalnej smoły i tłuszczu zwierzęcego, na powierzchni której wyryto linie rozchodzące się promieniście od tęczówki i nałożono cienką warstwę złota. Odkrywano w antycznych grobach sztuczne gałki wykonane emaliowanego złota. Technikę produkcji szkła opanowali Wenecjanie w XVI w. Ten właśnie materiał, stał się postawą produkcji sztucznych oczu, , stąd „szklane oko”. Następnie centrum produkcji tych protez przeniosło się do Paryża, zaś bardziej współcześnie do Niemiec. Podczas IIWŚ zabrakło niemieckiego szkła, zaczęto więc używać akrylu. Ze znanych osób mających taką protezę wymieńmy Petera Falka, odtwórcę kultowej roli porucznika Colombo.
Leczenie zaćmy ma długa historię. W odleglejszych historycznie czasach polegało na usunięciu zmętniałej soczewki, lub przesunięciu jej wewnątrz gałki. Były to operacje niebezpieczne, o czym świadczy historia J. S. Bacha. Cierpiał on z powodu zaćmy i podał się zabiegowi wykonanemu przez, chirurga-okulistę o niepewnej reputacji. Być może chodziło o pieniądze, gdyż Bach ponoć należał do ludzi delikatnie mówiąc oszczędnych. Kilka dni po zabiegu potrzebna była reoperacja, a następnie wywiązało się zakażenie, które powoli rujnowało zdrowie genialnego kompozytora. Zmarł, nie dokończywszy „Kunst der Fuge” , z powodu udaru. Dziś podstawą leczenia jest usunięcie soczewki i wszczepienie implantu. Dokonuje się równie przeszczepiania rogówki.
Zęby zawsze sprawiały i nadal sprawiają ludziom kłopot. Dotyka ich próchnica, na starość wypadają, lub muszą być usunięte z powodu nieznośnego bólu. Problem znali już starożytni. Egipscy dentyści ok. 1500 r. p.n.e. wykonywali pierwsze zastępniki brakujących zębów. W tym celu służyły im złote druty, do których mocowano ludzkie zęby – najprawdopodobniej niewolników. Etruskowie byli pionierami protetyki, wytwarzając w V-III w. p.n.e., złote mostki (zęby cielęce). Na Bliskim Wschodzie, Meksyku i Japonii, protezy zębowe wykonywano z drewna. Podobną technikę stosowali Celtowie. Rozwój protetyki chadzał dziwnymi drogami. W roku 1689 opisano ząb ćwiekowy umocowany na korzeniu. Został on wyrzeźbiony z zęba hipopotama, a uznaje się go za pierwszą prawdziwą koronę. W XVIII w Anglii dokonywano transplantacji zębów (źródło dochodu dla „dawców”). Często kończyło się to zgonem z powodu sepsy. 1755; Philip Pfaf w pracy „Rozprawy o zębach ciała ludzkiego i ich schorzeniach”, opisał gipsowy model szczęk wykonanych na podstawie woskowych odcisków. W XIX w. rozpoczęto produkcję sztucznych zębów z kauczuku i porcelany. Współczesna protetyka czerpie zatem z doświadczeń wielkich poprzedników.
Mamy dziś wiele urządzeń do diagnostyki i monitorowania czynności życiowych. Pojawiły się też maszyny „zastępujące” pracę pewnych organów. Cudzysłów oznacza jedno, nie jest to zastępstwo doskonałe. Wymieńmy najbardziej znane. Respiratory, „sztuczne nerki”, płucoserce, ECMO (extracorporeal membrane oxygenation), MARS (molecular adsorbent recirculating system). Ramy artykułu nie pozwala na dokładne omawianie ich działania. Jedno jest ważne. Wraz z takimi urządzeniami jak VAD (ventricular assist device - elektromechaniczne urządzenie do wspomagania mięśnia sercowego, które jest wykorzystywane zarówno do częściowego lub do całkowitego zastąpienia uszkodzonej funkcji serca) czy wreszcie „sztuczne serce”, są jedynie pomostem do ostatecznego leczenia. Jest nim zazwyczaj transplantacja. Jej „ojcami” są św. Kosma i Damian. Działali w Syrii w III w. n.e. i zginęli śmiercią męczeńską 26.09. 303. Leczyli za darmo, dla chwały Chrystusa. Według legendy przeszczepili kończynę dolną pielgrzymowi cierpiącemu na zgorzel. Dawcą miał być zmarły Maur. Dziś wiemy, że było to niemożliwe, lecz jak widać idea przeszczepiania narządów w ludzkich umysłach pojawiła się dawno. Jedną z najstarszych technik transplantacji jest transfuzja krwi. W roku 1492 pobrano krew od trzem młodych mężczyzn i przetoczono umiejącemu papieżowi Innocentemu VII. Cała czwórka zmarła… . Pierwszym przełomem było odkrycie, przez Wiliama Harwey’a w roku 1628, zasady krążenia krwi. Richard Lower, czterdzieści lat później dokonał pierwszej transfuzji pomiędzy psami. Próbowano również przetaczania krwi zwierzęcej ludziom. Kończyło się to oczywiście tragedią. Pierwszą udaną transfuzje u człowieka przeprowadzono w 1818 u umierającej z powodu krwotoku położnicy. Dawcą był mąż, który jak teraz wiemy, przez przypadek miał tę samą grupę krwi. Do roku 1830 przeprowadzono dziesięć transfuzji z 50% sukcesem. W 1901, Karl Landsteiner odkrył grupy krwi, a w 1940 czynnik Rh, za co otrzymał Nagrodę Nobla. Transfuzjologia stała się uznaną nauką i sposobem leczenia. Przeszczepy narządowe miały dłuższa historię. Hinduski chirurg Suśruta, VI w. p.n.e dokonywał rekonstrukcji nosa za pomocą płata z ramienia. Branca, medyk z Sycylii stosował z powodzeniem uszypułowane przeszczepy skóry policzka w celu rekonstrukcji nosa (1442 r.). We Włoszech – Gasparo Tagliacozzi (1546-1599) wprowadził własną technikę etapowego przeniesienia skóry z ramienia na nos (1597 r.). W Polsce Wojciech Oczko (1537-1599), lekarz nadworny Stefana Batorego i sława wenerologii europejskiej, po raz pierwszy dokonał pomyślnej rekonstrukcji nosa z zastosowaniem przeszczepienia skóry. Chciał operować owrzodzenia goleni króla Stefana Batorego, jednak Rada Królewska nie wyraziła na to zgody. Giuseppe Baronio (1759-1811), w 1804 wykazał, że skóra owcy przyjmuje się po przeszczepieniu w inne miejsce, ale u tego samego zwierzęcia. Léopold Louis Oliver (1830-1900), dokonywał prób przeszczepiania kości. Jacques Reverdin (1842-1929) i Felix Guyon (1831-1920) stosowali wolne autoprzeszczepy skóry w przypadku trudno gojących się ran. Carl Thiersch (1822-1895), chirurg z Lipska zastosował cienkie, wolne, płatowe przeszczepy skóry do pokrywanie wielkich oparzonych powierzchni (1874). Do dziś używa się noża nazwanego jego imieniem. Wladimir Filatow (1875- 1956) wprowadza uszypułowany płat skórny oraz dokonuje pierwszego przeszczepienia rogówki (1924). W roku 1902 Emerich Ullman (1881-1937) chirurg węgierski z Wiednia przeszczepia nerkę psa na szyję, z zespoleniem naczyń tejże nerki z naczyniami szyjnymi. Narząd podejmuje czynność wydalniczą. Przełomem jest wprowadzenie w 1902 przez Alexisa Carrela (1873- 1944) szwu naczyniowego (Nagroda Nobla). W1905 wraz z Charlsem Guthrie wykazują różnice pomiędzy auto- i alloprzeszczepem. W ZSRR Władymir Piotrowicz Demichov w latach 1940-stych prowadził eksperymentalne przeszczepianie serca. W 1947 roku Amerykanie Charles A. Hufnagel (ur. 1916), David Hume (1917-1973) i Karl Landsteiner (1868-1943) w Bostonie dokonują czasowego przeszczepienia nerki w okolicę łokciową (z zespoleniem naczyń) u pacjentki w okresie połogu powikłanym niewydolnością nerek. Operacja przynosi sukces, bowiem po kilku dniach następuje powrót funkcji nerki własnej. W dniu 23 grudnia 1954 r. Joseph E. Murray dokonuje w Bostonie pierwszego pomyślnego przeszczepienie nerki u bliźniąt jednojajowych (Nagroda Nobla). W roku 1963 James Hardy w University of Missisipi podejmuje próbę przeszczepienia płuca, a w 1964 przeszczepia pacjentowi serce szympansa, chory żył tylko godzinę. W dniu 3.12.1967 pierwszy przeszczep serca zakończony sukcesem przeprowadza Christiaan Neethling Barnard w Kapsztadzie w szpitalu Groote Schuur, a jego pacjent Louis Washkankski żyje 18 dni. W trzy dni później Adrian Kantrowitz w Nowym Jorku przeprowadza przeszczep serca u niemowlęcia. Rozwój immunosupresji umożliwi burzliwy rozwój transplantologii w następnych dekadach. Problemem jest nadal brak dawców.
Jaka będzie przyszłość „części zamiennych”? Trudno orzec. Wielkie nadzieje wiąże się z hodowlami i „drukiem” narządów. Niewątpliwie nadal doskonalić się będzie immunosupresja, stając się bardziej indywidualną. Komórki macierzyste również nie powiedziały ostatniego słowa. Coraz bardziej zaawansowane są prace nad „wspomaganiem” mózgu za pomocą chipów łączących go z otoczenie. Przekazywanie impulsów powodowanych myślą do protez, czy wreszcie próby „kopiowania” zawartości pamięci do urządzeń z możliwością przekazania innemu osobnikowi, co zapewniłoby swoista nieśmiertelność. Brzmi nierealnie? Nic bardziej błędnego. Prace w tym temacie są już dość zaawansowane. A może zostanie odkryty jakiś mechanizm, o którym nie mamy dziś nawet pojęcia, a który ziści marzenia świętych Kosmy i Damiana. Kto wie… .
.