Як хірургічного методу трансплантація відома ще з давніх-давен, але успішна пересадка внутрішніх органів довгий час залишалася прерогативою письменників-фантастів. В кінці XX століття реальність цієї сфери медицини вже не викликала сумніву: в світі щорічно вироблялося близько 40 тисяч операцій по заміні кінцівок, серця, нирок, печінки, підшлункової залози, кишечника, шлунку. Основоположником сучасної трансплантології можна назвати людину, вперше переступив закони природи. Французький хірург і патофізіолог Алексіс Каррель (1873-1944 роки) розробив техніку вирощування культури тканини; запропонував медицині судинний шов, залишивши безліч праць з пересадки органів.
Крім чисто технічних проблем, росіяни зіткнулися з нестачею донорських органів, недосконалістю медичного обладнання, відсутністю юридичної основи. Про повільному розвитку цієї перспективної сфери медицини можна судити по нечисленності спеціальних клінік. У той час як в Америці пересадку органів виробляють в сотнях лікарень, в Росії їх тільки дві. В даний час наукова діяльність в цій області ведеться в рамках Московського інституту трансплантології і штучних органів.
В умовах гострого дефіциту донорських органів перспективними вважаються розробки по ксенотрансплантації - пересадки органу тваринного. На початку 1960-х років американський хірург Кейт Реемтсма пересадив нирки шимпанзе людині. Експеримент продовжив хірург з Каліфорнійського університету Леонард Бейлі, в 1984 році імплантували серце бабуїна юній пацієнтці. Дівчинка померла на 20-й день після операції, але досвід визнали вдалим. Через 8 років в клінічному центрі Піттсбурга печінку бабуїна була пересаджена дорослій людині, і хворий прожив 70 днів. Інфікований ВІЛ з пересадженим кістковим мозком того ж бабуїна прожив 2 роки. Як з'ясувалося пізніше, на роль донорів прекрасно підходять свині. Перші результати ксенотрансплантації органів звичайної домашньої свині дуже здивували науковий світ: пересадка її серцевих клапанів, рятує життя людині з хворим серцем.
«Святий отець, чи не здається вам, що людський мозок є вмістилищем душі?», - запитав одного разу Папу Римського Іоанна II американський нейрохірург Роберт Уайт. Святий отець не дав відповіді на настільки зухвалий питання, а знаменитий медик утвердився в думці, що займається ... пересадкою душ. Починаючи з 1960-х років професор Клівлендського університету намагався вчинити так звану тотальну трансплантацію тіла, тобто мріяв пересадити голову однієї живої істоти іншому. Перші експерименти проходили на мавпах, потім на трупах, і вже багато років старий хірург намагається здійснити пересадку голови живої людини.
Експерименти Уайта тільки на перший погляд можуть здатися моторошної містикою. Будучи серйозним ученим, доктор впевнений в життєвій необхідності подібних операцій. Щиро бажаючи допомогти людям, які мають здоровим глуздом, але гинуть через внутрішні хвороб, він готовий «приставити до здорової голові нове тіло, надавши їм шанс прожити хоч ... кілька десятків років!». Єдиною незручністю для пацієнтів Уайта стане вимушена обездвиженность, як вийшло з його знаменитими мавпами. Тварини, яким професор поміняв голови, вижили, але не змогли рухатися внаслідок перетину нервових шляхів.
Якщо в світі ще немає людини з пересадженою головою, то ця несправедливість може бути незабаром виправлена завдяки ентузіазму професора Уайта. Більш того, знайшлося чимало людей, готових стати об'єктом його наукової діяльності. Одним з потенційних пацієнтів є англійський фізик Стівен Хокінг (рід. 1942). В результаті розсіяного склерозу вченого паралізувало багато років тому, і його життя, ймовірно, підходить до кінця, хоча мозок функціонує без будь-яких відхилень. На думку Уайта, молоде тіло здатне уповільнити процес старіння мозку, зокрема запобігти втраті пам'яті або глухоту. Безперечно, що мозок не може оновитися повністю, але поліпшення загального стану організму неодмінно вплине на його функції. Пряма залежність між роботою мозку і станом печінки відома ще з часів В. Де-Міхова.
Роберт Уайт не приховує технологію процесу: «Для того щоб пересадити голову від тіла Х до тіла Y, необхідно спочатку зробити надрізи на обох шиях, розсікти м'язи, кровоносні судини і нерви так, щоб недоторканими залишилися тільки спинний мозок, сонна артерія і яремна вена. Потім треба поступово обламати все хребці, щоб спинний мозок залишився в твердої мозкової оболонки. Тільки після цього за допомогою гнучких катетерів з'єднується кровообіг в голові Х і тілі Y. Нарешті, за допомогою розтину спинного мозку голова Х відділяється від "нікчемного" рідного тіла, а від тіла Y точно так же відділяється "нікчемна" голова. Рана на шиї зшивається, і хірурги святкують чергову перемогу над смертю ». За цією методикою проводилися операції на мавпах, а незабаром передбачається проводити випробування на людях. Негативним моментом тотальної трансплантації тіла є той факт, що з двох чоловік можна «зробити» тільки одного. У той же час заспокоює кінцевий результат: вийшов об'єкт обіцяє бути цілком працездатним.
Труднощі з донорськими органами поставили перед вченими завдання створення штучних органів. Новий напрямок в трансплантації оформилося в самостійну сферу приблизно в 1985 році, отримавши назву біоінженерінг або, в російській варіанті, конструювання тканин. Родоначальниками нової галузі науки вважаються американські біологи, брати Джозеф і Чарльз вакантна, пересадили людське вухо на спину лабораторної миші. Новаторство XX століття зупинилося на досягненнях по створенню штучної шкіри і хрящової тканини, зразки яких пройшли клінічні випробування в центрах трансплантації усього світу. Однак Біоконструктор налаштовані дуже оптимістично. В ейфорії від перших серйозних успіхів вони запевняли людство в тому що в середині нового століття з'являться фабрики з вирощування будь-яких органів, а в аптеках будуть продаватися штучні серця, нирки, носи і вуха.
Все ж майбутнє виявилося не так оптимістично, хоча на сьогоднішній день вченим вдалося отримати близько 200 типів тканин. Методика біоінженерінга передбачає використання клітинного матеріалу, взятого з органів тварини або людини. Каркас з тонких полімерних ниток повторює форму потрібного органу і його пористу структуру. Після розчинення полімерної арматури розмножилися клітини зберігають задану форму. Потім штучний орган перевіряється на життєздатність імплантацією (від лат. In plantatio - «саджу всередину») в живий організм.
Подібно будь-якої нової галузі знань, біоінженерії довелося випробувати протидію противників, які стверджували неетичність заміни живих органів штучними. Крім того, духовенство побачило в цьому шлях до безсмертя, що суперечить релігійним законам. Більш переконливим доказом були упередження щодо використання людських ембріонів. Як відомо, в католицькому світі існує заборона на аборти, в зв'язку з чим вживання такого матеріалу спочатку не представлялося можливим. Протестантська Англія вирішила складне питання на користь здоров'я людини. Громадськість США і Німеччини, навпаки, вважала досліди з ембріонами нелюдськими і зажадала від уряду припинення фінансування програми на невизначений термін.
Одним з найбільш значних відкриттів в галузі трансплантації органів стало конструювання хрящової тканини. Її здатність до активного відновлення представляла величезний успіх науки, оскільки пошкоджена суглобова тканину в організмі не регенерує. Традиційні операції з приводу ушкоджень суглобового хряща тільки на короткий час полегшували біль і покращували руху в суглобі. Раніше медики вводили хрящові клітини в пошкоджені суглоби, надаючи регенерацію природі. Процедура приживання стала набагато надійніше з вирощуванням хрящів з донорських клітин. Подальше конструювання потрібного органу і імплантація вже не представляли труднощів, так як кісткова тканина не містить кровоносних судин. Шкірні імплантанти прийнято створювати з клітин крайньої плоті і застосовувати в лікуванні опіків, кульових поранень, вроджених ушкоджень шкіри, а також для ліквідації післяопераційних шрамів і татуювань.
Оригінальна методика в боротьбі з облисінням розроблена співробітниками університету Дурхама. Група вчених під керівництвом К. Джахода пересаджувала фолікули пацієнта з більш волосистих частин голови на лисіють місця (з потилиці на тім'я і підстава чола). За відсутності добровольців професор Джаход експериментував на собі. Знявши частину волосистої шкіри зі своєї голови, він очистив волосяну цибулину від оболонки і трансплантували її на внутрішню сторону передпліччя асистентки А. Рейнолдз. Через місяць на руці дівчини виросло волосся, ідентичні волоссю Джахода. Найдивовижніше, що пересаджені тканини прижилися. У попередніх дослідах фолікули донора відкидалися організмом як чужорідне тіло. Після роботи з А. Рейнолдз вчені переконалися, що відчуження можна запобігти, пересаджуючи фолликулу не цілком, а частково. Подальші досліди дозволили переконатися в правильно обраному напрямку: трансплантовані волосся повноцінні, а їх фолікули досить життєздатні. Таким чином, протягом життя у людини можуть рости нове волосся, поступово замінюючи випали.
Нечисленні пацієнти американських клінік, які страждають травмами хребта, паралічами, а також люди похилого віку вже змогли оцінити дію біонічних нервів (Біон). Метод стимулювання м'язової тканини за допомогою радіосигналу запобігає старіння м'язів ефективно і безболісно. Позитивною стороною цього прийому є його простота. Після імплантації Біон задається потрібний режим скорочення м'яза, а з установкою оптимального режиму, можлива його фіксація на портативному пристрої. Подальше лікування відбувається поза стаціонаром, що є додатковою зручністю для хворого.
Імплантація кінцівки починається зі створення пластикових матриць в формі кісток, м'язів, кровоносних судин, нервових і сполучних тканин. Виготовлені частини збираються в цільну конструкцію, куди вводиться клітинна субстанція. При повному заповненні каркаса тканинами штучна кінцівку підключається до мініатюрним насосів, які забезпечують кровообіг.
Досліди зі створення штучної печінки проходили не так вдало внаслідок нестачі кровопостачання в цьому органі. Однак Біоконструктор все ж вдалося створити печінку довжиною кілька сантиметрів, що цілком підходить для часткової заміни органу, пошкодженого, наприклад, алкоголем. Найбільш важким моментом в біоінженерінге є створення нервових клітин. Трохи більше 10 років тому вчені змогли зростити нерви розділеного спинного мозку щурів. Успіхом став той факт, що тварини не припинили рухатися. Дослідники переконані в необхідності подібних дослідів, так як практичне застосування цієї методики дозволяє виліковувати поперечний параліч.
Перші спроби по створенню штучного серця робилися ще в 1950-х роках. Через 30 років експеримент попередників був відтворений на людину на ім'я Барли Кларк. Операція закінчилася драматично; хворий помер, і подібні досліди більш не повторювалися. Незважаючи на скептичне ставлення до проблеми створення штучного серця, Біоконструктор не припинили роботу по його створенню. В американських лабораторіях вже багато років ведуться вдалі досліди на тваринах, але штучний орган значно відрізняється від справжнього, причому не в кращу сторону. Імплантант здатний перекачувати тільки 10 л крові в хвилину проти 30 л справжнього серця. Він не піддається тренуванню і не витримує більше 50 років.
Теоретичні розробки Біоконструктор знайшли практичне застосування в медицині. Набули широкого поширення методи, що дозволяють позбавити хворих від утомливих щоденних ін'єкцій. Тим, хто страждає на цукровий діабет імплантуються клітини, що виробляють інсулін. При хворобі Паркінсона доведена ефективність впровадження нервових клітин, здатних виробляти потрібний медіатор - хімічна речовина, яка бере участь у передачі імпульсів з нервового закінчення на робочий орган.