ТОП

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

Автор: Чер 14,2016  1

Ті з нас, хто значну частину життя прожив на рубежі століть, звикли вважати наш теперішній період часу таким віддаленим майбутнім. Вже зараз людей не дуже вражає майбутнє, яке показували нам у фільмах 20 століття

Так, літаючих автомобілів, які нам постійно обіцяли, може не бути ніколи. Але в медицині, наприклад, відбуваються настільки вражаючі прориви, що ми вже зараз стоїмо на порозі практичного безсмертя. І чим далі в майбутнє, тим дивовижніші перспективи цієї сфери.

Заміна суглобів з біоматеріалів

штучні суглоби

Технології заміни суглобів і кісток пройшли довгий шлях за останні десятиліття, частини на пластиковій і керамічній основі взяли верх над металевими частинами, а новітнє покоління штучних кісток і суглобів заходить ще далі: їх будуть робити з біоматеріалів, щоб вони практично злилися з тілом.

Це стало можливим, звичайно ж, завдяки 3D-друку (до цієї теми ми будемо повертатися неодноразово). Хірурги головного госпіталю Саутгемптона у Великобританії винайшли техніку, з допомогою якої імплант стегна літнього пацієнта утримується на місці за допомогою «клею», виготовленого з власних стовбурових клітин пацієнта. Крім того, професор Університету Торонто Боб Пілліар вивів процес на новий рівень, створивши імпланти нового покоління, які насправді імітують кістка людини.

Використовуючи процес, який пов’язує компонент кістки на заміну (із застосуванням ультрафіолетового світла) в неймовірно складні структури з надзвичайною точністю, Пілліар і його команда створює крихітну мережу каналів, за якими перевозяться поживні речовини в самому імпланти.

Вирощені кісткові клітини пацієнта потім розподіляються по цій мережі, замикаючи кістку з імплантом. З часом компонент штучної кістки розчиняється, а клітини і тканини зберігають форму імпланта.

Крихітний кардіостимулятор
нанотехнології

З моменту імплантації першого кардіостимулятора в 1958 році, ця технологія, звичайно, значно покращилася. Втім, після гігантських стрибків у розвитку в 1970-х, у середині 80-х все застопорилося. Компанія Medtronic, яка створила перший кардіостимулятор, що працює на батарейці, виходить на ринок з пристроєм, який може зробити таку ж революцію в області кардіостимуляторів, як і її перший пристрій. Вона розміром з витамінку і не вимагає хірургічного втручання.

Ця нова модель вводиться через катетер, кріпиться до серця маленькими зубцями і постачає необхідні регулярні електричні імпульси. У той час як звичайні кардіостимулятори, як правило, потребують складного хірургічного втручання, створення «кишеньки» для пристрою поряд з серцем, крихітна версія суттєво спрощує цю процедуру і знижує частоту ускладнень на 50%: 96% пацієнтів не виявляли ніяких ознак ускладнень.

І хоч Medtronic цілком може бути першим на цьому ринку (маючи отримане схвалення FDA), інші великі виробники кардіостимуляторів розробляють конкурентні пристрої і не збираються залишатися за межами ринку, річний обсяг якого становить 3,6 мільярда доларів. Medtronic почала розробку крихітних рятівників в 2009 році.

Очної імплант від Google

Штучне око від Google

Всесвітня  пошукова система і світовий гегемон Google, схоже, планує інтегрувати технології у кожен аспект нашого життя. Втім, варто визнати, що разом з купою мотлоху Google видає шикарні ідеї. Одна з останніх пропозицій Google може змінити світ, так і перетворити його в жах.

Проект, який відомий як Google Contact Lens, являє собою контактну лінзу: імплант в око, що замінює природний кришталик  (який руйнується в цьому процесі) і пристосовується, виправляючи поганий зір. Лінза кріпиться до ока за допомогою того ж матеріалу, який використовується при виробництві м’яких контактних лінз, і має безліч практичних медичних застосувань — наприклад, зчитування кров’яного тиску пацієнтів з глаукомою, рівнів глюкози у пацієнтів з діабетом або бездротового оновлення з урахуванням погіршення зору пацієнта.

В теорії, штучне око Google може повністю відновити зір. Звичайно, це ще не камера, яка імплантується прямо вам в очі, але подейкують, що до цього все йде. Крім того, незрозуміло, коли лінза з’явиться на ринку. Але патент був отриманий, а клінічні випробування підтвердили можливість процедури.

Штучна шкіра

штучна шкіра

За останні десятиліття досягнення в області створення штучної шкіри явили нам суттєвий прогрес, але два недавніх прориви в абсолютно різних сферах можуть відкрити нові напрямки досліджень. Вчений Роберт Лангер з Массачусетського технологічного інституту розробив «другу шкіру», яку назвав XPL («зшитий полімерний шар»). Неймовірно тонкий матеріал імітує пружну молоду шкіру — цей ефект проявляється миттєво при створенні, але втрачає силу приблизно через день.

А ось професор хімії Прат Вонг з Каліфорнійського університету в Ріверсайді працює над ще більш футуристичним полімерним матеріалом: який може самовідновлюватися від пошкоджень при кімнатній температурі і пронизаний крихітними металевими частинками, які можуть проводити електрику, для кращих вимірювань. Професор запевняє, що не намагається створити шкіру для супергероїв, але визнає, що є великим фанатом Росомахи і намагається привнести наукову фантастику в справжній світ.

Що примітно, деякі матеріали вже з’явилися на ринку — наприклад, самовідновлювальне покриття телефону LG Flex, яке Вонг наводить як приклад можливого застосування таких технологій у майбутньому. Коротше кажучи, цей науковець дійсно намагається створити супергероїв.

Імпланти мозку, що відновлюють рухові здібності

пересадка мозку

Ян Буркхарт, якому 24 роки,  пережив жахливу аварію у віці дев’ятнадцяти років, яка паралізувала його від грудей до пальців ніг. Протягом останніх двох років він працював з лікарями, які налаштовували і експериментували з пристроєм, імплантованим в його мозок — мікрочіпом, який зчитує електричні імпульси мозку і переводить їх в рух. Хоч пристрій і далекий від досконалості — його можна використовувати тільки в лабораторії, коли імплант підключений до комп’ютера за допомогою рукава на руці — це дозволило пацієнту відкрутити кришку з пляшки і навіть пограти в відеогру.

Ян визнає, що може і не отримати вигоду від цих технологій. Він робить це більше, щоб довести можливість концепції і показати, що його кінцівки, які роз’єднані з мозком, можна заново до нього підключити за допомогою сторонніх елементів.

Втім, цілком імовірно, що його допомога хірургії головного мозку та експерименти, які проводять по три рази в тиждень, нададуть величезну підтримку в просуванні цієї технології для майбутніх поколінь. Хоча подібні процедури використовувалися для часткового відновлення рухів мавп, це перший приклад успішного подолання нервового закінчення, що викликає параліч у людини.

 Трансплантати

імпланти

Стенти — сітчасті полімерні трубки, які вставляються хірургічним шляхом в артерії, перешкоджаючи їх блокуванню — зло, яке призводить до ускладнень у пацієнта і демонструють помірну ефективність. Потенціал ускладнень, особливо у молодих пацієнтів, робить результати недавнього дослідження з участю  судинних трансплантатів вельми перспективними.

Процедура називається ендогенне відновлення тканин. Давайте простими словами: у випадку з молодими пацієнтами, які народилися без деяких необхідних сполук в серце, лікарі змогли створити ці сполуки, використовуючи просунутий матеріал, дозволяючи тілу копіювати його структуру за допомогою органічних матеріалів, а сам імплант згодом розчиняється. Дослідження було обмеженим, за участю всього п’ятьох молодих пацієнтів. Але всі п’ятеро одужали без будь-яких ускладнень.

Хоча ця концепція не нова, матеріал являє собою важливий крок вперед. Стенти попереднього покоління складалися з інших полімерів і навіть металевих сплавів і видавали змішані результати, що призвело до повільного прийняття цього методу лікування в усьому світі.

Хрящ з біоскла

хрящ з біоскла

Ще одна 3D-друкована полімерна конструкція може зробити революцію в методах лікування досить виснажливих захворювань. Група вчених з Імперського коледжу Лондона і Університету Мілано-Бікокка створили матеріал, який назвали «біосклом»: комбінація кремній-полімер, що має міцні та гнучкі властивості хряща.

Імпланти нагадують стенти, про яких ми говорили вище, але робляться з абсолютно іншого матеріалу для зовсім іншого застосування. Вони володіють саморегенерацією і можуть відновлюватися, якщо зв’язки будуть розірвані.

Незважаючи на те, що першим випробуванням методу буде заміна міжхребцевого диска, інша — постійна — версія імпланта знаходиться в стадії розробки для лікування травм коліна та інших травм в районах, де хрящ вже не відростити. 3D-друк робить імпланти більш дешевими і доступними у виробництві і ще більш функціональними, ніж інші імпланти цього типу, які доступні нам у даний час і, як правило, вирощують в лабораторії.

Самовідновлювальні полімерні м’язи
Самовосстанавливающиеся полимерные мышцы

Щоб не відставати від колег, стенфордський хімік Ченг-Хі в поті чола працює над матеріалом, який може бути будівельним блоком для  штучних м’язів, які можуть перевершити в якостях наші кволі м’язи. Його з’єднання — органічна сполука кремнію, азоту, кисню і вуглецю — здатна розтягуватися до 40-кратної своєї довжини, а після повертатися в нормальне положення.

Також сполука може відновлюватися від проколів за 72 години і заново закріплюватися після розривів. Правда, для цього частини м’язи потрібно помістити поруч. Шматки поки не повзуть один до одного. Поки що.

На поточний момент єдиним слабким місцем цього прототипу є його обмежена електропровідність: при впливі електричного поля речовина збільшується всього на 2%, в той час як справжні м’язи — на 40%. Це має бути подолано в найкоротші терміни — і тоді, вчені із хрящами і доктор Росомаха зможуть зібратися разом і обговорити, що робити далі.

 

Привид серця
штучне серце

Цей метод, який винайшов Доріс Тейлор, директор регенеративної медицини в Техаському інституті серця, не сильно відрізняється від згаданих вище 3D-друкованих біополімерів та іншого. Метод, який доктор Тейлор вже продемонстрував на тваринах  і готовий продемонструвати на людях є абсолютно фантастичним.

Якщо коротко, серце тварини — свині, наприклад — замочується в хімічній ванні, яка руйнує і висмоктує всі клітини, крім білка. Залишається порожнистий «привид серця», який потім можна наповнити власними стовбуровими клітинами пацієнта.

Як тільки необхідний біологічний матеріал виявляється на місці, серце підключається до пристрою, яке замінює штучну систему кровообігу і легені («біореактор»), поки не стане функціонувати як орган і його можна буде пересадити пацієнтові. Цей метод Тейлор успішно продемонстрував на щурах і свинях.

Нова методика мала успіх і з менш складними органами начебто сечового міхура і трахеї. Втім, процес далекий від досконалості, але коли його досягне, черги пацієнтів, які очікують серця для пересадки, можуть припинитися повністю.

Ін’єкція мозкової мережі

мозкова рідина

Дослідники з Гарвардського університету розробили електропровідну полімерну мережу, яка буквально впорскується в мозок, де проникає в його закутки і зливається з речовиною мозку.

Поки що мережа, що складається з 16 електричних елементів, була пересаджена в мозок двох мишей на п’ять тижнів без імунного відторгнення. Дослідники передбачають, що великомасштабний пристрій такого плану, що складається із сотень подібних елементів, може активно контролювати мозок до кожного окремого нейрона в найближчому майбутньому і стане в нагоді при лікуванні неврологічних розладів на кшталт хвороби Паркінсона та інсульту.

Зрештою, це дослідження може привести вчених до більш глибокого розуміння вищих когнітивних функцій, емоцій та інших функцій мозку, які в даний час залишаються незрозумілими.

Помилка в тексті? Виділи її мишкою та натисни: Ctrl + Enter

Реклама
 

Foreign Policy: російські хулігани влаштували хаос на Євро-2016, але чи турбує це Кремль?

Поперднє

Libération: що станеться, якщо Росія буде дискваліфікована з Євро 2016?

Наступне

1 коментар

  • Allen червня 14, 2016 ВІДПОВІДЬ

    Нда все это конечно потрясающе но….вспоминая увиденное в районной больнице мои поликлинике даже в Одессе и киеве, думаю становится понятно что большинству жителей нашей страны ещё много десятилетий это не светит..

    1

Долучитися до дискусії

Відправити пост на email другу.

чи Закрити

УВІЙТИ

Забули пароль?

ЗАРЕЄСТРУВАТИСЯ

ВТРАТИЛИ ПАРОЛЬ?

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам: