Будущее в медицине с когнитивными технологиями. Медицина будущего: какие технологии позволят людям победить старость, болезни и смерть? Хрящ из биостекла
«Распечатайте мне печень, пожалуйста! Из обычных клеток, для возраста 25 лет. Сердце пока не надо…»
Такая она, медицина будущего. С напечатанными на 3D принтерах органами, гуляющими по сосудам наноботами, зубами из пробирки и прочими странными штуками. А ведь когда-то мы просто мечтали победить все болезни!
Увы, в этом сегменте похвастаться нечем. От СПИДа, рака и даже обычного гриппа по-прежнему умирают люди. Может быть, медицина движется совершенно не в том направлении?
Нанороботы вместо лекарств
dailytechinfo.orgУченые прогнозируют, что в будущем не будет никаких инъекций и таблеток. Вместо них достаточно будет выпить «гремучую смесь» из нанороботов или приклеить к руке специальный пластырь. Разговор с патологическими клетками будет коротким: нанороботы найдут их в организме и успешно уничтожат. В перспективе — даже изменение структуры ДНК, что поможет предотвратить мутации.
В теории все это звучит очень вкусно и оптимистично. Однако так ли это на самом деле? Таблетки пьют все, от нанороботов же большинство людей может отказаться – например, из религиозных соображений.
Второй камень преткновения – наноробот должен работать не просто хорошо, а идеально. Представь, какой монстр может родиться, если при изменении ДНК что-то пойдет не так?
Киборги – почти люди?
asmo.ru Приставка «почти» не дает покоя ни автору этой статьи, ни тем, кто смотрел хотя бы одну часть «Терминатора». Медицина активно работает в данном направлении – уже сегодня многие люди имеют стимуляторы в сердце. Не исключено, что в будущем можно будет заменить высокотехнологичными протезами целые органы.
Впрочем, создание киборга – предприятие сомнительное. Учитывая тот факт, что большая часть нашей планеты уже сегодня перенаселена, а цифра в 7 млрд. продолжает расти, идея создать «нового человека» вдобавок к миллиардам других видится как минимум странной. Конечно, если киборг не будет нуждаться в пище и зарплате, кто-то в этом бренном мире только выиграет. Но чем все закончилось в «Терминаторе», вы прекрасно помните!
Биопечать органов на принтере
innotech.kiev.ua Биопечать – пусть и новое, но уже успевшее показать свое «Я» направление в медицине. Оно развивается параллельно с аддитивными технологиями.
Если в двух словах, то ученые всего мира пытаются создать принтер, на котором можно будет напечатать человеческие органы: почки, печень и даже сердце. Костные и хрящевые импланты принтеры уже печатают, так что перспектива у данного направления действительно есть.
Для печати используются стволовые клетки, которые наносятся на макет. Наибольших успехов в данном сегменте смогла достичь компания Organovo, напечатавшая печеночную ткань. Биопринтинг не стоит на месте – в ближайшие пять лет планируется серьёзное освоение рынка трансплантологии.
Люди забудут о лечении зубов
medbooking.com Британские специалисты внедряют технологию, позволяющую выращивать зубы… прямо во рту у пациента. Они изготавливают зачаток зуба с помощью эпителия десны пациента и стволовых клеток мышей. Зуб формируется в пробирке, после чего его перемещают в полость рта. Здесь зуб имплантируется и растет дальше до нужных размеров.
В случае успешной реализации проекта зубы действительно будут выращивать, как огурцы на даче.
Умерших еще можно спасти?
voobsheto.net В завершение – еще одно достижение медицины настоящего и перспективного будущего. Американца Сэма Парниа успели окрестить «врачом от Бога». Реаниматолог делает невозможное – возвращает людей к жизни даже спустя 3 часа после клинической смерти. Способ «воскрешения» заключается в немедленном охлаждении тела человека. После этого всю его кровь прогоняют через особый прибор ЕСМО, насыщающий кровь кислородом.
Данный метод работает лишь в 30% случаев смерти, но он позволил спасти уже несколько человек. Единственный недостаток – огромные затраты на возвращение к жизни каждого из пациентов.
Резюмируя все озвученное выше, отметим: медицина будущего обладает колоссальными перспективами и возможностями. Какие-то методы активно внедряются сегодня, другие только тестируются. Однако по большому счету хочется одного – чтобы люди были здоровы и счастливы. А для этого вовсе не обязательно иметь железное сердце и печень с 3D-принтера!
Медицина будущего: что день грядущий нам готовит? обновлено: 20 апреля, 2019 автором: Татьяна Синькевич
Время идет, и ученые не сидят сложа руки, а делают все для того, чтобы медицина постоянно развивалась, прогрессировала и получала больше возможностей для работы с пациентами. Их целью является достижение такого уровня, когда все болезни будет можно победить, и что еще лучше - вообще предотвратить их появление. Как близко они приблизились к этому, и какой станет медицина будущего - мы расскажем вам в этой статье.
Наноботы: надежда всего человечества
Кто из нас не знает о нанотехнологиях? В мире медицины и науки они у всех на слуху, ведь это наше будущее и тот самый волшебный способ решения многих проблем, связанных со здоровьем человека.
В чем их особенность? Наночастицы имеют уникальные свойства, которые открывают перед учеными множество новых возможностей.
В научно-фантастических книгах или фильмах часто показывают технологии, позволяющие быстро реанимировать человека, восстановить его поврежденные конечности, и так далее. Еще десять лет назад все это казалось просто выдумкой, плодом чьего-то воображения. Но уже сегодня это реалии будущего, ведь ученые прогнозируют, что как только наноструктуры получат более широкое распространение, они начнут создавать миниатюрных роботов, которые смогут быстро восстановить организм человека, грубо говоря, провести его капитальный ремонт.
Конечно же, такое заявление выглядит весьма сомнительно, но на самом деле оно вполне реально. Схема взаимодействия больного человека и нанотехнологий будет выглядеть следующим образом. Пациент выпивает смесь, где содержатся наноботы, то есть миниатюрные роботы, или же она вводится внутривенно, и те всасываются в кровеносное русло. В ходе своего перемещения они смогут устранить все внутренние повреждения.
При помощи наночастиц также станет возможным коррекция ДНК, что позволит не только исправлять ее, но и предотвращать возникновение мутаций, приводящих к образованию разного рода заболеваний.
Киборги – фантастика или реальность?
Еще одна излюбленная тема научной фантастики – это люди-киборги, то есть те, кто имеет механизированные части тела. Но можно ли сегодня считать такие возможности чем-то фантастическим? Вряд ли, ведь уже в 2011 году в Америке была проведена операция, в ходе которой пациенту полностью удалили сердце, а вместо него установили два ротора, отвечающих за перекачку крови.
Также довольно давно медики научились ставить искусственные стимуляторы, что тоже можно считать своего рода кибернитизацией человека. Проблема таких установок была в том, что их приходилось довольно часто менять. Впрочем, уже на сегодняшний день израильские ученые учли их недостатки и создали более совершенные варианты стимуляторов и других подобных приспособлений, питающихся биотоками человеческого тела. А значит, потребность в столь частой замене тоже отпала.
Как знать, возможно, вскоре светлые умы человечества научатся создавать еще более удобные и стабильные механизированные приспособления, которые смогут заменить выращенные искусственным путем органы.
Искусственные органы
Ни для кого не секрет, что проблемы с уровнем экологии, резкий прирост населения на планете, и многие другие факторы, стимулировали и возрастание количества заболеваний. К сожалению, они не щадят никого и часто приводят к длительным мучениям и летальным исходам. Людям, которые находятся на диализе и нуждаются в пересадке органов, можно только посочувствовать, ведь довольно часто их ожидания не оправдываются.
Также стоит заметить, что трансплантация органов – это очень сложный, а главное дорогостоящий процесс. Но эту проблему раз и навсегда помогут решить стволовые клетки. Длительное время учеными велась работа по изучению их особенностей и возможности выращивать из отдельных тканей новые органы. На сегодняшний день было проведено множество успешных исследований в лабораториях, которые подтверждают, что совсем скоро каждый человек сможет при помощи стволовых клеток получать нужный орган и даже излечиваться от таких ужасных заболеваний, как ДЦП.
Диагностика будущего – какой она будет?
Ну и какое же будущее в медицине возможно без развития ранней диагностики? На самом деле большинство неизлечимых или трудноизлечимых заболеваний возникают именно из-за того, что пациенты слишком поздно обращаются за профессиональной медицинской помощью или же из-за некачественного оборудования.
Новые технологии будут максимально простыми, удобными в использовании, а главное – очень точными. Благодаря им медики смогут определять возникновение всех заболеваний на очень ранних стадиях, а значит, процесс лечения тоже упростится, и будет менее болезненным и дорогостоящим.
Наука уже сделала существенные шаги в этом направлении, вспомнить хотя бы всевозможные приборы, позволяющие следить за давлением человека, уровнем сахара в крови, и т.д.
В будущем планируется создание небольших датчиков, которые можно будет вживлять в кожу человека или же вшивать в его одежду. При помощи таких биосенсорных механизмов каждый сможет следить за общим состоянием своего организма, в том числе и о таких показателях, как частота сердечных сокращений, давление, уровень сахара в крови, уровень гормонов и о многих других, не менее важных.
Ещё совсем недавно «технические» возможности врача ограничивались фонендоскопом, приобретённым опытом и интуицией. Сегодня медицина – это царство современных технологий, позволяющих проникать в неведомые ранее глубины человеческой плоти – до молекул и атомов, откуда, как оказалось, и берут своё начало большинство человеческих недугов.
Второе дыхание антибиотиков
Когда-то антибиотики спасли миллионы жизней от опаснейших инфекций. Но тут случилось непредвиденное. Всему виной стала доступность антибиотиков, помноженная на бесконтрольное их применение, что привело к адаптации инфекций к своим «заклятым врагам».
Сегодня учёные заняты созданием антибиотиков нового поколения. Один из них – , разработанный учёными Северо-Восточного университета США на основе бактерии, обнаруженной в почве. Её достоинства – в губительном воздействии на многие виды болезнетворных микробов и абсолютной безвредности для организма.
«Умный» всевидящий протез
Специалистами Мичиганского технологического университета разработан прототип голеностопного с системой микропроцессорного управления, в которую входит видеокамера, сканирующая пространство спереди и сзади. Её основная функция – определить профиль поверхности и передать видеоинформацию в «бортовой» компьютер. Тот, в свою очередь, тщательно проанализировав её, сформирует оптимальный угол и жёсткость лодыжке, что характерно для «живой» ноги.
Модель виртуального человека
Идея по её созданию принадлежит учёным Нижегородского госуниверситета. Цель проекта – смоделировать виртуальный человеческий клон со всеми мельчайшими «подробностями», характерными для живого организма, но только в цифровом виде. Для этого потребовалось суперкомпьютер «Лобачевский» производительностью 600 терафлоп.
Теперь появилась возможность составить компьютерную модель практически любого человека и отрабатывать на ней различные варианты лечения.
Электронная кожа контролирует мозг
Этот кусочек золотистой ткани не больше почтовой марки на самом деле изящное электронное носимое устройство . Его создали Джон Роджерс и его коллеги-учёные из университета Иллинойса.
Внутри находятся миниатюрные датчики, отслеживающие процессы, протекающие в организме. При размещении на голове устройство может отслеживать электронные волны, предшествующие различным мозговым расстройствам, в частности, эпилепсии.
Приложение, предсказывающее болезни
Его автор – российская студентка Софья Кореневская. предупредит пользователей о возникновении опасных заболеваний органов пищеварения, сердца и нервной системы на основе биомедицинских показателей, зафиксированных установленным на теле программно-техническим комплексом.
Нанобинты заживляют раны
Понятие «незаживающая рана» связано с присутствием в ней патогенных микроорганизмов, устойчивых к антибиотикам. Учёные из Института физики прочности и материаловедения (Томск) разработали , взаимодействующие с микроорганизмами совершенно по новому принципу, что сводит на нет возможность заражения и обеспечивает быстрое заживление раны.
Слуховой аппарат, подключённый к черепу
Новое поколение слуховых аппаратов предполагает передачу звуковых колебаний через кости черепа. Известный британский лор-хирург Рэй Джейдип разработал устройство T-OBCD, для людей с односторонней глухотой. С помощью несложной операции титановый имплантат закрепляется на кости черепа за ухом. Передача звука осуществляется двумя магнитами.
Вместо скальпеля нанопузырьки
Как правило, при лечении злокачественных опухолей печени приходится прибегать к хирургическому вмешательству. Исследователи университета штата Иллинойс разработали гораздо более щадящую и эффективную методику борьбы с этим страшным заболеванием. Вместо скальпеля опухоль уничтожают , заполненные противораковым препаратом. Проникнув в опухоль, они в нужное время лопаются, разрушая её изнутри.
Медицинские технологии – ровесники медицины
Целители прошлого быстро уяснили, что для успешной борьбы с недугами необходимо знание анатомии, химии, механики, что повреждённый или утраченный орган можно заменить искусственным, а для того, чтобы сделать операцию, требуются специальные инструменты.
Среди артефактов древности встречаются описания кровопускания, трепанации черепа и других сложных операций. В Древнем Риме была хорошо развита стоматология и создавались уникальные для того времени хирургические инструменты.
На ноге одной из древнеегипетских мумий археологи обнаружили великолепный протез большого пальца, а в гробнице Тутанхамона – «предков» современных солнечных очков.
Никогда бы не возникла и современная фармакология, не будь целителей-травников, тысячи лет собиравших, изучавших целебные свойства растений и создававших на их основе удивительные лекарства.
Технологии развиваются со все увеличивающейся скоростью. И отрасль здравоохранения не исключение. Новые технологии и методологии разрабатываются ежедневно, позволяя сделать лечение все более безболезненным и минимизируя побочные явления до минимума. Здесь мы решили познакомить вас с десятью медицинскими технологиями, которые обещают произвести революцию в здравоохранении.
1. Гель, останавливающий кровотечение
Двое ученых - Джо Ландолина (Joe Landolina) и Айзек Миллер (Isaac Miller) изобрели гель, который они назвали Veti-gel. Чем же интересно это вещество?
Есть такое понятие, как внеклеточная матрица. Это субстанция, которая помогает расти клеткам нашего тела. Новый гель имитирует эту субстанцию и может мгновенно остановить кровотечение, а затем начать процесс свертывания крови. Veti-gel уже испытывался на каротидной артерии крысы и при порезе живой печени. Этот гель может спасти множество жизней, особенно в зонах военных действий, за счет предотвращения потери крови, которая очень часто вызывает смерть.
2. Магнитная левитация
Новый метод выращивания искусственной ткани легких получил название магнитная левитация. Термин, который скорее можно ожидать встретить в книге или фильме. Команда разработчиков во главе с Глоко Соуза (Glauco Souza) начала свои исследования в 2010 году и смогла с помощью нано-магнитов вырастить искусственную ткань, наиболее близко соответствующую природной. Процесс осуществляется примерно так, как растет ткань в чашке Петри, только в виде трехмерной формы, состоящей из сложной клеточной многослойной структуры. Этот рост повторял процесс, который происходит внутри человеческого тела. Новая технология обещает сделать создание и трансплантацию искусственной ткани одним из основных методов лечения.
3. Искусственный протез на клеточном уровне
В настоящее время ведется множество исследований, направленных на синтез искусственных человеческих органов и тканей, которые можно будет использовать при трансплантации. Сегодня медицинская наука старается создать возможность использования запасных частей для человеческого тела. Например, когда какой-либо орган выйдет из строя, вы можете просто заменить его другим, который будет прекрасно выполнять свои функции. И эта идея спустилась даже на уровень клеток. Разработан особый гель, который копирует определенные клетки и их функционирование. Он формируется как сгусток шириной примерно в четыре раза большей, чем двойная спираль ДНК. Гель способен занять место клеточного скелета (цитоскелета) и сможет заменить любые клетки, которые были повреждены или утеряны в зоне поражения. Использование этой субстанции позволяет проводить долговременное лечение, блокируя доступ бактериям в рану.
4. Клетки мозга из мочи
Это, конечно, звучит ужасно, но в будущем ученые смогут превратить вашу мочу в клетки вашего же мозга, с целью лечения последнего. Хорошая новость в том, что источник таких клеток легко вам доступен и вы определенно сможете использовать для этого свою собственную мочу, а не чужую.
До сих пор ученые использовали для этого клетки эмбрионов, но этот процесс имел побочный эффект в виде образования опухоли. Теперь они протестировали новую процедуру и убедились, что результаты на данном этапе очень хорошие. Была уже осуществлена имплантация, при которой полученные таким образом клетки преобразовывались в нейроны без каких-либо мутаций.
5. Электрическое белье
Пациенты, которые вынуждены находиться в постели неделями или месяцами очень часто сталкиваются с возникновением пролежней. Они чаще всего образуются вследствие сдавливания кожи и отсутствия нормальной циркуляции крови. Многие относятся к этим проблемам с пренебрежением, но возможно вам будет интересно узнать, что только в Америке ежегодно от последствий пролежней умирает около 60 тысяч человек. Решение проблемы придумал канадский исследователь Шон Дюкло (Shean Dukelow), разработав электрическое нижнее белье. Эти «электрические трусы» каждые десять минут испускают небольшой электрический разряд и этого вполне достаточно, чтобы активировать мышцы и увеличить циркуляцию. Достигается эффект аналогичный результату, полученному при небольшой прогулке. Это несуразное, казалось, изобретение сможет спасти множество жизней!
6. Вакцина в пыльце
Почему большая часть вакцин вводится с помощью инъекций, а не оральным способом? Дело в том, что ваша система пищеварения и желудочная кислота просто растворит вакцину и итоговый результат будет абсолютно бесполезным. А вот цветочная пыльца - это всем известный аллерген, который очень эффективно может противостоять кислоте в человеческом желудке. Техасский технологический университет в настоящее время проводит исследование, в рамках которого они пытаются объединить свойства и того и другого и разработать вакцину, которую можно будет раздавать в виде пилюль для применения американскими солдатами, которые несут службу в различных странах, часто в неблагоприятных эпидемиологических условиях. Исследователи надеются удалить аллерген из пыльцы и заменить его вакциной, которая будет защищена оболочкой пыльцы. Уже достигнутые результаты позволяют надеяться, что в скором будущем вакцинация будет намного проще в применении.
7. Напечатанные кости
Новая технология и трехмерный принтер ProMetal уже позволяют ученым из Вашингтонского государственного университета «печатать» гибридный материал, который имеет те же самые свойства, что и реальные человеческие кости. Такая гибридная модель может помещаться в тело человека в место, где повреждены кости, и может использоваться в качестве каркаса все время, пока кости не восстановятся и не вернутся в здоровое состояние. Новый материал уже был испытан на кроликах и эксперимент прошел очень успешно. Причем использование этого материала одновременно со стволовыми клетками позволило костям восстанавливаться существенно быстрее, чем в нормальных условиях. Сам материал представляет собой комбинацию цинка, кремния и фосфата кальция. Причем исследователи предполагают использовать эту технологию не только для восстановления костей, но предполагают «печатать» органы целиком в случае их серьезного повреждения.
8. Восстановление повреждений мозга
Знаете ли вы, что ваш язык соединен с нервной системой с помощью тысяч нервных скоплений, некоторые из которых напрямую подключены к мозгу? Именно из этого знания родилась идея, о которой идет речь. Что если вы можете стимулировать нервную область в вашем языке и таким образом заставить ваш мозг «отремонтировать» поврежденные нервы? Как не странно, но это уже возможно. Достаточно большое количество пациентов уже прошло курс лечения с помощью нейромодулирующего стимулятора (PoNS) и буквально за неделю врачи отметили значительное улучшение в восстановлении функций мозга.
Новая технология позволяет избежать долговременного процесса реабилитации и ускорить восстановление в случае повреждения мозга. В настоящее время исследователи работают над применением этого метода при лечении других болезней мозга, таких как алкоголизм, болезнь Паркинсона и др.
9. Оборудование, которое получает питание от человека
Кардиостимуляторы - это относительно простые и не очень дорогие устройства, которые используются для регулирования работы человеческого сердца. К сожалению, примерно через семь лет источник питания этого устройства истощается и его требуется заменить с помощью хирургической операции, которая может стать источником дополнительных проблем, особенно у пожилых людей. Доктор Амин Карами (Amin Karami) нашел решение этой задачи. Он разработал устройство, которое может генерировать электричество за счет биения сердца и использоваться для питания кардиостимулятора. В настоящее время он намерен провести испытания своего устройства, которое в случае успеха может произвести революцию в сфере носимых и встраиваемых в тело медицинских устройств.
Кстати, это не единственные эксперименты такого рода. Исследователи из Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) провели первые испытания на крысах искусственного кардиостимулятора с автономным питанием, который получает электропитание с помощью гибкого пьезоэлектрического наногенератора. Новое устройство напрямую стимулирует живое сердце крысы, используя электричество, полученное прямым преобразованием из мелких движений тела крысы.
10. Роботы в кровеносных сосудах
Ученые из Brigham and Women’s Hospital (Бостон, США) разработали компьютерный чип, который может в течение долгого времени функционировать в крови пациента. Это так называемый микрофлюидный чип, покрытый длинными нитями ДНК, которые абсорбируют злокачественные раковые клетки. Действие этого чипа в крови напоминает движение и питание медузы в океане, только здесь питанием являются клетки рака. Причем раковые клетки могут быть извлечены из чипа позднее, если их необходимо изучить для диагностики.
Разработчики утверждают, что этот механизм захвата и высвобождения может использоваться как для диагностических целей, так и для терапевтического лечения при борьбе с раком. В ближайшее время предполагается тестирования этой технологии на людях.