10 вражаючих прикладів медицини майбутнього
Наука і техніка
10 вражаючих прикладів медицини майбутнього
21:30 18.06.2016
329
Розповісти друзям

Ті з нас, хто значну частину життя прожив до рубежу століть, звикли вважати наш поточний період часу таким собі віддаленим майбутнім. Але в медицині, наприклад, відбуваються настільки вражаючі прориви, що ми вже зараз стоїмо на порозі практичного безсмертя. І чим далі в майбутнє, тим більш дивні перспективи цієї сфери.

Заміна суглобів із біоматеріалів

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

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 робитимуть із біоматеріалів, щоб вони практично злилися з тілом.

Це стало можливим, звичайно ж, завдяки 3D-друку. Хірурги головного госпіталю Саутгемптона у Великобританії винайшли техніку, за допомогою якої імплант стегна літнього пацієнта утримується на місці за допомогою «клею», виготовленого із власних стовбурових клітин пацієнта. Крім того, професор Університету Торонто Боб Пілліар вивів процес на новий рівень, створивши імпланти нового покоління, які насправді імітують кістку 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 і траншей, за якими перевозяться поживні речовини в самому імпланті. Вирощені кісткові клітки пацієнта потім розподіляються по цій мережі, замикаючи кістку з імплантом. Згодом компонент штучної кістки розчиняється, а клітини і тканини, що виросли природним чином, зберігають форму імпланту.

Крихітний кардіостимулятор

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

З моменту імплантації першого кардіостимулятора в 1958 році, ця технологія, звичайно, значно покращилася. Компанія Medtronic, яка створила перший кардіостимулятор, що працює на батарейці, виходить на ринок із пристроєм, який може виробити таку саму революцію в області кардіостимуляторів, як і її перший пристрій. Воно розміром із вітамінку і не вимагає хірургічного втручання.

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

Очний імплант від Google

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

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

У 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.

Штучна шкіра

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

Вчений Роберт Лангер із 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 Чао 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.

Імпланти мозку, відновлюють рухові здібності

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

24-річний Ян Буркхарт пережив жахливу аварію у віці 19 років, яка паралізувала його від грудей до пальців ніг. Протягом останніх двох років він працював із докторами, які налаштовували і експериментували із пристроєм, імплантованим у його мозок — мікрочіпом, який зчитує електричні імпульси мозку і переводить їх у рух. Хоч пристрій і далекий від досконалості — його можна використовувати тільки в лабораторії, коли імплант підключений до комп'ютера за допомогою рукава на руці — воно дозволило пацієнтові зняти 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, роз'єднані з мозком, можна заново до нього підключити за допомогою сторонніх приладів.

Біоабсорбуючі трансплантати

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

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

Процедура називається ендогенним відновленням тканин. Давайте простими словами: у випадку з молодими пацієнтами, які народилися без деяких необхідних з'єднань у серці, лікарі змогли створити ці сполуки, використовуючи просунутий матеріал, який виступає як «ліс», 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 все п'ятеро одужали без будь-яких ускладнень.

Хрящ із біоскла

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

Група вчених з Імперського коледжу Лондона і Університету Мілано-Бікокка створили матеріал, який назвали «біоскло»: комбінацію кремній-полімеру, що має міцні та гнучкі властивості хряща. Біостекляні імпланти нагадують стенти, але робляться з абсолютно іншого матеріалу для зовсім іншого застосування. Одним із запропонованих використань таких імплантів є вибудовування лісів для заохочення природного вирощування хряща. Також 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 у стадії розробки для лікування травм коліна і інших травм у районах, де хрящ вже не відростити.

Самовідтворювані полімерні м'язи

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

Щоб не відставати від колег, стенфордський хімік Ченг-Хі Лі в поті чола працює над матеріалом, який може бути будівельним блоком для фактично штучного м'яза, який може перевершити в якості наші кволі м'язи. Його з'єднання — підозріло органічна сполука кремнію, азоту, кисню і вуглецю — здатне розтягуватися до 40-кратної своєї довжини, а після повертатися в нормальне положення. Також воно може відновлюватися від проколів за 72 години і заново закріплюватися після розривів, викликаних залізної «сіллю» в компоненті. Правда, для цього частини м'язи потрібно помістити поруч.

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%.

Привид серця

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

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 — абсолютно фантастичний.

Якщо коротко, серце тварини — свині, наприклад — замочується в хімічній ванні, яка руйнує і висмоктує всі клітини, крім білка. Залишається порожній «привид серця», який потім можна наповнити власними стовбуровими клітинами пацієнта. Як тільки необхідний біологічний матеріал виявляється на місці, серце підключається до пристрою, який замінює штучну систему кровообігу і легкі («біореактор»), поки не стане функціонувати як орган і його можна буде пересадити пацієнтові.

Ін'єкція мозкової мережі

10 вражаючих прикладів медицини майбутнього

Нарешті у нас є передова технологія, здатна швидко, просто і абсолютно обплутати мозок мережею за допомогою однієї ін'єкції. 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 з 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.

Джерело: hi-news.ru

Цікаве в розділах на сайті
Перлини української класики (збірник)
Леся Українка Іван Якович Франко Михайло Михайлович Коцюбинський Тарас Григорьевич Шевченко Василь Стефаник Микола Хвильовий Григорій Квітка-Основ’яненко Iван Нечуй-Левицький
Джейсон Борн
2016, Великобритания, Китай, США