Бионична ръка, генна терапия in vivo и още 4 значими открития в медицината на XXI век
разни / / May 18, 2022
Тези научни постижения са подобни на идеите на писателите на научна фантастика. Но сега спасяват животи.
1. Изкуствен интелект
Невронните мрежи правят работата на специалистите по-лесна и по-точна. Например AI могаИзкуствен интелект в медицината / Приходи от данни диагностициране на заболявания: за това програмата анализира резултатите от скринингите и след това търси модели. Освен това всичко се случва много по-бързо, отколкото ако е направено от човек.
Също и изкуствен интелект способенЕ. Л. Ром, И. Ф. Цигелни. Изкуствен интелект в лечението на наркотици / Годишен преглед на фармакологията и токсикологията автоматизира процеса на избор на лечение въз основа на медицинската история, а също и значително ускориAI във фармацевтичната индустрия и разработването на лекарства / Tec4med разработване на лекарства и ваксини. Обикновено отнемат няколко години, за да се развият и пуснат в производство, а AI може да намали времето до една година. Обучената мрежа е в състояние както да изчислява успешни комбинации, така и да намира вероятния процент на успех при прилагането им. Тоест, за да спестят изследователите от необходимостта да губят време за по-малко обещаващи варианти.
И вече има доказани примери. Изобретено от изкуствен интелект лекарство за борба с обсесивно-компулсивно разстройство е тестванТ. Бурки. Нова парадигма за разработване на лекарства / The Lancet публично през 2020 г.
2. Биопечат
Трансплантация на органи ежегодно помагаПриблизителен брой трансплантации на органи в световен мащаб през 2020 г. / Statista спаси стотици хиляди хора по света. Но изобщо подходящ за донорска трансплантация на черен дроб, сърце или бъбрек липсва, така че има огромни опашки за такива операции.
Вероятно биопринтирането, 3D отпечатването на органи или тъкани, може да реши този проблем. Учени от цял свят експериментират с тази технология и вече са се научили как да създават кожаФренски стартъп разработва уникална технология за 4D лазерен биопринт на жива тъкан / 3D медицинска конференция, чернодробна тъкан3D биопринт / Органово и сърцеИзследователи 3D отпечатват сърце с човешка тъкан и кръвоносни съдове / 3D Natives.
Биопринтирането работи по следния начин:
- учените събирамПечат на бъдещето: 3D биопринтери и тяхното използване / Австралийска академия на науките "мастило" за печат, тоест живи и здрави клетки. За да направите това, или вземете желаната проба директно от човек, или използвайте възрастни стволови клетки.
- На компютър се създава модел на желания орган или тъкан, често въз основа на резултатите от сканиране или ЯМР.
- Принтерът е зареден с "мастило" и друг органичен или синтетичен материал, като колаген, който ще действа като основа.
- Следващата е технологията. Главите на принтера постепенно поставят биоматериала на правилните места. Процесът е бавен и отнема часове.
Въпреки че такива органи не се трансплантират на хора, те се използват само за клинични изпитвания. Но костите, отпечатани по подобен начин, включително кости на черепа75% от човешкия череп е заменен с 3D отпечатан материал / Extreme Techхора вече са трансплантирани. Възможностите за използване на 3D принтер в медицината не се ограничават до това. И така, те вече знаят как да отпечатват лекарства върху него: първите проби стартира в продажба в САЩ още през 2016 г.
3. Бионични протези
Изкуствените заместители на ампутираните крайници се използват от хората от хиляди години: дървени пръсти намерени3000-годишна дървена протеза за пръсти, открита върху египетска мумия / Наука на живо дори мумии. Дълго време протезите или изпълняваха само козметични функции, или оборудваниProtézy v minulosti: pacienti kvôli nim trpeli / Magazin сменяеми функционални приставки, например под формата на вилица или кука. Въпреки че тази алтернатива беше полезна, тя все още не може значително да подобри качеството на живот на пациента.
учени дълго търсехаР. Вирт, Д. Р. Тейлър, Ф. Финли. Разпознаване на модел на протеза на ръката: историческа перспектива - окончателен доклад / Бюлетин за изследвания в областта на протезирането решение, което би могло да превърне протезата в пълноценна част от тялото, контролирана от силата на мисълта. Първите успешни експерименти се провеждат още през втората половина на 20-ти век, но масовото производство на такива крайници успялаОтвъд човека: 8 организации, които правят бионични пробиви / Wareable ще се установи едва през 21 век. Благодарение на развитието на бионичната технология.
Тайната на работата на роботизираните „ръце“ или „крака“ е в миосензорите: те се придържат към мускулната тъкан, реагират на мозъчни сигнали и ги предават на протезата. Достатъчно е да помислите за желаното действие и новият крайник ще го извърши. В резултат на това човек не трябва да се адаптира дълго време, сериозно да променя навиците си, да се откаже от хобита и спорт.
Бионичните технологии позволяват създаването на други видове протези, например частично виждащо окоИзкуствено зрение: какво виждат хората с бионични очи / Разговорът и екзоскелетЕксо бионика.
Някои модерни протезни ръце дори ви позволяват да усетите! Например Модулен протетичен крайник, който разработениМодулен протетичен крайник / Лаборатория по приложна физика на Джон Хопкинс в университета Джон Хопкинс. Вътре в него има повече от 100 сензора, които реагират на температурата, текстурата и местоположението на обекта.
4. Генна терапия in vivo
Възможността за лечение на наследствени заболявания, причинени от неизправност на определен ген, като кистозна фиброза или спинална мускулна атрофия, започнетеТ. Фридман, Р. Роблин. Генна терапия за човешки генетични заболявания?: Предложения за генетична манипулация при хора повдигат трудни научни и етични проблеми / Наука обсъждани през 70-те години на миналия век. От тогава се появиГенна терапия – кога се лекуват гените? / Генотек няколко технологии за "коригиране" на състоянието на пациента: въвеждане на нов ген, изключване на стария или замяната му със здраво копие.
Последното дълго време беше извършено само ex vivo: необходимият материал беше взет от тялото, обработен в лаборатория и след това имплантиран обратно в тялото здрав. Някои от генните заболявания обаче не могат да бъдат излекувани по този начин: не всяка клетка може успешно да се култивира извън тялото. Затова учените търсеха друг начин. И го откриха в генната терапия in vivo: в този случай лекарството се прилага на пациента, а корекцията на гена продължаваГенна терапия: Запознайте се с лекарствата на бъдещето / Биомолекула точно вътре в тялото.
Първият такъв инструмент е регистриран в Европа през 2012 г. Нарича се Glybera и е трябвало да помага на хора с дефицит на LPL ген, който причинява натрупване на триглицериди и тежък панкреатит. Лекарството обаче беше спряно и още през 2017г припомниGlybera / Европейска агенция по лекарствата регистрацията му: имаше малка нужда от него и имаше по-прости и по-рентабилни възможности за лечение.
Оттогава се появиха още няколко лекарства, вече по-успешни. Например, Luxturna лекува амавроза на Лебер, рядка форма на наследствена слепота, а Zolgensma лекува някои видове спинална мускулна атрофия.
5. Робот хирург
Асистентните роботи са необходими не само за улесняване на работата на хирурга, но и за получаване на успешен резултат при особено прецизни операции, например върху мозъка. Експериментите с подобни технологии започват през 80-те години на миналия век. Тогава бяха създадени няколко машини наведнъж. Между тях:
- Артробот. Той позициониранПървият в света хирургически робот / The Medical Post и фиксира крака на пациента по време на операцията - разрешено да откаже да включва асистенти в тази работа.
- PUMA‑560. използванPUMA 560/Британика за първата роботизирана биопсия. Машината определя желаното място за поставяне на иглата въз основа на данни от томография.
- ПРОБОТ. ПомогнаПробот/Имперски колеж в Лондон извършват прецизни операции на простатата.
- РОБОДОК. опростенRobodoc’ извършва първата успешна операция на човек / UPI артропластика на ставите, поради изрязване на точната област на тазобедрената кост.
Всички те обаче бяха използвани частно и по-скоро експериментално. Първият робот, който започна масово да бъде привлечен от помощта на хирурзи, беше "Да Винчи» (одобрение от FDA, Министерство на здравеопазването на САЩ, имаХирургична система да Винчи / Drugwatch през 2000 г.). Тя ви позволява да извършвате сложни операции по минимално инвазивен начин, тоест с най-малко увреждане на пациента. Може да се използва в кардио и неврохирургия, урология, гинекология и други области.
"да Винчи" има четири "ръце", но той не извършва операцията сам: той се контролира от хирург с помощта на конзола. Между другото, не е задължително от съседната стая: можете да управлявате робота, битиеХирургът, който оперира от 400 км / BBC дори на стотици мили. Да Винчи се използва в много страни по света. Например в Русия го помогна за извършване на повече от 24,5 хиляди операции.
6. Виртуална карта и имунна терапия срещу рак
Всяка година в света поправиРакът днес / Световната здравна организация милиони нови случаи на диагностициране на различни видове рак. И учените непрекъснато работят върху изследването на онкологичните заболявания: те се опитват да разберат особеностите на клетъчното поведение и да намерят алтернативни ефективни методи за лечение.
През последните години се появиха няколко интересни открития в тази посока. Например, изследователи от университета в Кеймбридж са създали интерактивна карта на раков тумор, използвайки VR технология. Тя е позволява3D моделът използва VR за виртуално изследване на раковите клетки / Spring Wise „разходете се“ през различните му части, точно както в онлайн градските карти, и разгледайте подробно всеки клъстер от клетки. За да създадат картата, учените направиха биопсия на тумора на пациента, нарязаха пробата на тънки резени, проведоха серия от тестове за събиране на информация за генетичния материал и качиха данните в системата. Програмата може да се актуализира чрез изтегляне на нова информация: да записва и наблюдава как точно прогресира туморът и как взаимодействат клетките му.
Друго важно откритие вече е свързано с лечението на рак. Направен е от американски и японски имунолози Джеймс Елисън и Тасуку Хонджо. Независимо един от друг, те откритиНобелова награда по физиология или медицина - 2018 / Елементи механизми в човешкото тяло, които инхибират работата на Т-лимфоцитите. Ако тези механизми са изключени, имунната система започва да се бори сама с раковите клетки. За работата си учените има Нобелова награда за 2018 г. Благодарение на тяхното откритие са създадени лекарства, които деблокират имунната система, по-специално ипилимумаб и ниволумаб. Клинични проучвания шоуДж. Ларкин, В. Киарион-Силени, Р. Гонзалес, Дж. Гроб, П. Рутковски, C. Д. Лао, Д. Шадендорф, Дж. Уагстаф, Р. Дамър, П. Ф. Феручи, М. усмихнат. Петгодишно оцеляване с комбиниран ниволумаб и ипилимумаб при напреднал меланом / The New England Journal of Medicineче те наистина могат да подобрят резултатите от лечението, например, меланом (рак на кожата).
Имунотерапията все още е нов подход за лечение на рак и не е подходяща за всички видове рак. Следователно няма да има отхвърляне на други методи в близко бъдеще. Един от основните начини за борба с това заболяване остава използването на радиофармацевтици. Те имат много разновидности и за всяка локализация на заболяването използват своя собствена. Например радий-223 е необходим за лечение на рак на простатата. Единственото съществуващо лекарство с него се произвежда в чужбина, но до края на годината се планира аналогът му да бъде пуснат в Русия. над него сега работа учени от Томския политехнически университет. Те ще добиват радий-223 чрез облъчване на соли на радий-226.