Bionična roka, genska terapija in vivo in še 4 pomembna odkritja v medicini XXI stoletja

1. Umetna inteligenca

Nevronske mreže olajšajo in natančneje delajo strokovnjakom. Na primer, AI lahkoUmetna inteligenca v medicini / Prihodki od podatkov diagnosticirati bolezni: za to program analizira rezultate presejanja in nato išče vzorce. Poleg tega se vse zgodi veliko hitreje, kot če bi to storila oseba.

Tudi umetna inteligenca sposobenE. L. Romm, I. F. Tsigelny. Umetna inteligenca pri zdravljenju z drogami / Letni pregled farmakologije in toksikologije avtomatizirati postopek izbire zdravljenja na podlagi anamneze in tudi bistveno pohitiAI v farmacevtski industriji in razvoju zdravil / Tec4med razvoj zdravil in cepiv. Običajno traja več let, da se razvijejo in dajo v proizvodnjo, AI pa lahko skrajša čas na eno leto. Usposobljena mreža je sposobna tako izračunati uspešne kombinacije kot poiskati verjeten odstotek uspeha pri njihovi uporabi. To pomeni, da raziskovalcem prihranimo potrebo po izgubljanju časa za manj obetavne možnosti.

In že obstajajo dokazani primeri. Zdravilo, ki ga je izumila umetna inteligenca za boj proti obsesivno-kompulzivni motnji, je bilo preizkušenoT. Burki. Nova paradigma za razvoj zdravil / The Lancet v javnosti leta 2020.

2. Bioprinting

Presaditev organov letno pomagaOcenjeno število presaditev organov po vsem svetu leta 2020 / Statista rešiti na stotine tisoč ljudi po vsem svetu. A sploh primeren za presaditev jeter, srca ali ledvic darovalca manjka, zato so za takšne operacije ogromne čakalne vrste.

Verjetno lahko ta problem reši biotisk, 3D tisk organov ali tkiv. Znanstveniki po vsem svetu eksperimentirajo s to tehnologijo in so se že naučili ustvarjati kožoFrancoski start-up razvija edinstveno tehnologijo za 4D lasersko biotisk živih tkiv / 3D medicinska konferenca, jetrno tkivo3D Bioprinting / Organovo in srceRaziskovalci 3D natisnejo srce s človeškim tkivom in krvnimi žilami / 3D Natives.

Bioprinting deluje takole:

1. Znanstveniki zbiratiTiskanje prihodnosti: 3D biotiskalniki in njihova uporaba / Avstralska akademija znanosti »črnila« za tisk, torej živih in zdravih celic. Če želite to narediti, vzemite želeni vzorec neposredno od osebe ali uporabite odrasle matične celice.
2. Na računalniku se ustvari model želenega organa ali tkiva, pogosto na podlagi rezultatov skeniranja ali MRI.
3. Tiskalnik je napolnjen s "črnilom" in drugim organskim ali sintetičnim materialom, kot je kolagen, ki bo deloval kot osnova.
4. Naslednja je tehnologija. Tiskalne glave postopoma postavljajo biomaterial na prava mesta. Postopek je počasen in traja ure.

Čeprav se takšni organi ne presadijo ljudem, se uporabljajo le za klinična preskušanja. Toda kosti natisnjene na podoben način, vključno kosti lobanje75 % človeške lobanje zamenjano s 3D-natisnjenim materialom / Extreme Techljudje so že presajeni. Možnosti uporabe 3D tiskalnika v medicini niso omejene na to. Nanjo torej že znajo tiskati zdravila: prve vzorce začela naprodaj v ZDA že leta 2016.

3. Bionične proteze

Umetne nadomestke za amputirane okončine ljudje uporabljajo že tisočletja: leseni prsti našel3000 let staro leseno protetiko za prste na nogi odkrili na egipčanski mumiji / Živa znanost celo mumije. Dolgo časa so proteze opravljale le kozmetične funkcije ali opremljenoProtézy v minulosti: pacienti kvôli nim trpeli / Magazin zamenljivi funkcionalni nastavki, na primer v obliki vilic ali kavljev. Čeprav je bila ta alternativa uporabna, še vedno ni mogla bistveno izboljšati bolnikove kakovosti življenja.

znanstveniki dolgo iskaliR. Wirt, D. R. Taylor, F. Finley. Prepoznavanje vzorcev proteze roke: zgodovinska perspektiva - končno poročilo / Bilten raziskav protetike rešitev, ki bi lahko protezo spremenila v popoln del telesa, ki ga nadzoruje moč misli. Prvi uspešni poskusi so se zgodili že v drugi polovici 20. stoletja, vendar je množična proizvodnja takšnih okončin uspeloOnkraj človeka: 8 organizacij, ki delajo bionične preboje / Wareable vzpostaviti šele v 21. stoletju. Zahvaljujoč razvoju bionične tehnologije.

Skrivnost dela robotskih "rok" ali "nog" je v miosenzorjih: oprijemajo se mišičnega tkiva, se odzivajo na možganske signale in jih prenašajo na protezo. Dovolj je razmišljati o želenem dejanju in novi ud ga bo izvedel. Posledično se človeku ni treba dolgo prilagajati, resno spremeniti navade, opustiti hobije in šport.

Bionične tehnologije omogočajo ustvarjanje drugih vrst protez, na primer delno vidno okoUmetni vid: kaj vidijo ljudje z bioničnimi očmi / Pogovor in eksoskeletEkso bionika.

Nekatere sodobne protetične roke vam omogočajo celo občutek! Na primer Modularna protetična okončina, ki razvitiModularna protetična okončina / Laboratorij za uporabno fiziko Johns Hopkins na univerzi Johns Hopkins. V njem je več kot 100 senzorjev, ki se odzivajo na temperaturo, teksturo in lokacijo predmeta.

4. Genska terapija in vivo

Možnost zdravljenja dednih bolezni, ki so posledica okvare določenega gena, kot je cistična fibroza ali spinalna mišična atrofija, začniteT. Friedmann, R. Roblin. Genska terapija za človeško genetsko bolezen?: Predlogi za genetsko manipulacijo pri ljudeh odpirajo težke znanstvene in etične probleme / Znanost razpravljali v sedemdesetih letih. Od takrat pojavilGenska terapija – kdaj se zdravijo geni? / Genotek več tehnologij za »popravljanje« bolnikovega stanja: uvedba novega gena, izklop starega ali zamenjava z zdravo kopijo.

Zadnji dolgi čas je bil izveden le ex vivo: iz telesa so vzeli potreben material, ga laboratorijsko obdelali in nato zdrav vsadili nazaj v telo. Vendar pa nekaterih genskih bolezni ni mogoče pozdraviti na ta način: vsake celice ni mogoče uspešno gojiti zunaj telesa. Zato so znanstveniki iskali drugo pot. In našli so ga v genski terapiji in vivo: v tem primeru se zdravilo daje bolniku in popravi gen nadaljevatiGenska terapija: Spoznajte zdravila prihodnosti / Biomolekula naravnost v telesu.

Prvo takšno orodje je bilo v Evropi registrirano leta 2012. Imenoval se je Glybera in naj bi pomagal ljudem s pomanjkanjem gena LPL, ki povzroča kopičenje trigliceridov in hud pankreatitis. Vendar je bilo zdravilo ukinjeno in že leta 2017 odpoklicanGlybera / Evropska agencija za zdravila njegova registracija: potrebe po njem je bilo malo, obstajale pa so enostavnejše in stroškovno učinkovitejše možnosti zdravljenja.

Od takrat se je pojavilo več zdravil, ki so že uspešnejša. Luxturna na primer zdravi Leberjevo amaurozo, redko obliko dedne slepote, Zolgensma pa nekatere vrste spinalne mišične atrofije.

5. Robotski kirurg

Pomožni roboti so potrebni ne le za olajšanje dela kirurga, ampak tudi za doseganje uspešnega rezultata pri posebej natančnih operacijah, na primer na možganih. Eksperimenti s takšnimi tehnologijami so se začeli v osemdesetih letih prejšnjega stoletja. Nato je bilo ustvarjenih več strojev hkrati. Med njimi:

• Artrobot. on postavljenoPrvi kirurški robot na svetu / The Medical Post in fiksirala pacientovo nogo med operacijo - dovoljeno je zavrniti vključitev pomočnikov v to delo.
• PUMA‑560. uporabljaPUMA 560/Britannica za prvo robotsko biopsijo. Stroj je na podlagi podatkov tomografije določil želeno mesto vboda igle.
• PROBOT. PomagalProbot/Imperial College London opraviti natančne operacije na prostati.
• ROBODOC. poenostavljenoRobodoc’ izvede prvo uspešno operacijo na človeku / UPI artroplastika sklepa, zaradi izrezovanja natančnega predela kolčne kosti.

Vse pa so bile uporabljene zasebno in precej eksperimentalno. Prvi robot, ki ga je začela množično pritegniti pomoč kirurgov, je bil "Da Vinci» (Odobritev FDA, Ministrstvo za zdravje ZDA, dobilKirurški sistem da Vinci / Drugwatch leta 2000). Omogoča vam izvajanje zapletenih operacij na minimalno invaziven način, to je z najmanj škodo za pacienta. Uporablja se lahko v kardio in nevrokirurgiji, urologiji, ginekologiji in drugih področjih.

"da Vinci" ima štiri "roke", vendar operacije ne izvaja sam: nadzoruje ga kirurg s konzolo. Mimogrede, ne nujno iz sosednje sobe: robota lahko upravljate, bitiKirurg, ki operira od 400 km stran / BBC celo na stotine kilometrov stran. Da Vinci se uporablja v mnogih državah po svetu. Na primer, v Rusiji je pomagal izvesti več kot 24,5 tisoč operacij.

6. Virtualni zemljevid in imunska terapija raka

Vsako leto na svetu popravitiRak danes / Svetovna zdravstvena organizacija na milijone novih primerov diagnoze različnih vrst raka. In znanstveniki nenehno delajo na preučevanju onkoloških bolezni: poskušajo razumeti posebnosti vedenja celic in najti alternativne učinkovite metode zdravljenja.

V zadnjih letih se je v tej smeri pojavilo več zanimivih odkritij. Raziskovalci na Univerzi v Cambridgeu so na primer ustvarili interaktivni zemljevid rakastega tumorja z uporabo tehnologije VR. ona je dovoljuje3D model uporablja VR za virtualno preučevanje rakavih celic / Spring Wise »prehodite« po njegovih različnih delih, tako kot v spletnih zemljevidih ​​mest, in podrobno preučite vsako skupino celic. Za izdelavo zemljevida so znanstveniki vzeli biopsijo pacientovega tumorja, razrezali vzorec na tanke rezine, izvedli vrsto testov za zbiranje informacij o genetskem materialu in podatke naložili v sistem. Program je mogoče posodobiti s prenosom novih informacij: zabeležiti in natančno opazovati, kako tumor napreduje in kako njegove celice medsebojno delujejo.

Drugo pomembno odkritje je že povezano z zdravljenjem raka. Izdelala sta ga ameriška in japonska imunologa James Ellison in Tasuku Honjo. Ne glede na drug drugega so odkritiNobelova nagrada za fiziologijo ali medicino - 2018 / Elementi mehanizmi v človeškem telesu, ki zavirajo delo T-limfocitov. Če so ti mehanizmi onemogočeni, se imunski sistem začne sam boriti proti rakavim celicam. Za svoje delo znanstveniki dobil Nobelova nagrada 2018. Zahvaljujoč njihovemu odkritju so bila ustvarjena zdravila, ki deblokirajo imunski sistem, zlasti ipilimumab in nivolumab. Kliničnih preskušanj pokazatiJ. Larkin, V. Chiarion-Sileni, R. Gonzalez, J. Grob, P. Rutkowski, C. D. Lao, D. Schadendorf, J. Wagstaff, R. Dummer, P. F. Ferrucci, M. smeška. Petletno preživetje s kombiniranim nivolumabom in ipilimumabom pri naprednem melanomu / The New England Journal of Medicineda res lahko izboljšajo rezultate zdravljenja, na primer melanoma (kožnega raka).