Bionikus kéz, génterápia in vivo és 4 további jelentős felfedezés az orvostudományban a XXI
Vegyes Cikkek / / May 18, 2022
Ezek a tudományos eredmények hasonlóak a tudományos-fantasztikus írók elképzeléseihez. De most életeket mentenek.
1. Mesterséges intelligencia
A neurális hálózatok megkönnyítik és pontosítják a szakemberek munkáját. Például az AI tudMesterséges intelligencia az orvostudományban / Adatbevétel betegségek diagnosztizálása: ehhez a program elemzi a szűrések eredményeit, majd mintákat keres. Ráadásul minden sokkal gyorsabban történik, mintha egy ember tenné.
A mesterséges intelligencia is képesE. L. Romm, én. F. Tsigelny. Mesterséges intelligencia a gyógyszeres kezelésben / Farmakológiai és toxikológiai éves áttekintés automatizálja a kezelés kiválasztásának folyamatát az anamnézis alapján, és jelentősen felgyorsulAI a gyógyszeriparban és a gyógyszerfejlesztésben / Tec4med gyógyszerek és vakcinák fejlesztése. Kifejlesztésük és gyártásuk általában több évig tart, és a mesterséges intelligencia egy évre csökkentheti az időt. A betanított hálózat képes a sikeres kombinációk kiszámítására és alkalmazásakor a siker valószínű százalékos arányának meghatározására. Vagyis megkímélni a kutatókat attól, hogy időt pazaroljanak a kevésbé ígéretes lehetőségekre.
És vannak már bizonyított példák. Egy mesterséges intelligencia által feltalált gyógyszer a kényszerbetegség leküzdésére tesztelveT. Burki. A gyógyszerfejlesztés új paradigmája / The Lancet nyilvánosan 2020.
2. Bioprinting
Szervátültetés évente segítSzervátültetések becsült száma világszerte 2020-ban / Statista emberek százezreit mentheti meg szerte a világon. De egyáltalán alkalmas donormáj-, szív- vagy veseátültetésre hiányzik, ezért óriási sorok állnak az ilyen műveleteknél.
Valószínűleg a bioprinting, a szervek vagy szövetek 3D nyomtatása megoldhatja ezt a problémát. A tudósok világszerte kísérleteznek ezzel a technológiával, és már megtanulták, hogyan kell létrehozni bőrA francia start-up egyedülálló technológiát fejleszt az élőszövetek 4D lézeres bionyomtatásához / 3D Orvosi Konferencia, májszövet3D bionyomtatás / Organovo és szívA kutatók 3D-s szívet nyomtatnak emberi szövetekkel és erekkel / 3D bennszülöttek.
A bionyomtatás a következőképpen működik:
- Tudósok gyűjtA jövő nyomtatása: 3D bionyomtatók és felhasználásuk / Australian Academy of Science "tintát" a nyomtatáshoz, vagyis az élő és egészséges sejteket. Ehhez vagy közvetlenül egy személytől vegye ki a kívánt mintát, vagy használjon felnőtt őssejteket.
- A kívánt szerv vagy szövet modelljét számítógépen készítik el, gyakran szkennelés vagy MRI eredményei alapján.
- A nyomtató „tintával” és más szerves vagy szintetikus anyaggal, például kollagénnel van megtöltve, amely alapként működik.
- A következő a technológia. A nyomtatófejek fokozatosan a megfelelő helyekre helyezik a bioanyagot. A folyamat lassú és órákig tart.
Bár az ilyen szerveket nem ültetik át emberekbe, csak klinikai vizsgálatokhoz használják őket. De a csontokat hasonló módon nyomtatták, beleértve koponyacsontokAz emberi koponya 75%-át 3D-nyomtatott anyagra cserélték / Extreme Techembereket már átültettek. A 3D nyomtató orvosi felhasználási lehetőségei nem korlátozódnak erre. Tehát már tudják, hogyan kell rányomtatni a gyógyszereket: az első mintákat elindított már 2016-ban forgalomba került az Egyesült Államokban.
3. Bionikus protézisek
Az emberek évezredek óta használják az amputált végtagok mesterséges helyettesítőit: a fából készült ujjakat megtalált3000 éves fa lábujj protézist fedeztek fel az egyiptomi múmián / Live Science akár múmiák. A protézisek hosszú ideig vagy csak kozmetikai funkciókat láttak el, vagy felszereltProtézy v minulosti: pacienti kvôli nim trpeli / Magazin cserélhető funkcionális tartozékok, például villa vagy horog formájában. Bár ez az alternatíva hasznos volt, mégsem tudta jelentősen javítani a beteg életminőségét.
tudósok hosszú kerestekR. Wirt, D. R. Taylor, F. Finley. A karprotézis mintázata: történelmi perspektíva – zárójelentés / Bulletin of Prosthetic Research olyan megoldás, amely a protézist a gondolat erejével irányított, teljes értékű testrésszé alakíthatja. Az első sikeres kísérletekre már a 20. század második felében sor került, azonban az ilyen végtagok tömeggyártása sikerültBeyond human: 8 szervezet, amely bionikus áttörést hoz / Wareable csak a 21. században jön létre. A bionikus technológia fejlődésének köszönhetően.
A robot „karok” vagy „lábak” munkájának titka a mioszenzorokban rejlik: az izomszövethez tapadnak, reagálnak az agyi jelekre, és továbbítják azokat a protézishez. Elég átgondolni a kívánt műveletet, és az új végtag végrehajtja azt. Ennek eredményeként az embernek nem kell sokáig alkalmazkodnia, komolyan változtatnia kell a szokásokon, fel kell hagynia a hobbival és a sporttal.
A bionikus technológiák lehetővé teszik más típusú protézisek létrehozását, például részlegesen látó szemMesterséges látás: mit látnak a bionikus szeműek / A beszélgetés és exoskeletonEkso bionika.
Egyes modern kézprotézisek még az érzést is lehetővé teszik! Például a Moduláris Prosthetic Limb, amely fejlettModuláris végtagprotézis / Johns Hopkins Alkalmazott Fizikai Laboratórium a Johns Hopkins Egyetemen. A belsejében több mint 100 érzékelő található, amelyek reagálnak az objektum hőmérsékletére, textúrájára és elhelyezkedésére.
4. Génterápia in vivo
Egy bizonyos gén meghibásodása által okozott örökletes betegségek, például cisztás fibrózis vagy spinális izomsorvadás kezelésének lehetősége, RajtT. Friedmann, R. Roblin. Az emberi genetikai betegségek génterápiája?: Az emberek genetikai manipulálására vonatkozó javaslatok nehéz tudományos és etikai problémákat vetnek fel / Tudomány az 1970-es években tárgyalták. Azóta megjelentGénterápia – mikor kezelik a géneket? / Genotek többféle technológia a beteg állapotának "korrigálása" érdekében: új gén bevezetése, a régi kikapcsolása vagy egészséges másolatra pótlása.
Utolsó hosszú ideig csak ex vivo végezték: a szükséges anyagot kivették a szervezetből, laboratóriumban kezelték, majd egészségesen visszaültették a szervezetbe. A génbetegségek egy része azonban nem gyógyítható így: nem minden sejtet lehet sikeresen termeszteni a testen kívül. Ezért a tudósok más utat kerestek. És a génterápiában találták meg in vivo: ebben az esetben a gyógyszert beadják a betegnek, és a gén korrekcióját folyikGénterápia: Ismerje meg a jövő gyógyszereit / Biomolekula közvetlenül a testben.
Az első ilyen eszközt 2012-ben regisztrálták Európában. Glyberának hívták, és az LPL-génhiányban szenvedőknek kellett volna segítenie, ami triglicerid-felhalmozódást és súlyos hasnyálmirigy-gyulladást okoz. A gyógyszert azonban leállították, és már 2017-ben emlékeztetettGlybera / Európai Gyógyszerügynökség regisztrációja: alig volt rá szükség, léteztek egyszerűbb és költséghatékonyabb kezelési lehetőségek is.
Azóta több gyógyszer is megjelent, már sikeresebbek. A Luxturna például a Leber-féle amaurózist, az örökletes vakság ritka formáját kezeli, a Zolgensma pedig a gerincvelői izomsorvadás bizonyos típusait.
5. Robot sebész
Az asszisztens robotokra nemcsak a sebész munkájának megkönnyítése érdekében van szükség, hanem ahhoz is, hogy sikeres eredményt érjenek el különösen precíz műtéteknél, például az agyon. Az ilyen technológiákkal kapcsolatos kísérletek az 1980-as években kezdődtek. Aztán több gépet hoztak létre egyszerre. Közöttük:
- Arthrobot. Ő elhelyezettA világ első sebészeti robotja / The Medical Post és rögzítette a beteg lábát a műtét során – megtagadta az asszisztensek bevonását ebbe a munkába.
- PUMA-560. használtPUMA 560/Britannica az első robotbiopsziához. A gép a tomográfiás adatok alapján meghatározta a tű kívánt beszúrási helyét.
- PROBOT. SegítettProbot/Imperial College London végezzen precíz műtéteket a prosztatán.
- ROBODOC. egyszerűsítettRobodoc végrehajtja az első sikeres műtétet emberi/UPI-n ízületi arthroplasztika, a csípőcsont pontos területének kivágása miatt.
Mindazonáltal mindegyiket magáncélra és inkább kísérleti célokra használták. A legelső robot, amely masszívan vonzotta a sebészek segítségét, a "Da Vinci» (FDA jóváhagyása, Egyesült Államok Egészségügyi Minisztériuma, kapottda Vinci sebészeti rendszer / Drugwatch 2000-ben). Lehetővé teszi összetett műveletek minimálisan invazív módon történő végrehajtását, vagyis a pácienst a legkisebb kárral. Használható a szív- és idegsebészetben, az urológiában, a nőgyógyászatban és más területeken.
"da Vinci"-nek négy "karja" van, de a műtétet nem maga végzi: egy sebész irányítja egy konzol segítségével. Egyébként nem feltétlenül a szomszéd szobából: irányíthatod a robotot, lényA sebész, aki 400 km-ről operál / BBC akár több száz mérföldre is. A Da Vincit a világ számos országában használják. Például Oroszországban ez segített több mint 24,5 ezer művelet elvégzésére.
6. Virtuális térkép és rák immunterápia
Minden évben a világon javítaniCancer Today / Egészségügyi Világszervezet több millió új esetet diagnosztizáltak különböző ráktípusokkal. A tudósok pedig folyamatosan dolgoznak az onkológiai betegségek vizsgálatán: próbálják megérteni a sejtek viselkedésének sajátosságait, és alternatív, hatékony kezelési módszereket találni.
Az elmúlt években több érdekes felfedezés is megjelent ebben az irányban. A Cambridge-i Egyetem kutatói például interaktív térképet készítettek egy rákos daganatról VR technológia segítségével. Ő az lehetővé tesziA 3D modell VR-t használ a rákos sejtek virtuális vizsgálatára / Spring Wise „Sétáljon” a különböző részein, akárcsak az online várostérképeken, és vizsgálja meg részletesen az egyes sejtcsoportokat. A térkép elkészítéséhez a tudósok biopsziát vettek a páciens daganatából, a mintát vékony szeletekre vágták, tesztsorozatot futtattak le, hogy információkat gyűjtsenek a genetikai anyagról, majd feltöltötték az adatokat a rendszerbe. A program új információk letöltésével frissíthető: pontosan rögzíthető és megfigyelhető a daganat előrehaladása és sejtjei kölcsönhatása.
Egy másik fontos felfedezés már a rák kezelésével kapcsolatos. James Ellison és Tasuku Honjo amerikai és japán immunológusok készítették. Egymástól függetlenül ők felfedeztékÉlettani és orvosi Nobel-díj – 2018 / Elemek olyan mechanizmusok az emberi szervezetben, amelyek gátolják a T-limfociták munkáját. Ha ezek a mechanizmusok le vannak tiltva, az immunrendszer önállóan kezdi felvenni a harcot a rákos sejtekkel. Munkájukért, tudósok kapott Nobel-díj 2018-ban. Felfedezésüknek köszönhetően olyan gyógyszereket hoztak létre, amelyek feloldják az immunrendszer blokkolását, különösen az ipilimumabot és a nivolumabot. Klinikai vizsgálatok előadásJ. Larkin, V. Chiarion-Sileni, R. Gonzalez, J. Grob, P. Rutkowski, C. D. Lao, D. Schadendorf, J. Wagstaff, R. Dummer, P. F. Ferrucci, M. mosolygós. Öt éves túlélés kombinált nivolumabbal és ipilimumabbal előrehaladott melanomában / The New England Journal of Medicinehogy valóban javíthatják a kezelés eredményeit, például melanoma (bőrrák) esetén.
Az immunterápia még mindig új megközelítés a rák kezelésében, és nem alkalmas minden ráktípusra. Ezért a közeljövőben nem fognak más módszereket elutasítani. A betegség leküzdésének egyik fő módja továbbra is a radiofarmakonok alkalmazása. Sok fajtájuk van, és a betegség minden lokalizációjához a sajátjukat használják. Például a rádium-223 szükséges a prosztatarák kezelésére. Az egyetlen létező gyógyszert külföldön gyártják, de az év végére a tervek szerint analógja Oroszországban is megjelenik. most túl rajta munka tudósok a Tomszki Politechnikai Egyetemről. Rádium-223-at fognak bányászni a rádium-226 sóinak besugárzásával.