Mâna bionică, terapia genică in vivo și încă 4 descoperiri semnificative în medicina secolului XXI

1. Inteligență artificială

Rețelele neuronale fac munca specialiștilor mai ușoară și mai precisă. De exemplu, AI poate saInteligența artificială în medicină / venituri din date diagnosticați boli: pentru aceasta, programul analizează rezultatele screening-urilor și apoi caută modele. Mai mult, totul se întâmplă mult mai repede decât dacă ar fi făcut de o persoană.

De asemenea, inteligența artificială capabilE. L. Rom, eu. F. Tsigelny. Inteligența artificială în tratamentul medicamentelor / Revizuirea anuală a farmacologiei și toxicologiei automatizează procesul de selectare a tratamentului pe baza istoricului medical și, de asemenea, în mod semnificativ acceleraAI în industria farmaceutică și dezvoltarea medicamentelor / Tec4med dezvoltarea de medicamente și vaccinuri. De obicei, durează câțiva ani pentru a se dezvolta și a pune în producție, iar AI poate reduce timpul la un an. Rețeaua instruită este capabilă atât să calculeze combinații de succes, cât și să găsească procentul probabil de succes atunci când le aplică. Adică, pentru a salva cercetătorii de nevoia de a pierde timpul cu opțiuni mai puțin promițătoare.

Și există deja exemple dovedite. Un medicament inventat de inteligența artificială pentru combaterea tulburării obsesiv-compulsive a fost testatT. Burki. O nouă paradigmă pentru dezvoltarea medicamentelor / The Lancet în public în 2020.

2. Bioprinting

Transplant de organe anual ajutăNumărul estimat de transplanturi de organe la nivel mondial în 2020 / Statista salvează sute de mii de oameni din întreaga lume. Dar potrivit pentru transplantul de ficat, inimă sau rinichi de la donator lipsuri, așa că există cozi uriașe pentru astfel de operațiuni.

Probabil, bioprintarea, imprimarea 3D a organelor sau țesuturilor, poate rezolva această problemă. Oamenii de știință din întreaga lume experimentează această tehnologie și au învățat deja cum să creeze pieleStart-up francez dezvoltă o tehnologie unică pentru bioimprimarea cu laser 4D a țesutului viu / conferință medicală 3D, țesut hepatic3D Bioprinting / Organovo și o inimaCercetătorii imprimă 3D o inimă cu țesut uman și vase de sânge / 3D Natives.

Bioprinting funcționează astfel:

1. Oamenii de știință colectareaImprimarea viitorului: bioimprimante 3D și utilizările lor / Academia Australiană de Științe „cerneală” pentru imprimare, adică celule vii și sănătoase. Pentru a face acest lucru, fie luați proba dorită direct de la o persoană, fie utilizați celule stem adulte.
2. Un model al organului sau țesutului dorit este creat pe un computer, adesea pe baza rezultatelor unei scanări sau RMN.
3. Imprimanta este încărcată cu „cerneală” și alt material organic sau sintetic, cum ar fi colagenul, care va acționa ca bază.
4. Urmează tehnologia. Capetele imprimantei plasează treptat biomaterialul în locurile potrivite. Procesul este lent și durează ore.

Deși astfel de organe nu sunt transplantate oamenilor, ele sunt folosite doar pentru studii clinice. Dar oasele imprimate într-un mod similar, inclusiv oasele craniului75% dintr-un craniu uman înlocuit cu material imprimat 3D / Extreme Techoamenii au fost deja transplantați. Posibilitățile de utilizare a unei imprimante 3D în medicină nu se limitează la asta. Deci, ei știu deja să imprime medicamente pe el: primele mostre lansat pus în vânzare în SUA încă din 2016.

3. Proteze bionice

Înlocuitorii artificiali pentru membrele amputate au fost folosiți de oameni de mii de ani: degetele de lemn găsiteProteză din lemn de 3.000 de ani pentru degetul de la picior descoperită pe o mumie egipteană / Live Science chiar și mumii. Multă vreme, protezele fie au îndeplinit doar funcții cosmetice, fie echipatProtézy v minulosti: pacienti kvôli nim trpeli / Magazin atașamente funcționale interschimbabile, de exemplu sub formă de furcă sau cârlig. Deși această alternativă a fost utilă, tot nu a putut îmbunătăți semnificativ calitatea vieții pacientului.

oamenii de știință mult timp ne uităm dupăR. Wirt, D. R. Taylor, F. Finley. Pattern-recunoașterea protezei de braț: o perspectivă istorică-un raport final / Buletin de cercetare protetică o soluție care ar putea transforma proteza într-o parte cu drepturi depline a corpului, controlată de puterea gândirii. Primele experimente de succes au avut loc deja în a doua jumătate a secolului al XX-lea, totuși, producția în masă a unor astfel de membre reușitDincolo de om: 8 organizații care fac descoperiri bionice / Wareable fi stabilit abia în secolul XXI. Datorită dezvoltării tehnologiei bionice.

Secretul muncii „brațelor” sau „picioarelor” robotice se află în miosenzori: se agață de țesutul muscular, răspund la semnalele creierului și le transmit protezei. Este suficient să te gândești la acțiunea dorită, iar noul membru o va efectua. Drept urmare, o persoană nu trebuie să se adapteze mult timp, să schimbe serios obiceiurile, să renunțe la hobby-uri și sporturi.

Tehnologiile bionice fac posibilă crearea altor tipuri de proteze, de exemplu, parțial ochiul care vedeViziune artificială: ceea ce văd oamenii cu ochi bionici / Conversația și exoscheletEkso bionics.

Unele mâini protetice moderne vă permit chiar să simțiți! De exemplu, Modular Protetic Limb, care dezvoltatLimb protetic modular / Laboratorul de fizică aplicată Johns Hopkins la Universitatea Johns Hopkins. În interiorul acestuia se află peste 100 de senzori care răspund la temperatura, textura și locația obiectului.

4. Terapia genică in vivo

Posibilitatea de a trata boli ereditare cauzate de o funcționare defectuoasă a unei anumite gene, cum ar fi fibroza chistică sau atrofia musculară spinală, startT. Friedmann, R. Roblin. Terapia genetică pentru boli genetice umane?: Propunerile pentru manipularea genetică la oameni ridică probleme științifice și etice dificile / Știință discutat în anii 1970. De atunci a apărutTerapia genică - când sunt tratate genele? / Genotek mai multe tehnologii pentru „corectarea” stării pacientului: introducerea unei noi gene, oprirea celei vechi sau înlocuirea acesteia cu o copie sănătoasă.

Ultimul timp a fost efectuat doar ex vivo: materialul necesar a fost luat din organism, tratat în laborator și apoi implantat înapoi în organism sănătos. Cu toate acestea, unele dintre bolile genetice nu pot fi vindecate în acest fel: nu fiecare celulă poate fi cultivată cu succes în afara corpului. Prin urmare, oamenii de știință căutau o altă cale. Și l-au găsit în terapia genică in vivo: în acest caz, medicamentul este administrat pacientului și corectarea genei merge mai departeTerapia genică: Faceți cunoștință cu medicamentele viitorului / Biomolecule chiar în interiorul corpului.

Primul astfel de instrument a fost înregistrat în Europa în 2012. Se numea Glybera și trebuia să ajute persoanele cu o deficiență a genei LPL care provoacă acumularea de trigliceride și pancreatită severă. Cu toate acestea, medicamentul a fost întrerupt și deja în 2017 amintitGlybera / Agenția Europeană pentru Medicamente înregistrarea acestuia: nu era nevoie de el și existau opțiuni de tratament mai simple și mai rentabile.

De atunci, au mai apărut câteva medicamente, deja mai de succes. De exemplu, Luxturna tratează amauroza lui Leber, o formă rară de orbire ereditară, iar Zolgensma tratează anumite tipuri de atrofie musculară spinală.

5. Robot chirurg

Roboții asistenți sunt necesari nu numai pentru a facilita munca chirurgului, ci și pentru a obține un rezultat de succes în operații deosebit de precise, de exemplu, asupra creierului. Experimentele cu astfel de tehnologii au început în anii 1980. Apoi au fost create mai multe mașini simultan. Printre ei:

• Artrobot. El pozitionatPrimul robot chirurgical din lume / The Medical Post și a fixat piciorul pacientului în timpul operației - a permis să refuze implicarea asistenților în această muncă.
• PUMA-560. folositPUMA 560/Britannica pentru prima biopsie robotică. Aparatul a determinat locul de inserare dorit al acului pe baza datelor tomografice.
• PROBOT. AjutatProbot/Colegiul Imperial din Londra efectuează operații precise pe prostată.
• ROBODOC. simplificatRobodoc’ efectuează prima intervenție chirurgicală cu succes pe om/UPI artroplastie articulară, datorită tăierii zonei exacte a osului șoldului.

Toate, însă, au fost folosite în mod privat și mai degrabă experimental. Primul robot, care a început să fie masiv atras de ajutorul chirurgilor, a fost „Da Vinci» (aprobarea FDA, Departamentul de Sănătate al SUA, a primitSistemul chirurgical da Vinci / Drugwatch în 2000). Vă permite să efectuați operații complexe într-un mod minim invaziv, adică cu cel mai mic rău pentru pacient. Poate fi folosit în cardio și neurochirurgie, urologie, ginecologie și alte domenii.

„da Vinci” are patru „brațe”, dar nu efectuează singur operația: este controlat de un chirurg folosind o consolă. Apropo, nu neapărat din camera alăturată: poți controla robotul, fiindChirurgul care operează de la 400 km distanță / BBC chiar și la sute de mile distanță. Da Vinci este folosit în multe țări din întreaga lume. De exemplu, în Rusia ajutat să efectueze peste 24,5 mii de operațiuni.

6. Hartă virtuală și terapie imună împotriva cancerului

În fiecare an în lume reparaCancer Today / Organizația Mondială a Sănătății milioane de cazuri noi de diagnosticare a diferitelor tipuri de cancer. Și oamenii de știință lucrează în mod constant la studiul bolilor oncologice: încearcă să înțeleagă particularitățile comportamentului celular și să găsească metode alternative eficiente de tratament.

În ultimii ani au apărut câteva descoperiri interesante în această direcție. De exemplu, cercetătorii de la Universitatea din Cambridge au creat o hartă interactivă a unei tumori canceroase folosind tehnologia VR. Ea este permiteModelul 3D folosește VR pentru a examina virtual celulele canceroase / Spring Wise „plimbați” prin diferitele sale părți, la fel ca în hărțile orașelor online și examinați în detaliu fiecare grup de celule. Pentru a crea harta, oamenii de știință au făcut o biopsie a tumorii pacientului, au tăiat proba în felii subțiri, au efectuat o serie de teste pentru a aduna informații despre materialul genetic și au încărcat datele în sistem. Programul poate fi actualizat prin descărcarea de noi informații: pentru a înregistra și a observa exact cum progresează tumora și cum interacționează celulele acesteia.

O altă descoperire importantă este deja legată de tratamentul cancerului. A fost realizat de imunologii americani și japonezi James Ellison și Tasuku Honjo. Indiferent unul de celălalt, ei descoperitPremiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină - 2018 / Elemente mecanisme din corpul uman care inhibă activitatea limfocitelor T. Dacă aceste mecanisme sunt dezactivate, sistemul imunitar începe să lupte singur cu celulele canceroase. Pentru munca lor, oameni de știință a primit Premiul Nobel în 2018. Datorită descoperirii lor, au fost create medicamente care deblochează sistemul imunitar, în special ipilimumab și nivolumab. Studii clinice spectacolJ. Larkin, V. Chiarion-Sileni, R. Gonzalez, J. Grob, P. Rutkowski, C. D. Lao, D. Schadendorf, J. Wagstaff, R. Dummer, P. F. Ferrucci, M. zâmbitoare. Supraviețuirea în cinci ani cu nivolumab și ipilimumab combinat în melanomul avansat / The New England Journal of Medicinecă pot îmbunătăți cu adevărat rezultatele tratamentului, de exemplu melanomul (cancer de piele).