Bioninė ranka, genų terapija in vivo ir dar 4 reikšmingesni atradimai medicinoje XXI a

1. Dirbtinis intelektas

Neuroniniai tinklai palengvina ir palengvina specialistų darbą. Pavyzdžiui, AI galiDirbtinis intelektas medicinoje / Pajamos iš duomenų diagnozuoti ligas: tam programa analizuoja patikrų rezultatus, o tada ieško modelių. Be to, viskas vyksta daug greičiau, nei tuo atveju, jei tai darytų žmogus.

Taip pat dirbtinis intelektas galintisE. L. Rommas, aš. F. Tsigelny. Dirbtinis intelektas gydant vaistus / Metinė farmakologijos ir toksikologijos apžvalga automatizuoti gydymo parinkimo procesą remiantis ligos istorija, o taip pat žymiai pagreitintiAI farmacijos pramonėje ir vaistų kūrime / Tec4med Vaistų ir vakcinų kūrimas. Paprastai juos sukurti ir pradėti gaminti užtrunka kelerius metus, o AI gali sutrumpinti laiką iki vienerių metų. Apmokytas tinklas gali ir apskaičiuoti sėkmingus derinius, ir rasti tikėtiną sėkmės procentą juos taikant. Tai yra, siekiant išgelbėti mokslininkus nuo būtinybės gaišti laiką mažiau perspektyviems variantams.

Ir jau yra patikrintų pavyzdžių. Buvo dirbtinio intelekto išrastas vaistas, skirtas kovoti su obsesiniu-kompulsiniu sutrikimu išbandytaT. Burki. Nauja vaistų kūrimo paradigma / The Lancet viešai 2020 m.

2. Biospausdinimas

Organų transplantacija kasmet padedaNumatomas organų transplantacijų skaičius visame pasaulyje 2020 m. / Statista išgelbėti šimtus tūkstančių žmonių visame pasaulyje. Bet išvis tinka donoro kepenims, širdžiai ar inkstams persodinti trūksta, todėl tokioms operacijoms susidaro didžiulės eilės.

Tikriausiai šią problemą gali išspręsti bioprintas, organų ar audinių 3D spausdinimas. Viso pasaulio mokslininkai eksperimentuoja su šia technologija ir jau išmoko kurti odaPrancūzijos startuolis kuria unikalią technologiją, skirtą 4D lazeriniam gyvųjų audinių biospausdinimui / 3D medicinos konferencija, kepenų audinio3D biospausdinimas / Organovo ir širdisTyrėjai 3D spausdina širdį su žmogaus audiniais ir kraujagyslėmis / 3D vietiniai gyventojai.

Biospausdinimas veikia taip:

1. Mokslininkai rinktiAteities spausdinimas: 3D biospausdintuvai ir jų panaudojimas / Australijos mokslų akademija „rašalas“, skirtas spausdinimui, tai yra gyvoms ir sveikoms ląstelėms. Norėdami tai padaryti, arba paimkite norimą mėginį tiesiai iš žmogaus, arba naudokite suaugusiųjų kamienines ląsteles.
2. Kompiuteriu sukuriamas pageidaujamo organo ar audinio modelis, dažnai remiantis skenavimo ar MRT rezultatais.
3. Į spausdintuvą įdėta „rašalo“ ir kitos organinės ar sintetinės medžiagos, pavyzdžiui, kolageno, kuris veiks kaip pagrindas.
4. Toliau – technologijos. Spausdintuvo galvutės palaipsniui deda biomedžiagą į reikiamas vietas. Procesas yra lėtas ir trunka valandas.

Nors tokie organai žmonėms nepersodinami, jie naudojami tik klinikiniams tyrimams. Bet kaulai spausdinami panašiai, įskaitant kaukolės kaulai75 % žmogaus kaukolės pakeista 3D spausdinta medžiaga / Extreme Techžmonių jau buvo persodinti. Tuo 3D spausdintuvo panaudojimo galimybės medicinoje neapsiriboja. Taigi, jie jau žino, kaip ant jo atspausdinti vaistus: pirmieji pavyzdžiai paleistas JAV parduota jau 2016 m.

3. Bioniniai protezai

Jau tūkstančius metų žmonės naudojo dirbtinius amputuotų galūnių pakaitalus: medinius pirštus rastaAnt Egipto mumijos aptiktas 3 000 metų medinių pirštų protezas / Live Science net mumijos. Ilgą laiką protezai arba atlikdavo tik kosmetines funkcijas, arba įrengtasProtézy v minulosti: pacientai kvôli nim trpeli / Magazin keičiami funkciniai priedai, pavyzdžiui, šakės arba kablio pavidalo. Nors ši alternatyva buvo naudinga, ji vis tiek negalėjo žymiai pagerinti paciento gyvenimo kokybės.

mokslininkai ilgai ieškojoR. Wirt, D. R. Teiloras, F. Finley. Rankų protezų modelio atpažinimas: istorinė perspektyva – galutinė ataskaita / Protezavimo tyrimų biuletenis sprendimas, kuris protezą galėtų paversti visaverte kūno dalimi, valdoma minties galia. Pirmieji sėkmingi eksperimentai įvyko jau XX amžiaus antroje pusėje, tačiau masinė tokių galūnių gamyba. pavykoBe žmogaus: 8 organizacijos, darančios bioninius proveržius / Wareable įsitvirtinti tik XXI amžiuje. Dėl bioninių technologijų plėtros.

Robotų „rankų“ arba „kojų“ darbo paslaptis slypi miosensoriuose: jie prilimpa prie raumenų audinio, reaguoja į smegenų signalus ir perduoda juos protezui. Pakanka apgalvoti norimą veiksmą, ir nauja galūnė jį atliks. Dėl to žmogui nereikia ilgai prisitaikyti, rimtai keisti įpročių, atsisakyti pomėgių ir sporto.

Bioninės technologijos leidžia sukurti kitų tipų protezus, pavyzdžiui, iš dalies matanti akisDirbtinis regėjimas: ką mato žmonės su bioninėmis akimis / The Conversation ir egzoskeletasEkso bionika.

Kai kurios šiuolaikinės protezuotos rankos leidžia net pajausti! Pavyzdžiui, modulinis galūnės protezas, kuris išvystytaModulinės galūnės protezavimo / Johns Hopkins taikomosios fizikos laboratorija Johnso Hopkinso universitete. Jo viduje yra daugiau nei 100 jutiklių, kurie reaguoja į objekto temperatūrą, tekstūrą ir vietą.

4. Genų terapija in vivo

Galimybė gydyti paveldimas ligas, sukeltas tam tikro geno veikimo sutrikimo, pvz., cistinę fibrozę ar stuburo raumenų atrofiją, pradėtiT. Friedmannas, R. Roblinas. Žmogaus genetinių ligų genų terapija?: pasiūlymai dėl genetinės manipuliacijos žmonėmis kelia sudėtingų mokslinių ir etinių problemų / Mokslas aptartas 1970 m. Nuo tada pasirodėGenų terapija – kada gydomi genai? / Genotek kelios technologijos paciento būklei „pataisyti“: naujo geno įvedimas, senojo išjungimas arba pakeitimas sveika kopija.

Pastarąjį ilgą laiką buvo atliekama tik ex vivo: iš organizmo buvo paimta reikiama medžiaga, apdorota laboratorijoje, o vėliau sveika atgal į organizmą implantuota. Tačiau kai kurių genų ligų tokiu būdu išgydyti nepavyksta: ne kiekviena ląstelė gali būti sėkmingai auginama už kūno ribų. Todėl mokslininkai ieškojo kito kelio. Ir jie tai rado genų terapijoje in vivo: tokiu atveju pacientui skiriamas vaistas ir geno korekcija. vykstaGenų terapija: susipažinkite su ateities vaistais / biomolekule tiesiai kūno viduje.

Pirmoji tokia priemonė Europoje buvo užregistruota 2012 m. Jis buvo vadinamas Glybera ir turėjo padėti žmonėms, turintiems LPL geno trūkumą, sukeliantį trigliceridų kaupimąsi ir sunkų pankreatitą. Tačiau vaisto vartojimas buvo nutrauktas ir jau 2017 m priminėGlybera / Europos vaistų agentūra jo registracija: jo mažai reikėjo, buvo paprastesnių ir ekonomiškesnių gydymo būdų.

Nuo to laiko atsirado dar keli vaistai, jau sėkmingesni. Pavyzdžiui, Luxturna gydo Leberio amaurozę – retą paveldimo aklumo formą, o Zolgensma – tam tikras stuburo raumenų atrofijos rūšis.

5. Chirurgas robotas

Robotų padėjėjai reikalingi ne tik chirurgo darbui palengvinti, bet ir sėkmingam rezultatui gauti atliekant ypač tikslias operacijas, pavyzdžiui, galvos smegenyse. Eksperimentai su tokiomis technologijomis prasidėjo devintajame dešimtmetyje. Tada buvo sukurtos kelios mašinos vienu metu. Tarp jų:

• Artrobotas. Jis padėtiesPirmasis pasaulyje chirurginis robotas / The Medical Post ir operacijos metu sutvarkė paciento koją – leista atsisakyti įtraukti į šį darbą asistentus.
• PUMA-560. naudojamasPUMA 560/Britannica pirmajai robotinei biopsijai. Aparatas pagal tomografijos duomenis nustatė norimą adatos įdėjimo vietą.
• PROBOTAS. PadėjoProbotas / Londono imperatoriškasis koledžas atlikti tikslias prostatos operacijas.
• ROBODOC. supaprastintaRobodoc atlieka pirmąją sėkmingą žmogaus / UPI operaciją sąnario artroplastika, dėl tikslios klubo kaulo srities išpjovimo.

Tačiau visi jie buvo naudojami privačiai ir gana eksperimentiškai. Pats pirmasis robotas, kurį pradėjo masiškai traukti chirurgų pagalba, buvo "Davinčis» (FDA patvirtinimas, JAV sveikatos departamentas, gavoda Vinci chirurginė sistema / Drugwatch 2000 metais). Tai leidžia atlikti sudėtingas operacijas minimaliai invaziniu būdu, ty kuo mažiau kenkiant pacientui. Jis gali būti naudojamas kardiochirurgijoje, neurochirurgijoje, urologijoje, ginekologijoje ir kitose srityse.

„da Vinci“ turi keturias „rankas“, tačiau pats operacijos neatlieka: jį valdo chirurgas, naudodamas konsole. Beje, nebūtinai iš gretimo kambario: galite valdyti robotą, esamasChirurgas, dirbantis už 400 km / BBC net už šimtų mylių. Da Vinci naudojamas daugelyje pasaulio šalių. Pavyzdžiui, Rusijoje tai padėjo operacijų atlikti daugiau nei 24,5 tūkst.

6. Virtualus žemėlapis ir vėžio imuninė terapija

Kiekvienais metais pasaulyje pataisytiVėžys šiandien / Pasaulio sveikatos organizacija milijonai naujų įvairių vėžio tipų diagnozavimo atvejų. O mokslininkai nuolat dirba prie onkologinių ligų tyrimo: bando suprasti ląstelių elgsenos ypatumus ir rasti alternatyvių efektyvių gydymo metodų.

Pastaraisiais metais šia kryptimi atsirado keletas įdomių atradimų. Pavyzdžiui, Kembridžo universiteto mokslininkai, naudodami VR technologiją, sukūrė interaktyvų vėžinio naviko žemėlapį. Ji yra leidžia3D modelis naudoja VR, kad virtualiai ištirtų vėžio ląsteles / Spring Wise „Pasivaikščiokite“ per skirtingas jo dalis, kaip ir internetiniuose miestų žemėlapiuose, ir išsamiai išnagrinėkite kiekvieną langelių grupę. Norėdami sukurti žemėlapį, mokslininkai paėmė paciento naviko biopsiją, supjaustė mėginį plonais griežinėliais, atliko daugybę tyrimų, kad surinktų informaciją apie genetinę medžiagą, ir įkėlė duomenis į sistemą. Programą galima atnaujinti atsisiunčiant naują informaciją: fiksuoti ir tiksliai stebėti, kaip auglys progresuoja ir kaip sąveikauja jo ląstelės.

Kitas svarbus atradimas jau susijęs su vėžio gydymu. Jį sukūrė amerikiečių ir japonų imunologai Jamesas Ellisonas ir Tasuku Honjo. Nepriklausomai nuo vienas kito, jie atradoNobelio fiziologijos ar medicinos premija – 2018 / Elementai žmogaus organizmo mechanizmai, slopinantys T limfocitų darbą. Jei šie mechanizmai yra išjungti, imuninė sistema pati pradeda kovoti su vėžinėmis ląstelėmis. Už savo darbą mokslininkai gavo Nobelio premija 2018 m. Jų atradimo dėka buvo sukurti vaistai, kurie atblokuoja imuninę sistemą, ypač ipilimumabas ir nivolumabas. Klinikiniai tyrimai RodytiJ. Larkinas, V. Chiarion-Sileni, R. Gonzalezas, J. Grobas, P. Rutkovskis, C. D. Laosas, D. Schadendorfas, J. Vagstafas, R. Dummeris, P. F. Ferrucci, M. šypsenėlė. Penkerių metų išgyvenimas su kombinuotu nivolumabu ir ipilimumabu sergant pažengusia melanoma / The New England Journal of Medicinekad jie tikrai gali pagerinti gydymo, pavyzdžiui, melanomos (odos vėžio) rezultatus.