Bionická ruka, genová terapie in vivo a 4 další významné objevy v medicíně XXI. století
Různé / / May 18, 2022
Tyto vědecké úspěchy jsou podobné myšlenkám spisovatelů sci-fi. Ale teď zachraňují životy.
1. Umělá inteligence
Neuronové sítě usnadňují a zpřesňují práci specialistů. Například AI umětUmělá inteligence v medicíně / Výnosy z dat diagnostikovat nemoci: za tímto účelem program analyzuje výsledky screeningů a poté hledá vzory. Navíc se vše děje mnohem rychleji, než kdyby to dělal člověk.
Také umělá inteligence schopnýE. L. Rom, já. F. Tsigelny. Umělá inteligence v léčbě drogami / Výroční přehled farmakologie a toxikologie automatizovat proces výběru léčby na základě anamnézy a také výrazně zrychlitAI ve farmaceutickém průmyslu a vývoji léčiv / Tec4med vývoj léků a vakcín. Jejich vývoj a uvedení do výroby obvykle trvá několik let a umělá inteligence může zkrátit dobu na jeden rok. Vyškolená síť je schopna jak vypočítat úspěšné kombinace, tak najít pravděpodobné procento úspěchu při jejich aplikaci. To znamená, aby výzkumníci nemuseli ztrácet čas méně slibnými možnostmi.
A existují již osvědčené příklady. Umělou inteligencí vynalezený lék na boj s obsedantně-kompulzivní poruchou byl
testovánoT. Burki. Nové paradigma pro vývoj léků / The Lancet na veřejnosti v roce 2020.2. Biotisk
Transplantace orgánů ročně pomáháOdhadovaný počet transplantací orgánů na celém světě v roce 2020 / Statista zachránit statisíce lidí po celém světě. Ale vhodné pro dárcovskou transplantaci jater, srdce nebo ledvin vůbec chybí, takže na takové operace se stojí obrovské fronty.
Tento problém pravděpodobně může vyřešit biotisk, 3D tisk orgánů nebo tkání. Vědci po celém světě s touto technologií experimentují a už se naučili tvořit kůžeFrancouzský start-up vyvíjí unikátní technologii pro 4D laserový biotisk živé tkáně / 3D lékařská konference, jaterní tkáně3D biotisk / Organovo a srdceVědci 3D tisknou srdce s lidskou tkání a krevními cévami / 3D domorodci.
Bioprinting funguje takto:
- vědci sbíratTisk budoucnosti: 3D biotiskárny a jejich použití / Australská akademie věd "inkoust" pro tisk, tedy živé a zdravé buňky. K tomu buď odeberte požadovaný vzorek přímo od člověka, nebo použijte dospělé kmenové buňky.
- Model požadovaného orgánu nebo tkáně je vytvořen na počítači, často na základě výsledků skenování nebo MRI.
- Tiskárna je nabitá "inkoustem" a dalším organickým nebo syntetickým materiálem, jako je kolagen, který bude fungovat jako základ.
- Další na řadě je technologie. Tiskové hlavy postupně umisťují biomateriál na správná místa. Proces je pomalý a trvá hodiny.
I když se takové orgány lidem netransplantují, používají se pouze pro klinické studie. Ale kosti vytištěné podobným způsobem, včetně kosti lebky75 % lidské lebky nahrazeno 3D tištěným materiálem / Extreme Techlidé již byli transplantováni. Možnosti využití 3D tiskárny v medicíně se neomezují jen na toto. Takže už vědí, jak na něj tisknout léky: první vzorky spuštěna v prodeji v USA již v roce 2016.
3. Bionické protézy
Umělé náhražky amputovaných končetin lidé používají už tisíce let: dřevěné prsty nalezeno3000 let stará dřevěná protéza prstu objevená na egyptské mumii / Živá věda dokonce i mumie. Dlouhou dobu plnily protézy buď pouze kosmetické funkce, popř vybavenýProtézy v minulosti: pacienti kvůli nim trpeli / Magazin vyměnitelné funkční nástavce, například ve formě vidličky nebo háčku. Přestože tato alternativa byla užitečná, stále nemohla výrazně zlepšit kvalitu života pacienta.
vědci dlouho hledaliR. Wirt, D. R. Taylor, F. Finley. Rozpoznání vzoru protézy paže: historická perspektiva - závěrečná zpráva / Bulletin of protetic research řešení, které by mohlo protézu proměnit v plnohodnotnou část těla, ovládanou silou myšlenky. První úspěšné experimenty proběhly již ve druhé polovině 20. století, avšak masová výroba takových končetin uspělBeyond human: 8 organizací provádějících bionické průlomy / skladovatelné vzniknout až v 21. století. Díky rozvoji bionické technologie.
Tajemství práce robotických „paží“ nebo „noh“ je v myosenzorech: ulpívají na svalové tkáni, reagují na mozkové signály a přenášejí je do protézy. Stačí se zamyslet nad požadovanou akcí a nová končetina ji provede. Výsledkem je, že se člověk nemusí po dlouhou dobu přizpůsobovat, vážně měnit návyky, vzdát se koníčků a sportů.
Bionické technologie umožňují částečně vytvářet například i jiné typy protéz vidět okoUmělé vidění: co vidí lidé s bionickýma očima / The Conversation a exoskeletonEkso bionika.
Některé moderní protetické ruce vám dokonce umožňují cítit! Například Modular Prosthetic Limb, který rozvinutýModulární protetická končetina / Johns Hopkins Applied Physics Laboratory na Johns Hopkins University. Uvnitř je více než 100 senzorů, které reagují na teplotu, texturu a umístění objektu.
4. Genová terapie in vivo
Možnost léčby dědičných onemocnění způsobených špatnou funkcí určitého genu, jako je cystická fibróza nebo spinální svalová atrofie, StartT. Friedmann, R. Roblin. Genová terapie pro lidské genetické onemocnění?: Návrhy na genetickou manipulaci u lidí vyvolávají složité vědecké a etické problémy / Věda diskutované v 70. letech 20. století. Od té doby se objevilGenová terapie – kdy se geny léčí? / Genotek několik technologií pro „nápravu“ pacientova stavu: zavedení nového genu, vypnutí starého nebo jeho nahrazení zdravou kopií.
Poslední dlouhá doba se prováděla pouze ex vivo: z těla byl odebrán potřebný materiál, laboratorně ošetřen a poté zdravý implantován zpět do těla. Některá genová onemocnění však nelze tímto způsobem vyléčit: ne každou buňku lze úspěšně kultivovat mimo tělo. Vědci proto hledali jinou cestu. A našli to v genové terapii in vivo: v tomto případě je lék podáván pacientovi a korekce genu dějeGenová terapie: Seznamte se s léky budoucnosti / biomolekulami přímo uvnitř těla.
První takový nástroj byl v Evropě zaregistrován v roce 2012. Jmenoval se Glybera a měl pomáhat lidem s nedostatkem genu LPL, který způsobuje hromadění triglyceridů a těžkou pankreatitidu. Lék byl však vysazen a již v roce 2017 odvolánGlybera / Evropská léková agentura jeho registrace: byla jen malá potřeba a existovaly jednodušší a cenově výhodnější možnosti léčby.
Od té doby se objevilo několik dalších léků, již úspěšnějších. Například Luxturna léčí Leberovu amaurózu, vzácnou formu dědičné slepoty, a Zolgensma léčí určité typy spinální svalové atrofie.
5. Robotický chirurg
Asistentští roboti jsou potřeba nejen k usnadnění práce chirurga, ale také k získání úspěšného výsledku při obzvláště přesných operacích, například na mozku. Experimenty s takovými technologiemi začaly v 80. letech 20. století. Poté bylo vytvořeno několik strojů najednou. Mezi nimi:
- Arthrobot. On umístěnoPrvní chirurgický robot na světě / The Medical Post a fixoval nohu pacienta během operace - povoleno odmítnout zapojit asistenty do této práce.
- PUMA-560. použitýPUMA 560/Britannica pro první robotickou biopsii. Stroj určil požadované místo zavedení jehly na základě tomografických dat.
- PROBOT. PomohlProbot/Imperial College London provádět přesné operace na prostatě.
- ROBODOC. zjednodušenýRobodoc’ provádí první úspěšnou operaci na člověku / UPI artroplastika kloubu, kvůli vyříznutí přesné oblasti kyčelní kosti.
Všechny však byly používány soukromě a spíše experimentálně. Vůbec prvním robotem, který začal masivně přitahovat pomoc chirurgů, byl „Da Vinci» (schválení FDA, Ministerstvo zdravotnictví USA, dostalChirurgický systém da Vinci / Drogové hodinky v roce 2000). Umožňuje provádět složité operace minimálně invazivním způsobem, tedy s co nejmenší újmou pro pacienta. Uplatnění najde v kardio a neurochirurgii, urologii, gynekologii a dalších oborech.
„da Vinci“ má čtyři „paže“, ale operaci sám neprovádí: ovládá ho chirurg pomocí konzole. Mimochodem, ne nutně z vedlejší místnosti: můžete ovládat robota, bytostChirurg, který operuje ze vzdálenosti 400 km / BBC i stovky mil daleko. Da Vinci se používá v mnoha zemích po celém světě. Například v Rusku to pomohl provést více než 24,5 tisíce operací.
6. Virtuální mapa a protirakovinná imunitní terapie
Každý rok na světě opravitCancer Today / World Health Organization miliony nových případů diagnózy různých typů rakoviny. A vědci neustále pracují na studiu onkologických onemocnění: snaží se pochopit zvláštnosti chování buněk a najít alternativní účinné metody léčby.
V posledních letech se v tomto směru objevilo několik zajímavých objevů. Například vědci z University of Cambridge vytvořili interaktivní mapu rakovinového nádoru pomocí technologie VR. Je umožňuje3D model využívá VR k virtuálnímu zkoumání rakovinných buněk / Spring Wise „projděte“ jeho různé části, stejně jako v online mapách měst, a podrobně prozkoumejte každý shluk buněk. K vytvoření mapy vědci provedli biopsii pacientova nádoru, nařezali vzorek na tenké plátky, provedli řadu testů, aby shromáždili informace o genetickém materiálu, a nahráli data do systému. Program lze aktualizovat stažením nových informací: zaznamenat a přesně sledovat, jak nádor postupuje a jak jeho buňky interagují.
Další významný objev je již spojen s léčbou rakoviny. Vyrobili ho američtí a japonští imunologové James Ellison a Tasuku Honjo. Bez ohledu na sebe, oni objevilNobelova cena za fyziologii nebo medicínu - 2018 / Elements mechanismy v lidském těle, které inhibují práci T-lymfocytů. Pokud jsou tyto mechanismy vyřazeny, imunitní systém začne s rakovinovými buňkami bojovat sám. Za jejich práci vědci dostal Nobelova cena v roce 2018. Díky jejich objevu byly vytvořeny léky, které odblokují imunitní systém, konkrétně ipilimumab a nivolumab. Klinické testy ukázatJ. Larkin, V. Chiarion-Sileni, R. Gonzalez, J. Grob, P. Rutkowski, C. D. Lao, D. Schadendorf, J. Wagstaff, R. Dummer, P. F. Ferrucci, M. smajlík. Pětileté přežití s kombinovaným nivolumabem a ipilimumabem u pokročilého melanomu / The New England Journal of Medicineže skutečně mohou zlepšit výsledky léčby, například melanomu (rakoviny kůže).
Imunoterapie je stále novým přístupem k léčbě rakoviny a není vhodná pro všechny typy rakoviny. Proto v blízké budoucnosti nedojde k odmítnutí jiných metod. Jedním z hlavních způsobů boje s tímto onemocněním zůstává používání radiofarmak. Mají mnoho odrůd a pro každou lokalizaci onemocnění používají své vlastní. Například radium-223 je potřeba k léčbě rakoviny prostaty. Jediný existující lék s ním se vyrábí v zahraničí, ale do konce roku se plánuje uvedení jeho analogu v Rusku. teď nad tím práce vědci z Tomské polytechnické univerzity. Budou těžit radium-223 ozařováním solí radia-226.