Bionisk hånd, genterapi in vivo og 4 mere betydningsfulde opdagelser inden for medicin i det XXI århundrede

1. Kunstig intelligens

Neurale netværk gør arbejdet for specialister lettere og mere præcist. For eksempel AI kanKunstig intelligens i medicin / Dataindtægter diagnosticere sygdomme: til dette analyserer programmet resultaterne af screeninger og leder derefter efter mønstre. Desuden sker alt meget hurtigere, end hvis det blev gjort af en person.

Også kunstig intelligens i standE. L. Romm, I. F. Tsigelny. Kunstig intelligens i lægemiddelbehandling / Årlig gennemgang af farmakologi og toksikologi automatisere processen med at vælge behandling baseret på sygehistorien, og også betydeligt fremskyndeAI i lægemiddelindustrien og lægemiddeludvikling / Tec4med udvikling af lægemidler og vacciner. De tager normalt flere år at udvikle og sætte i produktion, og AI kan reducere tiden til et år. Det trænede netværk er i stand til både at beregne succesfulde kombinationer og finde den sandsynlige procentdel af succes, når de anvender dem. Altså at spare forskerne fra behovet for at spilde tid på mindre lovende muligheder.

Og der er allerede dokumenterede eksempler. Et lægemiddel opfundet med kunstig intelligens til at bekæmpe tvangslidelser er blevet testetT. Burki. Et nyt paradigme for lægemiddeludvikling / The Lancet offentligt i 2020.

2. Bioprinting

Organtransplantation årligt hjælperEstimeret antal organtransplantationer på verdensplan i 2020 / Statista redde hundredtusindvis af mennesker rundt om i verden. Men egnet til donorlever-, hjerte- eller nyretransplantation overhovedet mangler, så der er enorme køer til sådanne operationer.

Sandsynligvis kan bioprint, 3D-print af organer eller væv, løse dette problem. Forskere rundt om i verden eksperimenterer med denne teknologi og har allerede lært, hvordan man skaber hudFransk start-up udvikler unik teknologi til 4D laser bioprint af levende væv / 3D medicinsk konference, levervæv3D Bioprinting / Organovo og et hjerteForskere 3D-printer et hjerte med menneskeligt væv og blodkar / 3D Natives.

Bioprinting fungerer således:

1. Videnskabsmænd indsamleUdskrivning af fremtiden: 3D-bioprintere og deres anvendelser / Australian Academy of Science "blæk" til udskrivning, det vil sige levende og sunde celler. For at gøre dette skal du enten tage den ønskede prøve direkte fra en person eller bruge voksne stamceller.
2. En model af det ønskede organ eller væv laves på en computer, ofte baseret på resultaterne af en scanning eller MR.
3. Printeren er fyldt med "blæk" og andet organisk eller syntetisk materiale, såsom kollagen, som vil fungere som en base.
4. Næste op er teknologi. Printerhovederne placerer gradvist biomaterialet de rigtige steder. Processen er langsom og tager timer.

Selvom sådanne organer ikke transplanteres til mennesker, bruges de kun til kliniske forsøg. Men knoglerne trykt på lignende måde, bl.a kranieknogler75 % af et menneskeskalle erstattet med 3D-printet materiale / Extreme Techmennesker er allerede blevet transplanteret. Mulighederne for at bruge en 3D-printer i medicin er ikke begrænset til dette. Så de ved allerede, hvordan man udskriver medicin på det: de første prøver lanceret til salg i USA allerede i 2016.

3. Bioniske proteser

Kunstige erstatninger for amputerede lemmer er blevet brugt af mennesker i tusinder af år: træfingre fundet3.000 år gammel trætåprotese opdaget på egyptisk mumie / Live Science selv mumier. I lang tid udførte proteser enten kun kosmetiske funktioner, eller udstyretProtézy v minulosti: pacienti kvôli nim trpeli / Magazin udskiftelige funktionelle tilbehør, for eksempel i form af en gaffel eller en krog. Selvom dette alternativ var nyttigt, kunne det stadig ikke forbedre patientens livskvalitet væsentligt.

videnskabsmænd længe ledte efterR. Wirt, D. R. Taylor, F. Finley. Mønstergenkendelse af armproteser: et historisk perspektiv - en endelig rapport / Bulletin of protetics research en løsning, der kunne gøre protesen til en fuldgyldig del af kroppen, styret af tankens kraft. De første vellykkede eksperimenter fandt sted allerede i anden halvdel af det 20. århundrede, men masseproduktionen af ​​sådanne lemmer lykkedesBeyond human: 8 organisationer, der laver bioniske gennembrud / Wareable først etableres i det 21. århundrede. Takket være udviklingen af ​​bionisk teknologi.

Hemmeligheden bag roboternes "arme" eller "ben" er i myosensorer: de klamrer sig til muskelvæv, reagerer på hjernens signaler og overfører dem til protesen. Det er nok at tænke på den ønskede handling, og det nye lem vil udføre det. Som et resultat behøver en person ikke at tilpasse sig i lang tid, alvorligt ændre vaner, opgive hobbyer og sport.

Bioniske teknologier gør det muligt at skabe andre typer proteser, for eksempel delvist seende øjeKunstigt syn: hvad folk med bioniske øjne ser / Samtalen og eksoskeletEkso bionik.

Nogle moderne protesehænder giver dig endda mulighed for at føle! For eksempel Modular Prosthetic Limb, som udviklede sigModulære protetiske lemmer / Johns Hopkins Applied Physics Laboratory på Johns Hopkins University. Indeni er der mere end 100 sensorer, der reagerer på objektets temperatur, tekstur og placering.

4. Genterapi in vivo

Muligheden for at behandle arvelige sygdomme forårsaget af en funktionsfejl i et bestemt gen, såsom cystisk fibrose eller spinal muskelatrofi, StartT. Friedmann, R. Roblin. Genterapi for human genetisk sygdom?: Forslag til genetisk manipulation hos mennesker rejser vanskelige videnskabelige og etiske problemer / Videnskab diskuteret i 1970'erne. Siden da dukkede opGenterapi – hvornår behandles gener? / Genotek flere teknologier til at "korrigere" patientens tilstand: introduktion af et nyt gen, slukning af det gamle eller udskiftning af det med en sund kopi.

Den sidste lange tid blev kun udført ex vivo: det nødvendige materiale blev taget fra kroppen, behandlet i laboratoriet og derefter implanteret tilbage i kroppen sundt. Nogle af gensygdommene kan dog ikke helbredes på denne måde: Ikke alle celler kan med succes dyrkes uden for kroppen. Derfor ledte forskerne efter en anden vej. Og de fandt det i genterapi in vivo: i dette tilfælde administreres lægemidlet til patienten og korrektion af genet foregårGenterapi: Mød fremtidens lægemidler / biomolekyle lige inde i kroppen.

Det første sådant værktøj blev registreret i Europa i 2012. Det hed Glybera og skulle hjælpe mennesker med en LPL-genmangel, der forårsager triglyceridopbygning og alvorlig pancreatitis. Lægemidlet blev dog afbrudt og allerede i 2017 tilbagekaldtGlybera / Det Europæiske Lægemiddelagentur dets registrering: der var lidt behov for det, og der var enklere og mere omkostningseffektive behandlingsmuligheder.

Siden da er der dukket flere stoffer op, allerede mere vellykkede. Luxturna behandler for eksempel Lebers amaurose, en sjælden form for arvelig blindhed, og Zolgensma behandler visse former for spinal muskelatrofi.

5. Robot kirurg

Assisterende robotter er nødvendige ikke kun for at lette kirurgens arbejde, men også for at opnå et vellykket resultat ved særligt præcise operationer, for eksempel på hjernen. Eksperimenter med sådanne teknologier begyndte i 1980'erne. Så blev der oprettet flere maskiner på én gang. Blandt dem:

• Arthrobot. Han placeretVerdens første operationsrobot / The Medical Post og fikserede patientens ben under operationen - fik lov til at nægte at involvere assistenter i dette arbejde.
• PUMA-560. BrugtPUMA 560/Britannica til den første robotbiopsi. Maskinen bestemte det ønskede indføringssted for nålen baseret på tomografidata.
• PROBOT. HjalpProbot/Imperial College London udføre præcise operationer på prostata.
• ROBODOC. forenkletRobodoc' udfører første vellykkede operation på menneske/UPI ledarthroplastik, på grund af udskæring af det nøjagtige område af hoftebenet.

Alle blev dog brugt privat og temmelig eksperimentelt. Den allerførste robot, som begyndte at blive massivt tiltrukket af kirurgernes hjælp, var "Da Vinci» (FDA-godkendelse, US Department of Health, fikda Vinci Surgical System / Drugwatch i 2000). Det giver dig mulighed for at udføre komplekse operationer på en minimalt invasiv måde, det vil sige med mindst mulig skade på patienten. Det kan bruges inden for cardio- og neurokirurgi, urologi, gynækologi og andre områder.

"da Vinci" har fire "arme", men han udfører ikke selv operationen: han styres af en kirurg ved hjælp af en konsol. Forresten, ikke nødvendigvis fra det næste rum: du kan styre robotten, værenKirurgen, der opererer fra 400 km væk / BBC endda hundredvis af kilometer væk. Da Vinci bruges i mange lande rundt om i verden. For eksempel i Rusland det hjalp at udføre mere end 24,5 tusinde operationer.

6. Virtuelt kort og kræftimmunterapi

Hvert år i verden rette opCancer Today / World Heath Organization millioner af nye tilfælde af diagnosticering af forskellige typer kræft. Og forskere arbejder konstant på undersøgelsen af ​​onkologiske sygdomme: de forsøger at forstå de særlige forhold ved celleadfærd og finde alternative effektive behandlingsmetoder.

I de senere år er der dukket flere interessante opdagelser op i denne retning. For eksempel har forskere ved University of Cambridge lavet et interaktivt kort over en kræftsvulst ved hjælp af VR-teknologi. Hun er tillader3D-model bruger VR til virtuelt at undersøge kræftceller / Spring Wise "gå" gennem dens forskellige dele, ligesom i online bykort, og undersøg i detaljer hver klynge af celler. For at skabe kortet tog forskerne en biopsi af patientens tumor, skar prøven i tynde skiver, kørte en række tests for at indsamle information om det genetiske materiale og uploadede dataene til systemet. Programmet kan opdateres ved at downloade ny information: at registrere og observere nøjagtigt, hvordan tumoren skrider frem, og hvordan dens celler interagerer.

En anden vigtig opdagelse er allerede forbundet med behandlingen af ​​kræft. Det blev lavet af amerikanske og japanske immunologer James Ellison og Tasuku Honjo. Uanset hinanden, de opdagetNobelprisen i fysiologi eller medicin - 2018 / Elements mekanismer i den menneskelige krop, der hæmmer T-lymfocytternes arbejde. Hvis disse mekanismer er deaktiveret, begynder immunsystemet at bekæmpe kræftceller på egen hånd. For deres arbejde, videnskabsmænd fik Nobelprisen i 2018. Takket være deres opdagelse blev der skabt lægemidler, der ophæver blokeringen af ​​immunsystemet, især ipilimumab og nivolumab. Kliniske forsøg at viseJ. Larkin, V. Chiarion-Sileni, R. Gonzalez, J. Grob, P. Rutkowski, C. D. Lao, D. Schadendorf, J. Wagstaff, R. Dummer, P. F. Ferrucci, M. smiley. Fem-års overlevelse med kombineret nivolumab og ipilimumab i avanceret melanom / The New England Journal of Medicineat de virkelig kan forbedre resultaterne af behandling, for eksempel melanom (hudkræft).