Bionic käsi, geeniterapia in vivo ja 4 muuta merkittävää löytöä lääketieteessä XXI vuosisadalla
Miscellanea / / May 18, 2022
Nämä tieteelliset saavutukset ovat samanlaisia kuin tieteiskirjailijoiden ajatukset. Mutta he pelastavat ihmishenkiä nyt.
1. Tekoäly
Neuroverkot tekevät asiantuntijoiden työstä helpompaa ja tarkempaa. Esimerkiksi AI voiTekoäly lääketieteessä / Tietojen tuotto diagnosoida sairauksia: tätä varten ohjelma analysoi seulontatulokset ja etsii sitten kuvioita. Lisäksi kaikki tapahtuu paljon nopeammin kuin jos sen tekisi ihminen.
Myös tekoäly pystyyE. L. Romm, minä. F. Tsigelny. Tekoäly lääkehoidossa / Farmakologian ja toksikologian vuosikatsaus automatisoida hoidon valintaprosessia sairaushistorian perusteella ja myös merkittävästi nopeuttaaTekoäly lääketeollisuudessa ja lääkekehityksessä / Tec4med lääkkeiden ja rokotteiden kehittäminen. Niiden kehittäminen ja tuotantoon saattaminen kestää yleensä useita vuosia, ja tekoäly voi lyhentää ajan yhteen vuoteen. Koulutettu verkosto pystyy sekä laskemaan onnistuneita yhdistelmiä että löytämään todennäköisen onnistumisprosentin niitä sovellettaessa. Eli säästääkseen tutkijoita tarpeelta tuhlata aikaa vähemmän lupaaviin vaihtoehtoihin.
Ja todistettuja esimerkkejä on jo olemassa. Tekoälyn keksimä lääke pakko-oireisen häiriön torjuntaan on ollut testattuT. Burki. Uusi paradigma lääkekehitykseen / The Lancet julkisuudessa vuonna 2020.
2. Biotulostus
Elinsiirto vuosittain auttaaArvioitu elinsiirtojen määrä maailmanlaajuisesti vuonna 2020 / Statista pelastaa satoja tuhansia ihmisiä ympäri maailmaa. Mutta sopii luovuttajan maksan, sydämen tai munuaisen siirtoon ollenkaan puuttuu, joten tällaisiin operaatioihin on valtavat jonot.
Todennäköisesti biotulostus eli elinten tai kudosten 3D-tulostus voi ratkaista tämän ongelman. Tutkijat ympäri maailmaa kokeilevat tätä tekniikkaa ja ovat jo oppineet luomaan ihoRanskalainen start-up kehittää ainutlaatuista teknologiaa elävien kudosten 4D-laserbiotulostukseen / 3D-lääketieteelliseen konferenssiin, maksakudos3D-biotulostus / Organovo ja sydänTutkijat tulostavat 3D-sydämen ihmiskudoksella ja verisuonilla / 3D-syntyperäiset.
Bioprinting toimii näin:
- Tiedemiehet kerätäTulevaisuuden tulostaminen: 3D-biotulostimet ja niiden käyttötarkoitukset / Australian Academy of Science "mustetta" tulostusta varten, eli eläville ja terveille soluille. Tätä varten joko ota haluttu näyte suoraan ihmiseltä tai käytä aikuisen kantasoluja.
- Malli halutusta elimestä tai kudoksesta luodaan tietokoneella, usein skannauksen tai magneettikuvauksen tulosten perusteella.
- Tulostimeen on ladattu "mustetta" ja muuta orgaanista tai synteettistä materiaalia, kuten kollageenia, joka toimii pohjana.
- Seuraavaksi vuorossa on tekniikka. Tulostinpäät sijoittavat biomateriaalin vähitellen oikeisiin paikkoihin. Prosessi on hidas ja kestää tunteja.
Vaikka tällaisia elimiä ei siirretä ihmisille, niitä käytetään vain kliinisissä kokeissa. Mutta luut painettu samalla tavalla, mukaan lukien kallon luut75 % ihmisen kallosta on korvattu 3D-tulostetulla materiaalilla / Extreme Techihmisiä on jo siirretty. 3D-tulostimen käyttömahdollisuudet lääketieteessä eivät rajoitu tähän. Joten he osaavat jo tulostaa lääkkeitä siihen: ensimmäiset näytteet käynnistetty myynnissä Yhdysvalloissa jo vuonna 2016.
3. Bionic proteesit
Ihmiset ovat käyttäneet amputoitujen raajojen keinotekoisia korvikkeita tuhansia vuosia: puisia sormia löytyi3 000 vuotta vanha puinen varvasproteesi löydettiin egyptiläisestä muumiosta / Live Science jopa muumioita. Proteesit suorittivat pitkään vain kosmeettisia toimintoja tai varustettuProtézy v minulosti: pacienti kvôli nim trpeli / Magazin vaihdettavat toiminnalliset lisälaitteet, esimerkiksi haarukan tai koukun muodossa. Vaikka tämä vaihtoehto oli hyödyllinen, se ei silti pystynyt merkittävästi parantamaan potilaan elämänlaatua.
tiedemiehet pitkiä etsivätR. Wirt, D. R. Taylor, F. Finley. Käsivarsiproteesin kuvion tunnistus: historiallinen näkökulma - loppuraportti / Bulletin of Prothetics Research ratkaisu, joka voisi muuttaa proteesin täysivaltaiseksi kehon osaksi, jota ohjataan ajatuksen voimalla. Ensimmäiset onnistuneet kokeet tapahtuivat jo 1900-luvun jälkipuoliskolla, mutta tällaisten raajojen massatuotanto onnistunutBeyond human: 8 organisaatiota, jotka tekevät bionisia läpimurtoja / Wareable vasta 2000-luvulla. Kiitos bionisen teknologian kehityksen.
Robotti "käsivarsien" tai "jalkojen" työn salaisuus on myosensoreissa: ne tarttuvat lihaskudokseen, reagoivat aivojen signaaleihin ja välittävät ne proteesille. Riittää, kun ajattelet haluttua toimintaa, ja uusi raaja suorittaa sen. Tämän seurauksena ihmisen ei tarvitse sopeutua pitkään, muuttaa vakavasti tapojaan, luopua harrastuksista ja urheilusta.
Bionic-tekniikat mahdollistavat muun tyyppisten proteesien luomisen, esimerkiksi osittain näkevä silmäKeinotekoinen näkö: mitä ihmiset bionisilla silmillä näkevät / Keskustelu ja eksoskeletonEkso bioniikka.
Jotkut nykyaikaiset proteettiset kädet antavat jopa tuntea! Esimerkiksi Modular Prosthetic Limb, joka kehitettyModulaarinen raajaproteesi / Johns Hopkins Applied Physics Laboratory Johns Hopkinsin yliopistossa. Sen sisällä on yli 100 anturia, jotka reagoivat kohteen lämpötilaan, tekstuuriin ja sijaintiin.
4. Geeniterapia in vivo
Mahdollisuus hoitaa tietyn geenin toimintahäiriöstä johtuvia perinnöllisiä sairauksia, kuten kystistä fibroosia tai spinaalista lihasatrofiaa, alkaaT. Friedmann, R. Roblin. Geeniterapia ihmisen geneettisiin sairauksiin?: Ihmisten geenimanipulaatiota koskevat ehdotukset herättävät vaikeita tieteellisiä ja eettisiä ongelmia / Tiede keskusteltu 1970-luvulla. Siitä lähtien ilmestyiGeeniterapia – milloin geenejä hoidetaan? / Genotek useita tekniikoita potilaan tilan "korjaamiseksi": uuden geenin käyttöönotto, vanhan sammuttaminen tai sen korvaaminen terveellä kopiolla.
Viimeinen pitkä aika tehtiin vain ex vivo: tarvittava materiaali otettiin kehosta, käsiteltiin laboratoriossa ja istutettiin sitten takaisin kehoon terveenä. Joitakin geenisairauksia ei kuitenkaan voida parantaa tällä tavalla: jokaista solua ei voida menestyksekkäästi viljellä kehon ulkopuolella. Siksi tutkijat etsivät toista tapaa. Ja he löysivät sen geeniterapiassa in vivo: tässä tapauksessa lääkettä annetaan potilaalle ja geenin korjaus menossaGeeniterapia: Tapaa tulevaisuuden lääkkeet / Biomolekyyli aivan kehon sisällä.
Ensimmäinen tällainen työkalu rekisteröitiin Euroopassa vuonna 2012. Sitä kutsuttiin Glyberaksi, ja sen piti auttaa ihmisiä, joilla on LPL-geenin puutos, joka aiheuttaa triglyseridien kertymistä ja vaikeaa haimatulehdusta. Lääkkeen valmistus kuitenkin lopetettiin ja jo vuonna 2017 muistuttiGlybera / Euroopan lääkevirasto sen rekisteröinti: sille oli vähän tarvetta, ja siellä oli yksinkertaisempia ja kustannustehokkaampia hoitovaihtoehtoja.
Sittemmin on ilmestynyt useita muita lääkkeitä, jo onnistuneempia. Esimerkiksi Luxturna hoitaa Leberin amauroosia, harvinaista perinnöllisen sokeuden muotoa, ja Zolgensma hoitaa tietyntyyppisiä selkäydinlihasten surkastumista.
5. Robottikirurgi
Apulaisrobotteja tarvitaan paitsi kirurgin työn helpottamiseksi, myös onnistuneen tuloksen saamiseksi erityisen tarkoissa leikkauksissa, esimerkiksi aivoissa. Kokeilut tällaisilla teknologioilla alkoivat 1980-luvulla. Sitten luotiin useita koneita kerralla. Heidän keskuudessaan:
- Arthrobot. Hän sijoitettuMaailman ensimmäinen kirurginen robotti / The Medical Post ja korjasi potilaan jalkaa leikkauksen aikana - sallittiin kieltäytyä ottamasta avustajia mukaan tähän työhön.
- PUMA-560. käytettyPUMA 560/Britannica ensimmäistä robottibiopsiaa varten. Kone määritti halutun neulan pistokohdan tomografiatietojen perusteella.
- PROBOTTI. AuttoiProbot / Imperial College London suorittaa tarkat leikkaukset eturauhaselle.
- ROBODOC. yksinkertaistettuRobodoc' tekee ensimmäisen onnistuneen leikkauksen ihmiselle/UPI: lle nivelten artroplastia, koska lonkkaluun tarkka alue leikattiin pois.
Kaikkia niitä käytettiin kuitenkin yksityisesti ja melko kokeellisesti. Ensimmäinen robotti, joka alkoi massiivisesti houkutella kirurgien apua, oli "Da Vinci» (FDA: n hyväksyntä, Yhdysvaltain terveysministeriö, sainda Vinci Surgical System / Drugwatch vuonna 2000). Sen avulla voit suorittaa monimutkaisia toimenpiteitä minimaalisesti invasiivisella tavalla, toisin sanoen siten, että potilaalle on mahdollisimman vähän haittaa. Sitä voidaan käyttää sydän- ja neurokirurgiassa, urologiassa, gynekologiassa ja muilla aloilla.
"da Vincillä" on neljä "kättä", mutta hän ei suorita leikkausta itse: häntä ohjaa kirurgi konsolin avulla. Muuten, ei välttämättä viereisestä huoneesta: voit ohjata robottia, oleminenKirurgi, joka toimii 400 km: n päässä / BBC jopa satojen kilometrien päässä. Da Vinci on käytössä monissa maissa ympäri maailmaa. Esimerkiksi Venäjällä se auttoi suorittaa yli 24,5 tuhatta operaatiota.
6. Virtuaalinen kartta ja syövän immuunihoito
Joka vuosi maailmassa korjataCancer Today / Maailman terveysjärjestö miljoonia uusia tapauksia, joissa on diagnosoitu erilaisia syöpää. Ja tiedemiehet työskentelevät jatkuvasti onkologisten sairauksien tutkimuksen parissa: he yrittävät ymmärtää solujen käyttäytymisen erityispiirteitä ja löytää vaihtoehtoisia tehokkaita hoitomenetelmiä.
Viime vuosina tähän suuntaan on tehty useita mielenkiintoisia löytöjä. Esimerkiksi Cambridgen yliopiston tutkijat ovat luoneet interaktiivisen kartan syöpäkasvaimesta VR-tekniikalla. Hän on sallii3D-malli käyttää VR: ää syöpäsolujen virtuaaliseen tutkimiseen / Spring Wise "kävele" sen eri osien läpi, aivan kuten online-kaupunkikartoissa, ja tutki yksityiskohtaisesti jokaista soluryhmää. Kartan luomiseksi tutkijat ottivat biopsian potilaan kasvaimesta, leikkasivat näytteen ohuiksi viipaleiksi, suorittivat sarjan testejä kerätäkseen tietoa geneettisestä materiaalista ja latasivat tiedot järjestelmään. Ohjelmaa voidaan päivittää lataamalla uutta tietoa: tallentaa ja tarkkailla tarkasti, kuinka kasvain etenee ja miten sen solut ovat vuorovaikutuksessa.
Toinen tärkeä löytö liittyy jo syövän hoitoon. Sen valmistivat amerikkalaiset ja japanilaiset immunologit James Ellison ja Tasuku Honjo. Riippumatta toisistaan, he löydettyNobelin fysiologian tai lääketieteen palkinto - 2018 / Elements ihmiskehon mekanismeja, jotka estävät T-lymfosyyttien toimintaa. Jos nämä mekanismit estetään, immuunijärjestelmä alkaa taistella syöpäsoluja vastaan itsestään. Työstään, tiedemiehet sain Nobel-palkinto vuonna 2018. Heidän löytönsä ansiosta luotiin lääkkeitä, jotka vapauttavat immuunijärjestelmän, erityisesti ipilimumabi ja nivolumabi. Kliiniset tutkimukset näytäJ. Larkin, V. Chiarion-Sileni, R. Gonzalez, J. Grob, P. Rutkowski, C. D. Lao, D. Schadendorf, J. Wagstaff, R. Dummer, P. F. Ferrucci, M. hymiö. Viiden vuoden eloonjääminen nivolumabin ja ipilimumabin yhdistelmällä edistyneessä melanoomassa / The New England Journal of Medicineettä ne todella voivat parantaa hoidon tuloksia, esimerkiksi melanooma (ihosyöpä).
Immunoterapia on edelleen uusi lähestymistapa syövän hoidossa, eikä se sovellu kaikkiin syöpätyyppeihin. Siksi muita menetelmiä ei hylätä lähitulevaisuudessa. Yksi tärkeimmistä tavoista torjua tätä tautia on edelleen radiofarmaseuttisten aineiden käyttö. Niitä on monia lajikkeita, ja jokaiselle taudin lokalisaatiolle he käyttävät omiaan. Esimerkiksi radium-223:a tarvitaan eturauhassyövän hoitoon. Ainoa olemassa oleva lääke valmistetaan ulkomailla, mutta vuoden loppuun mennessä sen analogi on tarkoitus julkaista Venäjällä. sen yli nyt tehdä työtä tutkijat Tomskin ammattikorkeakoulusta. He louhivat radium-223:a säteilyttämällä radium-226:n suoloja.