Инновации и технологии, меняющие будущее медицины

Нет сомнений в том, что наше общество в настоящее время развивается гораздо быстрее, чем в прошлом. Это относится также к медицинским технологиям, которые сегодня достигли невероятно высокого уровня, но что же нас ждет впереди?

Многие технологии уже успешно применяются, но некоторые из них еще ждут своего часа, несмотря на то, что уже есть доказательства их эффективности. В будущем мы сможем заживлять раны за считанные минуты, выращивать полноценные органы, кости и клетки, создавать оборудование, работающее на энергии человека, восстанавливать поврежденный мозг и многое другое.

Здесь собраны самые любопытные технологии, которые уже изобретены, но пока широко не используются.

1) Остановить кровотечение поможет гель

Обычно какие-то открытия в области медицины случаются в ходе долгих лет сложных дорогостоящих исследований. Однако порой ученые имеют дело со случайными открытиями, или группа молодых перспективных исследователей вдруг наталкивается на нечто интересное.

Например, благодаря молодым исследователям Джо Ландолина и Исааку Миллеру на свет появился Veti-Gel – кремообразное вещество, которое моментально запечатывает рану и стимулирует процесс заживления.

Этот гель, останавливающий кровотечение, создает синтетическую структуру, которая имитирует внеклеточный матрикс – ткань межклеточного пространства, которая скрепляет клетки. Предлагаем посмотреть видео, которое демонстрирует гель в действии.

В этом примере видно, как из разрезанного куска свиного мяса сочится кровь и как она моментально останавливается при использовании геля.

В других тестах Ландорино использовал гель для того, чтобы остановить кровотечение сонной артерии у крысы. Если этот продукт станет широко применяться в медицине, он позволит спасти миллионы жизней, особенно в зонах боевых действий.

2) Магнитная левитация помогает выращивать органы

Выращивание искусственной легочной ткани с помощью магнитной левитации – звучит, как фраза из фантастической книги, однако теперь это реальность. В 2010 году Глауко Соуза и его команда стали искать способ создания реалистичной человеческой ткани с помощью наномагнитов, которые позволяют ткани, выращенной в лаборатории, подниматься над питательным раствором.

В результате была получена самая реалистичная ткань органа из всех искусственных тканей. Обычно ткани, созданные в лаборатории, растут в чашках Петри, а если ткань приполнять, она начинает расти в трехмерной форме, что позволяет строить более сложные слои клеток.

Рост клеток «в 3D формате» является самой лучшей симуляцией роста в естественных условиях в теле человека. Это огромный шаг вперед в создании искусственных органов, которые затем можно имплантировать в тело пациента.

3) Искусственные клетки, имитирующие натуральные

Медицинские технологии сегодня идут в направлении поиска возможностей выращивать человеческие ткани за пределами организма, другими словами, ученые стремятся найти способ создавать реалистичные «запчасти», чтобы помочь всем нуждающимся.

Сеть волокон синтетического геля

Если какой-то орган отказывается работать, мы заменяем его на новый, таким образом, обновляя всю систему. Сегодня эта идея обращается к клеточному уровню: ученые разработали крем, который имитирует действие некоторых клеток.

Этот материал создается сгустками шириной всего 7,5 миллиардных частей метра. Клетки имеют свой собственный тип скелета, известный под названием цитоскелет, который образован из белков.

Цитоскелет клеток

Синтетический крем заменит этот цитоскелет в клетке, а если крем применить на рану, он способен заменить все клетки, которые были потеряны при травме. Жидкости будут проходить сквозь клетки, что позволит ране заживать, а искусственный скелет будет защищать от проникновения в организм бактерий.

4) Клетки мозга из мочи – новая технология в медицине

Как это ни странно, но ученые нашли способ получения человеческих клеток мозга из мочи. В Институте биомедицины и здоровья в городе Гуанчжоу, Китай, группа биологов использовала ненужные клетки мочи для создания из них с помощью лейковирусов клеток-предшественников, которые наш организм использует в качестве строительных блоков для клеток мозга.

Самым ценным в этом методе является то, что новые созданные нейроны не способны вызывать появление опухолей, по крайней мере, как показали эксперименты с мышами.

В прошлом для этой цели использовались стволовые клетки эмбрионов, однако одним из побочных эффектов таких клеток было то, что в них с большой вероятностью появлялись опухоли после трансплантации. Через несколько недель клетки, полученные из мочи, уже начинали формироваться в нейроны совершенно без каких-то нежелательных мутаций.

Очевидное преимущество такого метода в том, что сырье для новых клеток является очень доступным. Также ученые имеют возможность создавать клетки для пациента из его же собственной мочи, что повышает шансы того, что клетки приживутся.

5) Медицинская одежда будущего – электрическое нижнее белье

Невероятно, но факт: электрическое нижнее белье поможет спасти сотни жизней. Когда пациент лежит в больнице дни, недели, месяцы без возможности вставать с постели, у него могут появиться пролежни — открытые раны, которые образуются из-за отсутствия циркуляции и сжимания тканей.

Оказывается, пролежни могут приводить к летальному исходу. Примерно 60 тысяч людей умирает из-за пролежней и сопутствующих инфекций ежегодно только в США.

Канадский исследователь Шон Дукелов разработал электрическое нижнее белье, которое получило название Smart-E-Pants. С помощью такой одежды тело пациента получает маленький электрический разряд каждые 10 минут.

Эффект от таких ударов током такой же, как если бы пациент двигался естественным образом. Ток активирует мышцы, повышает циркуляцию крови в этой области, эффективно предотвращает появление пролежней, позволяя спасти пациенту жизнь.

6) Эффективная вакцина из цветочной пыльцы

Цветочная пыльца – один из самых распространенных аллергенов в мире, что связано со строением пыльцы. Внешняя оболочка пыльцы невероятно прочная, что позволяет ей оставаться целой, даже проходя через пищеварительную систему человека.

Именно таким свойством должна обладать любая вакцина: многие вакцины теряют эффективность, так как они не могут выдержать кислоты желудка, если применять их орально. Вакцины разрушаются и становятся бесполезными.

Исследователи из Технического Университета Техаса ищут способы использования пыльцы для создания вакцин, спасающих жизни, для солдат, направленных за рубеж. Главный исследователь Харвиндер Гилл имеет цель проникнуть в пыльцевое зерно и удалить аллергены, а вместо них поместить в пустую оболочку вакцину. Ученые уверены, что эта возможность изменит способы использования вакцин и медикаментов.

7) Искусственные кости с помощью 3D принтера

Все мы прекрасно помним, что если сломать руку или ногу, мы должны в течение долгих недель носить гипс, чтобы кости срослись. Похоже, что подобные технологии уже в прошлом. С помощью 3D принтера ученые из Вашингтонского Университета разработали гибридный материал, который имеет те же свойства (прочность и гибкость), что и настоящие кости.

Такая «модель» помещается на место травмы, а настоящая кость начинает обрастать вокруг нее. После того, как процесс завершен, модель размельчается.

3D принтер, который используется – ProMetal, он доступен практически любому. Проблемой является сам материал для костной структуры. Ученые используют формулу, которая включает цинк, силикон и фосфат кальция. Процесс удачно был тестирован на кроликах. Когда костный материал комбинировали со стволовыми клетками, естественный рост кости был намного быстрее, чем обычно.

Вероятно, в будущем с помощью 3D принтеров можно будет выращивать не только кости, но и другие органы. Единственное, что нужно изобрести подходящие материалы.

8) Восстановление поврежденного мозга

Мозг – очень нежный орган и даже небольшая травма может вызвать серьезные длительные последствия, если повреждены определенные важные области. Для людей, переживших подобные травмы, длительная реабилитация – единственная надежда вернутся к полноценной жизни. В качестве альтернативы изобретено специальное устройство, которое стимулирует язык.

Ваш язык связан с нервной системой с помощью тысяч пучков нервов, некоторые из которых ведут прямо в мозг. Основываясь на этом факте, был изобретен переносной стимулятор нервов под названием PoNS, который стимулирует особые нервные области на языке, чтобы заставить мозг восстанавливать клетки, которые были повреждены.

Удивительно, но это работает. Пациенты, которые получали такое лечение, испытывали улучшение уже через неделю. Помимо тупых травм, PoNS может также использоваться для восстановления мозга от чего угодно, включая алкоголизм, болезнь Паркинсона, инсульт и рассеянный склероз.

9) Человек, как генератор энергии: кардиостимуляторы будущего

Кардиостимуляторы сегодня используются примерно 700 тысячами людей для регулирования сердечного ритма. Но через какое-то время, обычно около 7 лет, его заряд истощается и он разряжается, требуя сложнейшей дорогой операции по замене.

Ученые из Университета Мичигана, похоже, решили проблему, разработав способ использовать энергию, которую дает движение сердца. Эту энергию можно использовать для питания кардиостимулятора.

После весьма успешных испытаний кардиостимулятор нового поколения готов к реальному использованию на живом человеческом сердце. Это устройство создано из материалов, которые создают электричество, меняя форму.

Если попытка окажется удачной, эту технологию можно будет применять не только для кардиостимуляторов. Можно будет создавать оборудование и устройства, работающие на человеческой энергии. Например, уже изобретен прибор, который вырабатывает электричество, используя вибрации внутреннего уха, и применяется для питания небольшого радиоприемника.

Искусственный интеллект (ИИ)

Сложно представить жизнь современных людей без смартфонов, всяких «умных» устройств, гаджетов вроде смарт-часов и фитнес-браслетов и разного рода инноваций. Иногда даже кажется, что те изменили homo sapiens до неузнаваемости. И вы знаете, весь этот hi-tech открывает большие возможности, в том числе и в медицине.

Искусственный интеллект (ИИ)

Искусственный интеллект-фотоПочти искусственный. И он поможет не только в постановке диагноза, а и в выборе лечения. Вероятно, ИИ не станет полноценной заменой врача, но вот полезным инструментом и помощником в деле диагностики и лечения – определенно.

 

Искусственный интеллект сегодня на слуху. Он уже рисует картины, водит автомобили и играет роль секретаря в организациях. Все шире его применение и в медицине, где ИИ показывает высокую эффективность

Это и доказала работа суперкомпьютера IBM Watson, снабженного вопросно-ответной системой ИИ. Он имеет доступ ко множеству источников информации: базам научных статей, энциклопедиям, антологиям знаний. Впечатляющие вычислительные мощности позволяют выдать после их обработки максимально точный ответ на заданный вопрос.

Искусственный интеллект-ракОтдельный активно развивающийся проект IBM Medical Sieve направлен на то, чтобы благодаря умному ПО диагностировать в кратчайшие сроки как можно больше заболеваний в области радиологии и кардиологии. Причем они интерпретируются в нескольких форматах (клинические тесты, рентген, УЗИ, КТ, МРТ, ПЭТ).

В будущем IBM Medical Sieve, во-первых, высвободит часть времени специалистам, и они вместо того, чтобы ежедневно проверять сотни снимков, смогут сконцентрироваться на наиболее сложных случаях.

Во-вторых, программное обеспечение поставит диагноз быстрее и точнее, ведь врач – человек, которому свойственно ошибаться и пропускать некоторые дефекты и новообразования, особенно в уставшем состоянии.

По словам представителей компании IBM, Medical Sieve является новым поколением в области медицинских технологий.

Сообщается, что в Японии планируют внедрить искусственный интеллект для диагностики и лечения рака молочной железы и легких к 2021 году.

Раковые клетки-фотоИнститут онкологии Японского фонда онкологических исследований совместно с компанией FRONTEO Healthcare рассказали о своих исследованиях. Их разработка на структурной базе искусственного разума KIBIT – система «Предельно точного лечения рака». Она, основываясь на данных о генетическом анализе каждого отдельно взятого пациента, симптомах, стадии заболевания, особенностях его течения, отбирает подходящие для конкретного случая научные труды и помогает определиться с курсом лечения.

В живой диагностике работает интеллектуальный хирургический нож (iKnife), разработанный еще в 2013 году специалистами из Imperial College London.

iKnife-умный ножОн в режиме реального времени способен определить злокачественную ткань и границы раковых опухолей, полностью удаляя те и не задевая здоровые ткани. Для этого iKnife анализирует испаряемый дым для обнаружения в биологическом образце химических веществ.

Создание органов при помощи 3D-принтера

 3D-печать сегодня является одной их самых прогрессивных технологий. С ее помощью ученые из Луизианского университета, используя коллагены и жировые клетки, смогли распечатать рабочие элементы человеческого сердца. Эта технология позволит в будущем генерировать целые органы

 

10-medicinskih-tehnologiy-sovremennoy-mediciny-vedushhih-k-bessmertiyu (8)

 

Дебют  этого метода в Китае состоялся в марте прошлого года. Команда опытных врачей, готовясь к сложнейшей операции на сердце родившегося с пороком сердца ребенка, построила полноразмерную модель органа. Все прошло гладко. Ребенок выжил.

3D-печать-полноразмерная модель сердца маленького ребенкаВ конце 2016 года в ОАЭ технология персонализированной 3D-печати была использована для того, чтобы помочь безопасно удалить злокачественную опухоль из почки немолодой женщины. Это помогло тщательно спланировать операцию и сократить ее на целый час.

3D-печать начинают использовать и в медицинском образовании, предоставляя студентам и хирургам альтернативу живого человека. Специалисты из Медицинского центра при Университете Рочестера (URMC) разработали возможность создавать искусственные органы, которые не только смотрятся и чувствуются как реальные, но даже кровоточат.

3D-принтингВ 2011 году Oxford Performance Materials провела первую успешную операцию по имплантации части черепа, который был напечатан на 3D-принтере. А в 2014 году американская компания Organovo сообщила о том, что ей удалось произвести 3D-биопечать тканей печени.

3d-organ printingСегодня технологии 3D-биопринтинга активно развиваются. И в будущем человечество сможет успешно производить трансплантацию органов и отдельных их частей.

3D-биопринтингВ области 3D-биопечати работает множество компании. Они, как правило, имеют узкую специализацию. Например, 3Dynamic Systems занимается изготовлением человеческих тканей, костной и мышечной, а Nano3D для биологических исследований создает раковую ткань молочной железы.

3DS-OMEGA
3D-принтеры активно применяют для печати элементов человеческих органов (печень, почки, легкие), сосудов, костей, хрящей, зубов, человекоподобных тканей и разного рода протезов

Технология 3D-печати также пригодится для создания недорогих персонализированных протезов.

Сегодня 3D-печать все активнее используется при фармацевтических исследованиях, как вариант, для выявления побочных эффектов свойств новых препаратов. В будущем это позволит совсем отказаться от опытов на животных. Да и эра экспериментов на людях подходит к концу.

«Умная» ткань и «умная» одежда

Не исключено, что в будущем наш гардероб тоже будет «умным». По крайней мере, такой одежды становится все больше. В пример приведем SMART-вещи Fibretronic из тканей с вмонтированными в них микрочипами. Те реагируют на атмосферное давление, погодные условия и даже на эмоции хозяина.

Умная ткань с вмонтированными чипами-технологии в медицинеНад разработкой технологичной ткани трудятся Google и Levi’s. Ожидается, что ткани с помощью интегрированных в них чипов смогут помогать в анализе состояния человека и его здоровья, будут измерять ЧСС, давление и температуру его тела. Уже есть коммерческие образцы.

Не так давно, мозгуя над секретами легкого пробуждения и бодрости, мы писали и о пижаме от Under Armour, «ремонтирующей» тело во время сна. Новинкой удивили на январской выставке CES-2017.

Under Armour-умная пижамаВы знаете, эта пижама является, пожалуй, самой продвинутой в мире одеждой для сна. Оцененная в 200 долларов, она восстанавливает циркуляцию крови, работу мышц и даже клеточный метаболизм, что возможно благодаря использованию инфракрасного излучения дальнего диапазона (FIR). Показана она для сна после активных физических нагрузок (к слову, и непосредственно для спорта много «умной» одежды). Наверняка утром будете как огурчики!

Виртуальная реальность (VR)

Шлем виртуальной реальности-работа примерВ сознании народа VR-технологии – просто кино и игры. Это развлекательная направленность виртуальной реальности. Но IT-оракулы уверены: VR – новая техническая революция, в том числе способная изменить нашу коммуникацию. Ну и медицину, конечно.

Речь не только о нашумевшем кейсе против боли от американского стартапа из Сан-Франциско – DeepStreamVR. Так, виртуальная реальность и специальная игра отвлекают от неприятных ощущений, позволяя исключить прием опиоидных препаратов, вызывающих привыкание и, кроме того, имеющих побочные эффекты.

Виртуальная реальность в медицине-фотоЕсли верить исследованию врача Теда Джонса и профессора Тода Мура, все пациенты после VR-сессии отметили улучшение своего состояния. Учитывалось и «соотношение боли перед терапией к состоянию после». Этот показатель уменьшился на 33%

Виртуальная реальность помогает и в диагностике, шизофрении например. Ребята из AlterEgo предложили это делать с помощью компьютерного аватара. Пациент должен повторить его движения с максимальной точностью. Анализ результатов и выявляет психические отклонения.

VR-технологии позволяют студентам-медикам и будущим врачам увидеть течение болезни, как происходит ее излечение, как проходят операции.

Кстати, если говорить об операциях, весной 2016 года была проведена первая в истории медицины операция с использованием виртуальной реальности (VR) в Royal London hospital. Опытный хирург Shafi Ahmed удалял раковые ткани в кишечнике пациента, а все желающие – взволнованные родственники больного, студенты-медики и заинтересованные журналисты – в онлайн-режиме наблюдали за этим через приложение VR in OR или web-сайт Medical Realities.

Дополненная реальность (AR)

Дополненная реальность в медицине-технологии

Microsoft HoloLens-в медицине при обученииВ AR-реальности связь с действительностью не теряется, лишь добавляются сенсорные данные, дополняющие сведения об окружении и улучшающие восприятие информации.

Microsoft HoloLens-в медицине при обучении фотоИ это тоже открывает новые горизонты в медицине, в хирурги в частности, когда операцию можно «отрепетировать».

Microsoft HoloLens-очки смешанной реальности
Очки смешанной реальности Microsoft HoloLens помогут поэкспериментировать с виртуальной мебелью, по-новому взглянуть на игру Minecraft или, например, научиться делать операции

Отличный инструмент – очки смешанной реальности Microsoft HoloLens.

Microsoft HoloLens-очки смешанной реальности в медицинеОни позволят студентам-медикам проводить в виртуальной анатомичке за виртуальным вскрытием столько времени, сколько им нужно: под любым углом зрения и без специфических ароматов формальдегида. Это даст возможность изучить тело человека без физического присутствия того.

Хирургия-технологии будущегоРаботают и со специальными очками Evena, позволяющими видеть вены, по которым течет кровь. Благодаря этому обеспечивается точность при инъекциях в кровеносные сосуды.

Интеллектуальные алгоритмы анализа данных, собранных фитнес-гаджетами

Вести здоровый образ жизни и заниматься спортом сегодня модно. И это отлично! В связи с этим не теряют своей актуальности разного рода фитнес-гаджеты, собирающие данные о пользователе и консолидирующие их в одном приложении, которое те анализирует.

Носимая электроника-фотоИ от этого анализа, собственно, и зависит эффективность тренировок. Как оказалось, обработка информации, поступающей с фитнес-гаджетов, ее синхронизация, анализ, а затем отображение на экране смартфона, является не таким-то легким делом, как может показаться на первый взгляд. Но прогресс есть. И он очевиден.

Сканеры еды

Сканер еды-современные технологииМолекулярные сканеры еды вроде SCiO и Tellspec особенно актуальны для людей с аллергией на пищевые продукты, а также, конечно, для тех, кто следит за своим питанием и фигурой.

Ведь знать, что на самом деле лежит в вашей тарелке, согласитесь, правильно.

Меню-питаниеИ мы уже давно перестали верить этикеткам на продуктах.

Сканеры еды-здоровый образ жизни

Человекоподобные роботы и подкожные технологии

Инновации в медицине-фотоРоботы, имитирующие зверей, антропоморфный двуногий Petman, двигающийся как человек… У Boston Dynamics, принадлежащей Google, много наработок и перспектив, наверняка и в медицине.

Хирургия будущего-технологииНесколько лет назад НАСА совместно с Virtual Incision разработали робота, которого можно помесить внутрь тела пациента, а затем дистанционно с помощью хирурга проводить операцию.

Робот-хирургБыть может, скоро изобретут и проглатываемые цифровые капсулы, которые смогут наблюдать за состоянием пациента и внутренне предоставлять ему лечение.

Не исключено, что в далеком-далеком будущем в homo sapiens будут заселять нанороботов. Те, «плавая» в крови человека, смогут предотвращать возможные болезни, сообщая хозяину о том, что происходит в его организме. Нанороботы будут взаимодействовать с органами, контролировать все параметры здоровья и, когда это необходимо, действовать. Правда, у нас есть опаски по поводу уязвимости личной жизни и биотерроризма.

Нанороботы-в нашей крови
Очень не скоро, но, возможно, в людей будут заселять нанороботов. Те, «плавая» в нашей крови, смогут предотвращать возможные болезни, сигнализируя хозяевам о том, что происходит в их организмах. Нанороботы будут взаимодействовать с органами, контролировать все параметры здоровья и, когда это необходимо, действовать. Все это хорошо. Но есть и другая сторона вопроса – уязвимость личной жизни. А какие возможности это предоставит биотерроризму!

Возможно, это и звучит как научная фантастика, но, учитывая сегодняшние достижения, включая и так называемые подкожные технологии, это уже не футурологический вымысел.

Подкожные технологии-реальность и будущееКстати, что касается подкожных технологий. Среди энтузиастов набирает обороты внедрение гаджетов под кожу. В нас встраивают электронные паспорта и чипы.

Подкожные чипы-технологииНапример, на международной выставке информационных и телекоммуникационных технологий CeBIT-2017 (Ганновер, Германия) каждый желающий мог вживить под кожу микрочип NFC. Цена вопроса – 75 евро. Есть информация, что к 2023 году распространятся и имплантированные телефоны.

Бодихакеры-фотоТакже, говоря о роботах и механизмах в медицине, вспомним о разработке компанией FlexDex инновационного механизма контроля для минимально агрессивных инструментов. Он механически передает движение от запястья хирурга к суставу инструмента.

FlexDex-новый механизм контроля для минимально агрессивных инструментовНе исключено, что мы застанем и то время, когда простые хирургические операции будут осуществляться дистанционно из другого города. Хирург сможет контролировать робота, на которого и будет возложена вся работа. Для жителей маленьких городов и сел, где не хватает специалистов, это отличная новость. Надеемся, технологии дойдут и туда.

Искусственный интеллект и хирургическая робототехника-будущее медициныИ можно уже вести речь о комбинации хирургической робототехники и искусственного интеллекта. Причем роль алгоритмов машинного обучения в хирургических процедурах не умаляется. Инициативы IBM Watson и Google Deepmind’s – тому доказательство. В будущем машины и люди будут плотно взаимодействовать, нейтрализуя недостатки друг друга.

«Интернет вещей» (IoT) для контроля здоровья из дома

Интернет вещей» в рамках «умного дома» призван научить «общаться» между собой все его SMART-составляющие: будь то «умная» зубная щетка, «умные» весы или цифровое зеркало. Причем анализируя и контролируя самые разные изменения, чтобы делать выводы о состоянии здоровья своего хозяина. Это все поможет в удаленном мониторинге пациентов.

Интернет вещей-контроль за здоровьем из дома

 

Опыт Theranos

Умный анализ данных-фотоВы в курсе скандала с компанией Theranos, который подстегнул к изобретению эффективных способов забора крови для анализа без использования шприцев? Так что не исключено, что скоро мы не будем бояться иголок.

Theranos-технология анализа и забора крови без использования шприцов

Управление мыслью

Телепатия-фотоНе факт, что мечты о телепатии будут когда-либо осуществлены, но уже несколько лет говорят о технологиях, позволяющих людям с тяжелыми болезнями использовать силу мысли. Речь, например, о системе EPOC Neuroheadset от компании Emotiv. Она дает возможность управлять компьютером с помощью мысленных команд.

В перспективе будут созданы системы, которые позволят пациентам, не имеющим возможность передвигаться, управлять электронным инвалидным креслом или, например, работать на виртуальной клавиатуре.

EPOC Neuroheadset-photoА еще мы слышали о совместной разработке Philips и Accenture устройства для считывания электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Она должна помочь людям с ограниченной подвижностью манипулировать вещами – включать телевизор, свет, управлять курсором мышки и не только – с помощью мысленных команд.

Генное редактирование

Генное редактирование-фотоНаиболее перспективным остается применение систем CRISPR для направленной редакции геномов. Это позволит лечить генетически передающиеся заболевания.

А еще ученые надеются научиться выбирать и настраивать данные будущих детей. IVG (или гаметогенез «в пробирке») – буквально способность редактировать систему CRISPR – является уникальной методикой, позволяющей выращивать большое количество эмбрионов на основе ничтожного малого количества генетического материала донора.

Генетическое редактирование CRISPR-технологии в медицинеТак, половой агент, который используют для искусственного оплодотворения, может быть выращен даже на основе чешуек кожи человека. Если хочется иметь ребенка от знаменитости, принесли в клинику салфетку, которой та вытирала губы в ресторане, – и дело в шляпе. Правда, остается этическая сторона вопроса…

Близнецы-фото
Ученые планируют научиться выбирать и настраивать внешность будущих детей, как мы сейчас делаем с дизайном автомобиля либо интерьером гостиной. Генное редактирование открывает большие перспективы

И вообще, IVG не стоит рассматривать как полноценную репродуктивную технологию, хоть гаметогенез «в пробирке» и позволит исключить проблемы с бесплодием. Кроме того, он легко может выйти из-под контроля общества, чего допустить, конечно, нельзя.

Будущее медицины-что ожидатьОчевидно, что технологии сами по себе не смогут решить все проблемы, стоящие перед здравоохранением. Но и люди без них – самостоятельно – уже не справятся. И очень важно найти баланс между внедрением инноваций в нашу жизнь и медицину в частности и сохранением человеческих взаимоотношений между врачами и пациентами. А что вы думаете по этому поводу? Высказывайтесь в комментариях.

Донорские фабрики

10-medicinskih-tehnologiy-sovremennoy-mediciny-vedushhih-k-bessmertiyu (1)

Благодаря переливанию крови было спасено много жизней. В банках крови всегда приветствуется донорство, потому крови постоянно не хватает. Однако человеку подходит не любая кровь, а только определенной группы, совпадающей с его группой. В противном случае иммунная система атакует инородные клетки.

Биологи и иммунологи придумали выход из этой ситуации: в лабораториях была создана искусственная кровь группы «0». Она является универсальной и ее можно переливать людям с разными группами. Возможно в будущем это полностью исключит институт донорства, а искусственную кровь начнут производить в промышленных масштабах.

Технология искусственного выращивания частей тела

10-medicinskih-tehnologiy-sovremennoy-mediciny-vedushhih-k-bessmertiyu (2)

Сегодня в лабораториях научились выращивать части тела. Например, людям, пострадавшим от рака кожи и потерявшие часть носа, были пересажены искусственно выращенные ноздри, состоящие из взятых у пациентов клеток. Такие органы хорошо приживаются и не несут негативных последствий.

Восстановление частей тела после паралича

10-medicinskih-tehnologiy-sovremennoy-mediciny-vedushhih-k-bessmertiyu (3)

Ученые выяснили, как именно электрические импульсы действуют на нервную ткань спинного мозга. Эффективная электротерапия помогает восстанавливать подвижность парализованных конечностей. Это стало настоящим прорывом в медицине. Это шанс для полностью парализованных людей на восстановление опорно-двигательной системы. Совместно с физиотерапией электротерапия поможет восстановить функциональность организма. Стимулируя спинной мозг электрическими сигналами, один из участников эксперимента смог самостоятельно двигать ногами.

Кровь молодых

10-medicinskih-tehnologiy-sovremennoy-mediciny-vedushhih-k-bessmertiyu (4)

Кровь молодых организмов содержат особые элементы. Они могут замедлить процесс старения. К такому же выводу пришли три группы, проводившие эксперимент на мышах. Если переливать кровь молодых старым, то у последних замечается улучшение мозговых процессов и физических возможностей. Возможно, это станет началом борьбы с процессами старения.

 

Проверка здоровья на генном уровне

10-medicinskih-tehnologiy-sovremennoy-mediciny-vedushhih-k-bessmertiyu (5)

 

Люди весьма пренебрежительно относятся к своему здоровью. Для того чтобы предотвратить заболевания, были придуманы микросенсоры, которые позволяют следить за состоянием всего организма и своевременно давать необходимые рекомендации. Данная технология пока находится в стадии разработки.

Донорские органы от генномодифицированной свиньи

10-medicinskih-tehnologiy-sovremennoy-mediciny-vedushhih-k-bessmertiyu (6)

Одной из самых распространенных причин смерти во все мире являются заболевания сердечно-сосудистой системы. Зачастую может спасти пересадка сердца.

Доноры сердца – это очень редкий случай. Аппарат искусственного кровообращения является лишь временной мерой. К сожалению, пока еще не был создан эффективный имплантируемый протез сердца для человека.

Сегодня ведутся разработки по пересадке человеческих генов свинье. Одно свиное сердце было пересажено бабуину, который прожил с ним год. Эта технология весьма дорогостоящая, однако, она дает шанс на то, что в будущем может появиться неограниченное количество донорских сердец.

Восстановление после перенесенного инсульта

10-medicinskih-tehnologiy-sovremennoy-mediciny-vedushhih-k-bessmertiyu (7)

Это заболевание несет после себя тяжелые последствия: страдает мыслительная деятельность и мышечная активность. Ученые нашли эффективный способ, который поможет наладить все потерянные процессы. Делается инъекция стволовых клеток в мозг пациента, после которой он снова начинает двигать конечностями и к нему возвращаются умственные способности.

Бионические протезы

10-medicinskih-tehnologiy-sovremennoy-mediciny-vedushhih-k-bessmertiyu (9)

Современные бионические протезы управляются при помощи сигналов, поступающих из мозга. Эта невероятная разработка принадлежит компании DEKA. При помощи их инновационного устройства можно застегнуть пуговицу или взять яйцо, не разбив его. Технология активно развивается и можно с уверенностью сказать, что эти протезы станут еще более функциональными.

Анабиоз

10-medicinskih-tehnologiy-sovremennoy-mediciny-vedushhih-k-bessmertiyu (10)

В научной фантастике идея анабиоза не нова. Но в реальной жизни она еще не была изобретена. Ученый Питер Ри провел эксперименты на свиньях. У него получилось «заморозить» их, заменив кровь холодным физиораствором. А затем он их без проблем разморозил. Сегодня ведутся поиски кандидатов для испытаний новой технологии. Скорее всего, что после успешного завершения эксперимента, определение смерти может измениться.

Замена суставов из биоматериалов

Технологии замены суставов и костей прошли долгий путь за последние десятилетия, части на пластиковой и керамической основе взяли верх над металлическими частями, а новейшее поколение искусственных костей и суставов заходит еще дальше: их будут делать из биоматериалов, чтобы они практически слились с телом.

Это стало возможным, конечно же, благодаря 3D-печати (к этой теме мы будем возвращаться неоднократно). Хирурги главного госпиталя Саутгемптона в Великобритании изобрели технику, с помощью которой имплант бедра пожилого пациента удерживается на месте с помощью «клея», изготовленного из собственных стволовых клеток пациента. Кроме того, профессор Университета Торонто Боб Пиллиар вывел процесс на новый уровень, создав импланты нового поколения, которые на самом деле имитируют кость человека.

Используя процесс, который связывает компонент кости на замену (с применением ультрафиолетового света) в невероятно сложные структуры с чрезвычайной точностью, Пиллиар и его команда создает крошечную сеть каналов и траншеек, по которым перевозятся питательные вещества в самом импланте.

Выращенные костные клетки пациента затем распределяются по этой сети, замыкая кость с имплантом. Со временем компонент искусственной кости растворяется, а выросшие естественным образом клетки и ткани сохраняют форму импланта.

Крошечный кардиостимулятор

С момента имплантации первого кардиостимулятора в 1958 году, эта технология, конечно, значительно улучшилась. Впрочем, после гигантских скачков в развитии в 1970-х, в середине 80-х все как-то застопорилось. Компания Medtronic, которая создала первый кардиостимулятор, работающий на батарейке, выходит на рынок с устройством, которое может произвести такую же революцию в области кардиостимуляторов, как и ее первое устройство. Оно размером с витаминку и не требует хирургического вмешательства.

Эта новая модель вводится через катетер в паху (!), крепится к сердцу маленькими зубцами и поставляет необходимые регулярные электрические импульсы. В то время как обычные кардиостимуляторы, как правило, требуют сложного хирургического вмешательства, создания «кармашка» для устройства рядом с сердцем, крошечная версия существенно упрощает эту процедуру и снижает частоту осложнений на 50%: 96% пациентов не выявляли никаких признаков осложнений.

И хоть Medtronic вполне может быть первым на этом рынке (имея полученное одобрение FDA), другие крупные производители кардиостимуляторов разрабатывают конкурентные устройства и не собираются оставаться за пределами рынка, годовой объем которого составляет 3,6 миллиарда долларов. Medtronic начала разработку крошечных спасителей в 2009 году.

Глазной имплант от Google

Вездесущий провайдер поисковой системы и мировой гегемон Google, похоже, планирует интегрировать технологии в каждый аспект нашей жизни. Впрочем, стоит признать, что вместе с кучей хлама Google выдает на-гора и стоящие идеи. Одно из последних предложений Google может как изменить мир, так и превратить его в кошмар.

Проект, который известен как Google Contact Lens, представляет собой контактную линзу: имплантируясь в глаз, она заменяет естественный хрусталик глаза (который разрушается в этом процессе) и приспосабливается, исправляя плохое зрение. Линза крепится к глазу с помощью того же материала, который используется при производстве мягких контактных линз, и имеет множество практических медицинских применений — вроде считывания кровяного давления пациентов с глаукомой, уровней глюкозы у пациентов с диабетом или беспроводного обновления с учетом ухудшений зрения пациента.

В теории, искусственный глаз Google может полностью восстановить зрение. Конечно, это еще не камера, которая имплантируется прямо вам в глаза, но поговаривают, что к этому все идет. Кроме того, непонятно, когда линза появится на рынке. Но патент был получен, а клинические испытания подтвердили возможность процедуры.

Искусственная кожа

За последние десятилетия достижения в области создания искусственной кожи явили нам существенный прогресс, но два недавних прорыва из совершенно разных областей могут открыть новые направления для исследований. Ученый Роберт Лангер из Массачусетского технологического института разработал «вторую кожу», которую назвал XPL («сшитый полимерный слой»). Невероятно тонкий материал имитирует упругую молодую кожу — этот эффект проявляется мгновенно при создании, но теряет силу примерно через день.

А вот профессор химии Чао Вонг из Калифорнийского университета в Риверсайде работает над еще более футуристическим полимерным материалом: который может самовосстанавливаться от повреждений при комнатной температуре и пронизан крошечными металлическими частицами, которые могут проводить электричество, для лучших измерений. Профессор уверяет, что не пытается создать кожу для супергеров, но признает, что является большим фанатом Росомахи и пытается привнести научную фантастику в настоящий мир.

Что примечательно, некоторые самовосстанавливающиеся материалы уже появились на рынке — например, самовосстанавливающееся покрытие телефона LG Flex, которое Вонг приводит в качестве примера возможного применения таких технологий в будущем. Короче говоря, этот чувак действительно пытается создать супергероев.

Импланты мозга, восстанавливающие двигательные способности

Двадцатичетырехлетний Ян Буркхарт пережил ужасную аварию в возрасте девятнадцати лет, которая парализовала его от груди до пальцев ног. В течение последних двух лет он работал с докторами, которые настраивали и экспериментировали с устройством, имплантированным в его мозг — микрочипом, который считывает электрические импульсы мозга и переводит их в движение. Хоть устройство и далеко от совершенства — его можно использовать только в лаборатории, когда имплант подключен к компьютеру с помощью рукава на руке — оно позволило пациенту свинтить крышку с бутылки и даже поиграть в видеоигру.

Ян признает, что может и не получить выгоду от этих технологий. Он делает это больше чтобы доказать возможность концепции и показать, что его конечности, разъединенные с мозгом, можно заново к нему подключить с помощью посторонних средств.

Впрочем, вполне вероятно, что его помощь хирургии головного мозга и эксперименты, которые проводят по три раза в неделю, окажут огромную поддержку в продвижении этой технологии для будущих поколений. Хотя подобные процедуры использовались для частичного восстановления движений обезьян, это первый пример успешного преодоления нервного разъединения, которое вызывает паралич у человека.

Биоабсорбируемые трансплантаты

Стенты — сетчатые полимерные трубки, которые вставляются хирургическим путем в артерии, препятствуя их блокированию — сущее зло, которое приводит к осложнениям у пациента и демонстрируют умеренную эффективность. Потенциал осложнений, особенно у молодых пациентов, делает результаты недавнего исследования с участием биоабсорбируемых сосудистых трансплантатов весьма перспективными.

Процедура называется эндогенное восстановление тканей. Давайте простыми словами: в случае с молодыми пациентами, которые родились без некоторых необходимых соединений в сердце, врачи смогли создать эти соединения, используя продвинутый материал, который выступает в качестве «лесов», позволяя телу копировать его структуру с помощью органических материалов, а сам имплант впоследствии растворяется. Исследование было ограниченным, с участием всего пятерых молодых пациентов. Но все пятеро выздоровели без каких-либо осложнений.

Хотя эта концепция не нова, новый материал (состоящий из «супрамолекулярных биоабсорбируемых полимеров, изготовленных с использованием проприетарной технологии электропрядения») представляет собой важный шаг вперед. Стенты предыдущего поколения состояли из других полимеров и даже металлических сплавов и выдавали смешанные результаты, что привело к медленному принятию этого метода лечения во всем мире.

Хрящ из биостекла

Еще одна 3D-печатная полимерная конструкция может произвести революцию в методах лечения весьма изнурительных заболеваний. Группа ученых из Имперского колледжа Лондона и Университета Милано-Бикокка создали материал, который назвали «биостеклом»: комбинацию кремний-полимера, имеющую прочные и гибкие свойства хряща.

Биостеклянные импланты напоминают стенты, о которых мы говорили выше, но делаются из совершенно другого материала для совершенно другого применения. Одним из предложенных использований таких имплантов является выстраивание лесов для поощрения естественного выращивания хряща. Также они обладают саморегенерацией и могут восстанавливаться, если связи будут разорваны.

Несмотря на то, что первым испытанием метода будет замена межпозвоночного диска, другая — постоянная — версия импланта находится в стадии разработки для лечения травм колена и других травм в районах, где хрящ уже не отрастить. 3D-печать делает импланты более дешевыми и доступными в производстве и еще более функциональными, чем другие импланты этого типа, которые доступны нам в настоящее время и, как правило, выращиваются в лаборатории.

Самовосстанавливающиеся полимерные мышцы

Чтобы не отставать от коллег, стэнфордский химик Ченг-Хи Ли в поте лица работает над материалом, который может быть строительным блоком для фактической искусственной мышцы, которая может превзойти в качествах наши хилые мускулы. Его соединение — подозрительно органическое соединение кремния, азота, кислорода и углерода — способно растягиваться до 40-кратной своей длины, а после возвращаться в нормальное положение.

Также оно может восстанавливаться от проколов за 72 часа и заново закрепляться после разрывов, вызванных железной «солью» в компоненте. Правда, для этого части мышцы нужно поместить рядом. Куски пока не ползут друг к другу. Пока.

На текущий момент единственным слабым местом этого прототипа является его ограниченной электропроводность: при воздействии электрического поля вещество увеличивается всего на 2%, в то время как настоящие мышцы — на 40%. Это должно быть преодолено в кратчайшие сроки — и тогда Ли, ученые с биостеклянными хрящами и доктор Росомаха смогут собраться вместе и обсудить, что делать дальше.

Призрак сердца

Этот метод, который изобрел Дорис Тейлор, директор регенеративной медицины в Техасском институте сердца, не сильно отличается от упомянутых выше 3D-печатных биополимеров и прочего. Метод, который доктор Тейлор уже продемонстрировал на животных — и готов продемонстрировать на людях — совершенно фантастический.

Если коротко, сердце животного — свиньи, например — замачивается в химической ванне, которая разрушает и высасывает все клетки, кроме белка. Остается пустой «призрак сердца», который затем можно наполнить собственными стволовыми клетками пациента.

Как только необходимый биологический материал оказывается на месте, сердце подключается к устройству, которое заменяет искусственную систему кровообращения и легкие («биореактор»), пока не станет функционировать как орган и его можно будет пересадить пациенту. Этот метод Тейлор успешно продемонстрировал на крысах и свиньях.

Этот же метод имел успех и с менее сложными органами вроде мочевого пузыря и трахеи. Впрочем, процесс далек от совершенства, но когда его достигнет, очереди пациентов, ожидающих сердца для пересадки, могут прекратиться полностью.

Инъекция мозговой сети

Наконец у нас есть передовая технология, способная быстро, просто и совершенно опутать мозг сетью с помощью одной инъекции. Исследователи из Гарвардского университета разработали электропроводящую полимерную сеть, которая буквально впрыскивается в мозг, где проникает в его закоулки и сливается с веществом мозга.

Пока что сеть, состоящая из 16 электрических элементов, была пересажена в мозг двух мышей на пять недель без иммунного отторжения. Исследователи предсказывают, что крупномасштабное устройство такого плана, состоящее из сотен подобных элементов, может активно контролировать мозг до каждого отдельного нейрона в ближайшем будущем и пригодится при лечении неврологических расстройств вроде болезни Паркинсона и инсульта.

В конце концов, это исследование может привести ученых к более глубокому пониманию высших когнитивных функций, эмоций и других функций мозга, которые в настоящее время остаются непонятными.

Большинство врачей в государственных поликлиниках являются помехой в работе оборудования, от них нет никакой пользы, а даже вред.

В будущем будет целесообразно освободить поликлиники и кабинеты диагностики от врачей. Врачам место в больнице, где самые лучшие специалисты должны лечить больных, а в поликлиниках должно размещаться современное оборудование, и все процессы максимально автоматизированы. В частных клиниках, где специализируются на диагностике, врачи не нужны вообще, ведь в любом случае все решает современное оборудование.

Будущее медицины

Совсем скоро в каждом крупном торговом центре создадут несколько кабинетов, где будет просто оператор и куча электроники. Компьютер сделает вам все возможные УЗИ, МРТ, возьмет анализ и сразу обработает всю информации. Вам останется только немного подождать, когда компьютер выдаст подробную распечатку, где подробно все расписано о состоянии здоровья и даны рекомендации по лечению и образу жизни.

 https://blog.allo.ua/innovatsii-i-tehnologii-meditsiny_2017-08-13/amp/

https://www.infoniac.ru/news/Udivitel-nye-medicinskie-tehnologii-budushego-kotorye-uzhe-izobreteny.

htmlhttps://i4future.ru/2015/09/10-tekhnologii-bessmertiia/

https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fhi-news.ru%2Fmedicina%2F10-vpechatlyayushhix-primerov-mediciny-budushhego.html&d=1