Nauka i postęp idą skokowo i to oczywiście dotyczy również medycyny - leki i procedury pojawiają się i są zastępowane nowymi w ciągu życia jednego pokolenia, a to, co dla naszych rodziców wciąż brzmiało jak science fiction, stało się dziś rzeczywistością. A przyszłość zapowiada się jeszcze bardziej ekscytująca …
Wyprzedzając pytanie „skoro są tak świetne, to dlaczego jeszcze nie na półkach aptek”, odpowiadamy - od momentu odkrycia w dziedzinie medycyny do pojawienia się produktu na półkach lub nowego urządzenia w szpitalach trwa to 5-7, czasem nawet 9-12 lat.
Badania kliniczne, zezwolenia, pozyskiwanie funduszy, technologie masowej produkcji … to nie jest Twój nowy iPhone. Nie wspominając już o tym, że wiele z opisanych technologii to tylko fundament, na którym można zbudować bardzo różnorodne, konkretne rzeczy.
Konstruktor DNA
DNA służy jako idealny nośnik, który może zawierać ogromną ilość informacji. Struktura DNA stale ewoluuje i zmienia się, a jego cząsteczki są często nazywane budulcem żywych organizmów.
Dla naukowców z Harvardu to sformułowanie ma znacznie więcej sensu niż dla zwykłego człowieka - naukowcy używają DNA jako cegiełek do projektowania różnych struktur i systemów.
Film promocyjny:
Korzystając z tej metody, naukowcy zakodowali 284 strony książki w jednej cząsteczce DNA. Udało im się zarejestrować te informacje, najpierw tłumacząc dane na binarne, a następnie konwertując liczby od jednego do zera na czwartorzędową notację DNA - A, T, G i C. W rezultacie okazało się, że dane te można łatwo odczytać, chociaż ten proces podczas gdy trwa to dość długo. Ale to na razie.
Urządzenia podtrzymujące życie
Urządzenia, takie jak rozruszniki serca, które regulują rytm serca, są używane przez około 700 000 osób na całym świecie. Minusem jest to, że wytrzymują tylko około siedmiu lat, po czym sprzęt trzeba wymienić. Jest to nie tylko trudny, ale i kosztowny zabieg chirurgiczny. Naukowcy z University of Michigan rozwiązali ten problem raz na zawsze - opracowali zupełnie nowy rozrusznik serca, który działa poprzez skurcz mięśnia sercowego.
Po przeprowadzeniu eksperymentów i testów dr Amin Karami stwierdził, że wszystkie dały pozytywne wyniki. Według niego kolejnym etapem testowania nowego urządzenia powinno być wszczepienie urządzenia do żywego ludzkiego serca. Jeśli technologia zadziała i przyniesie pozytywne rezultaty, może zrewolucjonizować nie tylko dziedzinę medyczną, ale także przemysłową. Ten mechanizm jest tak czuły, że może wytwarzać energię elektryczną przy dowolnym tętnie.
Leczenie zaburzeń mózgu
Mózg jest wrażliwym narządem, którego uszkodzenie może mieć długofalowe konsekwencje. Dla osób po urazie mózgu kompleksowa rehabilitacja jest prawdopodobnie jedyną nadzieją na powrót do normalnego życia. Ale teraz jest alternatywna metoda.
Twój język jest połączony z ośrodkowym układem nerwowym poprzez tysiące zakończeń nerwowych, z których niektóre prowadzą bezpośrednio do neuronów w mózgu. Przenośne neurostymulatory (PoNS) stymulują określone obszary nerwowe języka, a za pośrednictwem tego aparatu mózg otrzymuje sygnały do naprawy uszkodzonych obszarów. Pacjenci korzystający z systemu wykazali znaczną poprawę już po tygodniu.
Oprócz urazowych uszkodzeń mózgu, system PoNS może być stosowany w leczeniu chorób takich jak choroba Parkinsona, alkoholizm, udar, stwardnienie rozsiane itp.
Drukowane kości
Korzystając z drukarki 3D, naukowcy z University of Washington stworzyli sztuczny materiał o właściwościach kości. Ten „model” może zostać przeszczepiony do ludzkiego ciała, podczas gdy prawdziwa kość goi się, a następnie zostaje rozszczepiony i wydalony bez szkody dla organizmu.
Głównym problemem był dobór materiału do wykonania kości. Po pewnym czasie naukowcy stworzyli formułę zawierającą cynk, krzem, fosforan i wapń. Mieszanina została przetestowana i stwierdzono, że po dodaniu komórek macierzystych będzie działać znacznie wydajniej.
Do badania wykorzystano drukarkę ProMetal 3D. Działa podobnie jak zwykła drukarka. Wystarczy wlać do niego mieszaninę i wydrukować żądaną kość.
Główną zaletą tej technologii jest to, że teraz, przy prawidłowym połączeniu składników materiału biologicznego, za pomocą drukarki można uzyskać dowolną tkankę, nawet prawdziwe narządy.
Pyłek jako metoda szczepień
Pyłek to jeden z najpowszechniejszych alergenów na świecie. Jego struktura jest tak sztywna i odporna na wilgoć, że po dostaniu się do organizmu z łatwością przedostaje się do układu pokarmowego człowieka. Kiedy to samo dzieje się podczas szczepienia doustnego, nie cała ilość wprowadzonej substancji jest wchłaniana przez organizm, ponieważ wpływają na to soki z przewodu pokarmowego.
Naukowcy z University of Texas postanowili zbadać właściwości pyłku i opracować wykorzystującą go szczepionkę. Kierownik badania Harvinder Gill przezwyciężył główną wadę stosowania pyłku - usunął z jego powierzchni wszystkie alergeny. Technologia ta mogłaby porzucić metodę iniekcji szczepień i stanowić przełom w medycynie.
Bielizna elektroniczna
Choć brzmi to śmiesznie, bielizna może uratować tysiące istnień. U pacjentów leżących w śpiączce lub nieprzytomnych przez kilka tygodni lub miesięcy mogą pojawić się odleżyny - martwa tkanka będąca wynikiem stałego ucisku. Odleżyny mogą być nawet śmiertelne - każdego roku z powodu infekcji umiera około 60 000 osób.
Kanadyjski naukowiec Sean Dukelow był w stanie opracować elektroniczne spodnie o nazwie „Smart-E-Pants”. W bieliźnie znajdują się specjalne urządzenia, które wysyłają impuls elektryczny co dziesięć minut, zmuszając mięśnie do skurczu. Efekt adaptacji jest taki sam, jak gdyby pacjent ćwiczył samodzielnie. Celując w mięśnie, bielizna elektroniczna może trwale rozwiązać ten problem.
Komórki mózgowe z moczu
Chińscy biologowie z Guangzhou Institute of Biomedicine and Health byli w stanie stworzyć komórki macierzyste z ludzkiego moczu. Główną zaletą metody jest to, że komórki powstałe z moczu nie prowokują raka, natomiast zarodkowe komórki macierzyste stosowane dziś w medycynie mają niestety taki efekt uboczny - po ich przeszczepie guzy często zaczynają się rozwijać.
Przeszczep komórek na podstawie moczu nie doprowadził do żadnych niepożądanych nowotworów.
Naukowcy są przekonani, że ta metoda jest tańsza i bardziej praktyczna w tworzeniu komórek macierzystych. Neurony pozyskane z moczu mogą być stosowane w leczeniu chorób zwyrodnieniowych układu nerwowego.
Żel symulujący żywe komórki
Wiele badań medycznych poświęconych jest próbom odtworzenia tkanki ludzkiej z różnych materiałów. W przyszłości, dzięki pomyślnemu rozwojowi tej technologii, możliwe jest zapewnienie zdrowego życia całej ludzkości: jeśli na przykład jeden z narządów przestanie funkcjonować, można go wyhodować w warunkach laboratoryjnych i wymienić.
Teraz naukowcy opracowują żel, który naśladuje aktywność żywych komórek. Materiał jest formowany w wiązki o szerokości 7,5 miliardowych metra, dla porównania, około czterokrotnie większe od podwójnej helisy DNA. Jak wiadomo, komórki mają swój własny typ szkieletu - cytoszkielet, który składa się z białek. Żel syntetyczny zastępuje uszkodzone tkanki w rusztowaniu komórkowym, powstrzymując rozprzestrzenianie się infekcji i bakterii.
Lewitacja magnetyczna
Sztuczną tkankę płuc hodowano metodą lewitacji magnetycznej. Mimo, że brzmi to fantastycznie, grupa naukowców pod kierownictwem Gluko Sousy w 2010 roku dobitnie pokazała, że jest to możliwe. Naukowcy postawili sobie za cel stworzenie oskrzeli w laboratorium. W eksperymencie wykorzystano małe magnesy wstawione do komórek.
Rezultatem jest najbardziej realistyczna dostępna syntetycznie wyhodowana tkanka płuc. Tkanka wyhodowana przez lewitację magnetyczną może być przełomem w medycynie. Obecnie trwają prace nad ulepszeniem technologii.
Żel przeciw krwawieniu
Niewielka grupa naukowców zaszokowała świat nauki innowacyjnym odkryciem: Joe Landolino i Isaac Miller byli w stanie stworzyć żel, który powstrzymuje krwawienie o dowolnej złożoności. Żel działa szczelnie zamykając ranę.
Anti-Bleeding Gel tworzy łatwo wchłanialną syntetyczną tkankę, która pomaga komórkom leczyć. W jednym z eksperymentów naukowcy użyli kawałka wieprzowiny z rurką wypełnioną krwią. Przecięli mięso, a gdy płyn wypłynął z „rany”, nałożyli żel na rany i „krwawienie” ustało w ciągu kilku sekund. W kolejnym teście Landolino nałożył żel na tętnicę szyjną szczura. Eksperyment był równie udany.
Jeśli rozwój ten zostanie wkrótce wykorzystany w medycynie chirurgicznej, może uratować życie wielu ludziom.
Alla Razumikina