Biyonik el, in vivo gen tedavisi ve XXI yüzyılın tıbbında 4 daha önemli keşif

1. Yapay zeka

Sinir ağları, uzmanların işini daha kolay ve daha doğru hale getirir. Örneğin, yapay zeka olabilmekTıpta Yapay Zeka / Veri Geliri hastalıkları teşhis edin: bunun için program tarama sonuçlarını analiz eder ve ardından kalıpları arar. Dahası, her şey bir kişi tarafından yapıldığından çok daha hızlı gerçekleşir.

Ayrıca yapay zeka hünerliE. L. Rom, İ. F. Tsigelny. İlaç Tedavisinde Yapay Zeka / Farmakoloji ve Toksikolojinin Yıllık İncelemesi tıbbi geçmişe dayalı tedavi seçme sürecini otomatikleştirin ve ayrıca önemli ölçüde hızlandırmakİlaç Endüstrisinde ve İlaç Geliştirmede Yapay Zeka / Tec4med ilaç ve aşıların geliştirilmesi. Geliştirmeleri ve üretime geçmeleri genellikle birkaç yıl alır ve yapay zeka bu süreyi bir yıla indirebilir. Eğitimli ağ, hem başarılı kombinasyonları hesaplayabilir hem de bunları uygularken olası başarı yüzdesini bulabilir. Yani, araştırmacıları daha az umut vadeden seçeneklerle zaman kaybetme ihtiyacından kurtarmak.

Ve zaten kanıtlanmış örnekler var. Obsesif kompulsif bozuklukla savaşmak için yapay zeka tarafından icat edilen bir ilaç test edildiT. Burki. İlaç geliştirme için yeni bir paradigma / The Lancet 2020'de halka açık.

2. Biyobaskı

Yıllık organ nakli yardım eder2020'de dünya çapında tahmini organ nakli sayısı / Statista dünya çapında yüz binlerce insanı kurtarın. Ancak donör karaciğer, kalp veya böbrek nakli için uygun yoksun, bu nedenle bu tür işlemler için çok büyük kuyruklar var.

Muhtemelen, bioprinting, yani organların veya dokuların 3D baskısı bu sorunu çözebilir. Dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları bu teknolojiyi deniyorlar ve nasıl yaratılacağını çoktan öğrendiler. deriFransız Start-up Canlı Doku / 3D Tıp Konferansı 4D Lazer Biyobaskı için Benzersiz Teknoloji Geliştiriyor, karaciğer dokusu3D Biyobaskı / Organovo ve kalpAraştırmacılar, insan dokusu ve kan damarları ile bir kalbi 3D olarak basıyor / 3D Yerliler.

Biyobaskı şu şekilde çalışır:

1. Bilim insanları toplamakGeleceği yazdırmak: 3B biyoyazıcılar ve kullanımları / Avustralya Bilim Akademisi Baskı için "mürekkep", yani canlı ve sağlıklı hücreler. Bunu yapmak için ya doğrudan bir kişiden istenen numuneyi alın ya da yetişkin kök hücreleri kullanın.
2. İstenen organ veya dokunun bir modeli, genellikle bir tarama veya MRI sonuçlarına dayalı olarak bir bilgisayarda oluşturulur.
3. Yazıcıya, "mürekkep" ve bir baz görevi görecek kolajen gibi diğer organik veya sentetik malzemeler yüklenir.
4. Sırada teknoloji var. Yazıcı kafaları, biyomateryali kademeli olarak doğru yerlere yerleştirir. İşlem yavaştır ve saatler sürer.

Bu tür organlar insanlara nakledilmese de sadece klinik deneyler için kullanılmaktadır. Ancak kemikler de dahil olmak üzere benzer şekilde basılmıştır. kafatası kemikleriİnsan kafatasının %75'i 3D baskılı malzemeyle değiştirildi / Extreme Techinsanlar zaten nakledildi. Tıpta 3D yazıcı kullanma olanakları bununla da sınırlı değil. Yani, üzerine nasıl ilaç basılacağını zaten biliyorlar: ilk örnekler başlatılan ABD'de 2016 gibi erken bir tarihte satışta.

3. biyonik protezler

Ampute uzuvlar için yapay ikameler insanlar tarafından binlerce yıldır kullanılmaktadır: tahta parmaklar bulunduMısır Mumyasında 3.000 Yıllık Ahşap Burunlu Protez Keşfedildi / Canlı Bilimi hatta mumyalar. Uzun bir süre protezler ya sadece kozmetik işlevleri yerine getirdiler ya da donanımlıProtézy v minulosti: pacienti kvôli nim trpeli / Magazin örneğin bir çatal veya kanca şeklinde değiştirilebilir fonksiyonel ekler. Bu alternatif faydalı olmasına rağmen, yine de hastanın yaşam kalitesini önemli ölçüde iyileştiremedi.

bilim adamları uzun arıyorlardıR. Wirt, D. R. Taylor, F. Finley. Kol protezinin örüntü tanıması: tarihsel bir bakış açısı-son bir rapor / Protez araştırmaları Bülteni protezi, düşünce gücüyle kontrol edilen, vücudun tam teşekküllü bir parçası haline getirebilecek bir çözüm. İlk başarılı deneyler, 20. yüzyılın ikinci yarısında zaten gerçekleşti, ancak bu tür uzuvların seri üretimi başarılıİnsanın ötesinde: Biyonik atılımlar yapan 8 kuruluş / Wareable ancak 21. yüzyılda kurulabilir. Biyonik teknolojinin gelişimi sayesinde.

Robotik “kolların” veya “bacakların” çalışmasının sırrı miyosensörlerdedir: kas dokusuna yapışırlar, beyin sinyallerine cevap verirler ve bunları proteze iletirler. İstenilen eylemi düşünmek yeterlidir ve yeni uzuv bunu gerçekleştirecektir. Sonuç olarak, bir kişinin uzun süre uyum sağlamasına, alışkanlıklarını ciddi şekilde değiştirmesine, hobilerden ve spordan vazgeçmesine gerek yoktur.

Biyonik teknolojiler, örneğin kısmen başka protez türleri oluşturmayı mümkün kılar. gören gözYapay görme: biyonik gözlü insanların gördükleri / The Conversation ve dış iskeletEkso biyonik.

Bazı modern protez eller hissetmenizi bile sağlar! Örneğin, Modüler Protez Uzuv, gelişmişModüler Protez Uzuv / Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı Johns Hopkins Üniversitesi'nde. İçinde, nesnenin sıcaklığına, dokusuna ve konumuna yanıt veren 100'den fazla sensör bulunur.

4. Canlılarda gen tedavisi

Kistik fibroz veya spinal müsküler atrofi gibi belirli bir genin işlev bozukluğundan kaynaklanan kalıtsal hastalıkları tedavi etme imkanı, BaşlatT. Friedmann, R. Roblin. İnsan Genetik Hastalığı için Gen Tedavisi?: İnsanlarda genetik manipülasyon önerileri, zor bilimsel ve etik sorunları gündeme getiriyor / Bilim 1970'lerde tartışıldı. O zamandan beri göründüGen tedavisi - genler ne zaman tedavi edilir? / Genotek hastanın durumunu "düzeltmek" için çeşitli teknolojiler: yeni bir genin eklenmesi, eskisinin kapatılması veya sağlıklı bir kopya ile değiştirilmesi.

Son uzun süre sadece ex vivo gerçekleştirildi: gerekli materyal vücuttan alındı, laboratuvarda tedavi edildi ve daha sonra tekrar vücuda sağlıklı bir şekilde implante edildi. Ancak bazı gen hastalıkları bu şekilde tedavi edilemez: Her hücre vücut dışında başarılı bir şekilde yetiştirilemez. Bu nedenle, bilim adamları başka bir yol arıyorlardı. Ve bunu in vivo gen terapisinde buldular: bu durumda, ilaç hastaya verilir ve genin düzeltilmesi devam ediyorGen Tedavisi: Geleceğin İlaçlarıyla Tanışın / Biyomolekül vücudun hemen içinde.

Bu tür ilk araç 2012 yılında Avrupa'da tescil edilmiştir. Adı Glybera idi ve trigliserit oluşumuna ve şiddetli pankreatite neden olan LPL gen eksikliği olan insanlara yardım etmesi gerekiyordu. Ancak, ilaç kesildi ve zaten 2017'de geri çağrılanGlybera / Avrupa İlaç Ajansı kaydı: buna çok az ihtiyaç vardı ve daha basit ve daha uygun maliyetli tedavi seçenekleri vardı.

O zamandan beri, zaten daha başarılı olan birkaç ilaç daha ortaya çıktı. Örneğin, Luxturna, nadir görülen bir kalıtsal körlük türü olan Leber'in amaurosisini tedavi eder ve Zolgensma, belirli spinal müsküler atrofi türlerini tedavi eder.

5. robot cerrah

Yardımcı robotlara sadece cerrahın işini kolaylaştırmak için değil, aynı zamanda örneğin beyinde özellikle hassas operasyonlarda başarılı bir sonuç elde etmek için ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tür teknolojilerle ilgili deneyler 1980'lerde başladı. Sonra aynı anda birkaç makine oluşturuldu. Onların arasında:

• artrobot. O konumlandırılmışDünyanın ilk cerrahi robotu / The Medical Post ve operasyon sırasında hastanın bacağını sabitledi - asistanları bu işe dahil etmeyi reddetmesine izin verildi.
• PUMA‑560. KullanılmışPUMA 560/İngiltere ilk robotik biyopsi için. Makine, tomografi verilerine dayanarak iğnenin istenen yerleştirme bölgesini belirledi.
• PROBOT. Yardım ettiProbot/İmparatorluk Koleji Londra prostat üzerinde hassas operasyonlar gerçekleştirin.
• ROBODOC. basitleştirilmişRobodoc' insan / UPI üzerinde ilk başarılı ameliyatı gerçekleştirdi kalça kemiğinin tam alanını kesmek nedeniyle eklem artroplastisi.

Bununla birlikte, hepsi özel olarak ve deneysel olarak kullanıldı. Cerrahların yardımına büyük ölçüde ilgi duymaya başlayan ilk robot, "Da Vinci» (FDA onayı, ABD Sağlık Bakanlığı, varda Vinci Cerrahi Sistem / Drugwatch 2000 yılında). Karmaşık işlemleri minimal invaziv bir şekilde yani hastaya en az zararla gerçekleştirmenizi sağlar. Kardiyo ve beyin cerrahisi, üroloji, kadın hastalıkları ve diğer alanlarda kullanılabilir.

"da Vinci"nin dört "kolu" vardır, ancak ameliyatı kendisi yapmaz: konsol kullanan bir cerrah tarafından kontrol edilir. Bu arada, mutlaka yan odadan değil: robotu kontrol edebilirsiniz, yapı400km uzaklıktan ameliyat eden cerrah / BBC hatta yüzlerce kilometre uzakta. Da Vinci, dünyanın birçok ülkesinde kullanılmaktadır. Örneğin, Rusya'da bu yardım etti 24,5 binden fazla operasyon gerçekleştirmek.

6. Sanal Harita ve Kanser İmmün Tedavisi

Dünyada her yıl düzeltmekBugün Kanser / Dünya Sağlık Örgütü farklı kanser türlerinin milyonlarca yeni tanı vakası. Ve bilim adamları sürekli olarak onkolojik hastalıklar üzerinde çalışıyorlar: hücre davranışının özelliklerini anlamaya ve alternatif etkili tedavi yöntemleri bulmaya çalışıyorlar.

Son yıllarda, bu yönde birkaç ilginç keşif ortaya çıktı. Örneğin, Cambridge Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, VR teknolojisini kullanarak kanserli bir tümörün etkileşimli bir haritasını oluşturdular. O izin verir3D model, kanser hücrelerini sanal olarak incelemek için VR kullanıyor / Spring Wise Tıpkı çevrimiçi şehir haritalarında olduğu gibi farklı bölümlerinde "yürüyün" ve her bir hücre kümesini ayrıntılı olarak inceleyin. Haritayı oluşturmak için bilim adamları hastanın tümöründen biyopsi aldı, örneği ince dilimler halinde kesti, genetik materyal hakkında bilgi toplamak için bir dizi test yaptı ve verileri sisteme yükledi. Program, yeni bilgiler indirilerek güncellenebilir: tümörün nasıl ilerlediğini ve hücrelerinin nasıl etkileşime girdiğini tam olarak kaydetmek ve gözlemlemek için.

Bir başka önemli keşif zaten kanser tedavisiyle bağlantılı. Amerikalı ve Japon immünologlar James Ellison ve Tasuku Honjo tarafından yapıldı. Birbirlerine bakmadan onlar keşfettiNobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü - 2018 / Elements insan vücudunda T-lenfositlerin çalışmasını engelleyen mekanizmalar. Bu mekanizmalar devre dışı bırakılırsa, bağışıklık sistemi kanser hücreleriyle kendi başına savaşmaya başlar. Bilim adamları çalışmaları için var 2018 Nobel Ödülü. Keşifleri sayesinde, özellikle ipilimumab ve nivolumab olmak üzere bağışıklık sistemini bloke eden ilaçlar oluşturuldu. Klinik denemeler göstermekJ. Larkin, V. Chiarion-Sileni, R. Gonzales, J. Grob, P. Rutkowski, C. D. Lao, D. Schadendorf, J. Wagstaff, R. Dummer, P. F. Ferrucci, M. gülen İleri Melanomda Kombine Nivolumab ve Ipilimumab ile Beş Yıllık Sağkalım / The New England Journal of Medicineörneğin melanom (cilt kanseri) gibi tedavi sonuçlarını gerçekten iyileştirebileceklerini.