יד ביונית, טיפול גנטי in vivo ועוד 4 תגליות משמעותיות ברפואה של המאה ה-XXI

1. בינה מלאכותית

רשתות עצביות הופכות את עבודתם של מומחים לקלה ומדויקת יותר. לדוגמה, AI פחיתבינה מלאכותית ברפואה / הכנסות נתונים אבחון מחלות: לשם כך, התוכנית מנתחת את תוצאות ההקרנות, ולאחר מכן מחפשת דפוסים. יתר על כן, הכל קורה הרבה יותר מהר מאשר אם זה היה נעשה על ידי אדם.

גם בינה מלאכותית יכולה. ל. רום, אני. ו. ציגלני. בינה מלאכותית בטיפול תרופתי / סקירה שנתית של פרמקולוגיה וטוקסיקולוגיה להפוך את תהליך בחירת הטיפול לאוטומטי על סמך ההיסטוריה הרפואית, וגם באופן משמעותי לְהַאִיץבינה מלאכותית בתעשיית התרופות ופיתוח תרופות / Tec4med פיתוח תרופות וחיסונים. בדרך כלל לוקח להם כמה שנים לפתח ולהכניס לייצור, ובינה מלאכותית יכולה לצמצם את הזמן לשנה אחת. הרשת המאומנת מסוגלת גם לחשב שילובים מוצלחים וגם למצוא את אחוזי ההצלחה הסבירים בעת היישום שלהם. כלומר, לחסוך מהחוקרים את הצורך לבזבז זמן על אפשרויות פחות מבטיחות.

וכבר יש דוגמאות מוכחות. תרופה שהומצאה בבינה מלאכותית למלחמה בהפרעה טורדנית כפייתית הומצאה בָּדוּקט. בורקי. פרדיגמה חדשה לפיתוח תרופות / The Lancet בציבור בשנת 2020.

2. הדפסה ביולוגית

השתלת איברים מדי שנה עוזרמספר משוער של השתלות איברים ברחבי העולם בשנת 2020 / Statista להציל מאות אלפי אנשים ברחבי העולם. אבל מתאים בכלל להשתלת כבד, לב או כליה תורם חסר, אז יש תורים עצומים לפעולות כאלה.

כנראה, הדפסה ביולוגית, הדפסה תלת מימדית של איברים או רקמות, יכולה לפתור בעיה זו. מדענים ברחבי העולם מתנסים בטכנולוגיה הזו וכבר למדו כיצד ליצור עורסטארט-אפ צרפתי מפתח טכנולוגיה ייחודית להדפסה ביולוגית בלייזר 4D של רקמות חיות / כנס רפואי תלת מימדי, רקמת כבד3D Bioprinting / Organovo ו לבחוקרים מדפיסים תלת מימד לב עם רקמה אנושית וכלי דם / ילידים תלת מימדיים.

Bioprinting עובד כך:

1. מדענים לאסוףהדפסת העתיד: מדפסות ביולוגיות תלת מימדיות והשימושים שלהן / האקדמיה האוסטרלית למדע "דיו" להדפסה, כלומר תאים חיים ובריאים. לשם כך, קח את הדגימה הרצויה ישירות מאדם, או השתמש בתאי גזע בוגרים.
2. מודל של האיבר או הרקמה הרצויים נוצר במחשב, לרוב על סמך תוצאות סריקה או MRI.
3. המדפסת עמוסה ב"דיו" וחומר אורגני או סינתטי אחר, כמו קולגן, שישמש כבסיס.
4. השלב הבא הוא הטכנולוגיה. ראשי המדפסת ממקמים בהדרגה את הביוחומר במקומות הנכונים. התהליך איטי ואורך שעות.

בעוד שאיברים כאלה אינם מושתלים לאנשים, הם משמשים רק לניסויים קליניים. אבל העצמות הודפסו בצורה דומה, לרבות עצמות גולגולת75% מגולגולת אנושית הוחלפה בחומר מודפס בתלת מימד / אקסטרים טקאנשים כבר הושתלו. אפשרויות השימוש במדפסת תלת מימד ברפואה אינן מוגבלות לכך. אז, הם כבר יודעים להדפיס עליו תרופות: הדוגמאות הראשונות הושק למכירה בארה"ב כבר ב-2016.

3. תותבות ביוניות

תחליפים מלאכותיים לגפיים כרותות היו בשימוש על ידי אנשים במשך אלפי שנים: אצבעות עץ מצאתיתותב אצבע מעץ בן 3,000 שנה התגלה על מומיה מצרית / מדע חי אפילו מומיות. במשך זמן רב, תותבות ביצעו רק פונקציות קוסמטיות, או מְצוּיָדProtézy v minulosti: pacienti kvôli nim trpeli / Magazin חיבורים פונקציונליים להחלפה, למשל בצורת מזלג או וו. למרות שחלופה זו הייתה שימושית, היא עדיין לא יכלה לשפר משמעותית את איכות החיים של המטופל.

מדענים ארוכים חיפשור. וירט, ד. ר. טיילור, פ. פינלי. זיהוי דפוסים של תותבת זרוע: פרספקטיבה היסטורית - דו"ח סופי / עלון מחקרי תותבות פתרון שיכול להפוך את התותבת לחלק מן המניין בגוף, הנשלט על ידי כוח המחשבה. הניסויים המוצלחים הראשונים התרחשו כבר במחצית השנייה של המאה ה-20, עם זאת, ייצור המוני של איברים כאלה הצליחמעבר לאדם: 8 ארגונים עושים פריצות דרך ביוניות / Wareable יוקם רק במאה ה-21. הודות לפיתוח הטכנולוגיה הביונית.

סוד העבודה של "זרועות" או "רגליים" רובוטיות הוא בחיישני מיאו: הם נצמדים לרקמת השריר, מגיבים לאותות המוח ומעבירים אותם לתותבת. מספיק לחשוב על הפעולה הרצויה, והאיבר החדש יבצע אותה. כתוצאה מכך, אדם אינו צריך להסתגל במשך זמן רב, לשנות הרגלים ברצינות, לוותר על תחביבים וספורט.

טכנולוגיות ביוניות מאפשרות ליצור סוגים אחרים של תותבות, למשל, באופן חלקי עין רואהראייה מלאכותית: מה שאנשים עם עיניים ביוניות רואים / השיחה ו שלד חיצוניאקסו ביוניקה.

כמה ידיים תותבות מודרניות אפילו מאפשרות לך להרגיש! למשל, איבר תותב מודולרי, אשר מפותחאיבר תותב מודולרי / מעבדת ג'ונס הופקינס לפיזיקה יישומית באוניברסיטת ג'ונס הופקינס. בתוכו יותר מ-100 חיישנים המגיבים לטמפרטורה, למרקם ולמיקום האובייקט.

4. טיפול גנטי in vivo

האפשרות לטפל במחלות תורשתיות הנגרמות כתוצאה מתפקוד לקוי של גן מסוים, כגון סיסטיק פיברוזיס או ניוון שרירי עמוד השדרה, הַתחָלָהט. פרידמן, ר. רובלין. תרפיה גנטית למחלה גנטית אנושית?: הצעות למניפולציה גנטית בבני אדם מעלות בעיות מדעיות ואתיות קשות / מדע נדון בשנות ה-70. מאז הופיעריפוי גנטי - מתי מטפלים בגנים? / Genotek מספר טכנולוגיות ל"תיקון" מצבו של החולה: הכנסת גן חדש, כיבוי הישן או החלפתו בעותק בריא.

התקופה הארוכה האחרונה בוצעה רק ex vivo: החומר הדרוש נלקח מהגוף, טופל במעבדה, ולאחר מכן הושתל בחזרה לגוף בריא. עם זאת, חלק ממחלות הגנים אינן ניתנות לריפוי בדרך זו: לא ניתן לטפח בהצלחה כל תא מחוץ לגוף. לכן, מדענים חיפשו דרך אחרת. והם מצאו את זה בריפוי גנטי in vivo: במקרה זה, התרופה ניתנת למטופל, ותיקון הגן ממשיךתרפיה גנטית: הכירו את תרופות העתיד / ביומולקולה ממש בתוך הגוף.

הכלי הראשון מסוג זה נרשם באירופה ב-2012. זה נקרא Glybera והיה אמור לעזור לאנשים עם מחסור בגן LPL שגורם להצטברות טריגליצרידים ולדלקת לבלב חמורה. עם זאת, התרופה הופסקה וכבר ב-2017 נזכרגליברה / סוכנות התרופות האירופית רישומו: לא היה צורך בכך, והיו אפשרויות טיפול פשוטות וחסכוניות יותר.

מאז הופיעו עוד כמה תרופות, כבר מוצלחות יותר. לדוגמה, לוקסטורנה מטפלת באמורוזיס של לבר, צורה נדירה של עיוורון תורשתי, וזולגנסמה מטפלת בסוגים מסוימים של ניוון שרירי עמוד השדרה.

5. מנתח רובוט

רובוטים עוזרים נחוצים לא רק כדי להקל על עבודת המנתח, אלא גם כדי להשיג תוצאה מוצלחת בפעולות מדויקות במיוחד, למשל, במוח. ניסויים בטכנולוגיות כאלה החלו בשנות ה-80. אז נוצרו כמה מכונות בבת אחת. ביניהם:

• ארתרובוט. הוא ממוקםהרובוט הניתוחי הראשון בעולם / The Medical Post וקיבע את רגלו של המטופל במהלך הניתוח - מותר לסרב לערב עוזרים בעבודה זו.
• PUMA-560. בשימושPUMA 560/Britannica לביופסיה הרובוטית הראשונה. המכונה קבעה את מקום ההחדרה הרצוי של המחט בהתבסס על נתוני טומוגרפיה.
• PROBOT. עזרפרובוט/אימפריאל קולג' בלונדון לבצע פעולות מדויקות בערמונית.
• רובודק. מְפוּשָׁטRobodoc' מבצע ניתוח מוצלח ראשון באדם / UPI ניתוח מפרק, עקב חיתוך האזור המדויק של עצם הירך.

עם זאת, כולם שימשו באופן פרטי ודי ניסיוני. הרובוט הראשון, שהתחיל להימשך בצורה מאסיבית לעזרתם של מנתחים, היה "דה וינצ'י» (אישור ה-FDA, משרד הבריאות האמריקאי, קיבלמערכת כירורגית דה וינצ'י / משמר תרופות בשנת 2000). היא מאפשרת לבצע פעולות מורכבות בצורה זעיר פולשנית, כלומר, במינימום פגיעה במטופל. זה יכול לשמש בטיפולי לב ונוירוכירורגיה, אורולוגיה, גינקולוגיה ותחומים אחרים.

ל"דה וינצ'י" יש ארבע "זרועות", אבל הוא לא מבצע את הניתוח בעצמו: הוא נשלט על ידי מנתח באמצעות קונסולה. אגב, לאו דווקא מהחדר הסמוך: אפשר לשלוט ברובוט, להיותהמנתח שפועל ממרחק של 400 ק"מ / BBC אפילו מאות קילומטרים משם. דה וינצ'י נמצא בשימוש במדינות רבות ברחבי העולם. לדוגמה, ברוסיה זה עזר לבצע יותר מ-24.5 אלף פעולות.

6. מפה וירטואלית וטיפול חיסוני בסרטן

כל שנה בעולם לתקןסרטן היום / ארגון הבריאות העולמי מיליוני מקרים חדשים של אבחנה של סוגים שונים של סרטן. ומדענים עובדים כל הזמן על חקר מחלות אונקולוגיות: הם מנסים להבין את המוזרויות של התנהגות התא ולמצוא שיטות טיפול יעילות חלופיות.

בשנים האחרונות הופיעו כמה תגליות מעניינות בכיוון זה. לדוגמה, חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג' יצרו מפה אינטראקטיבית של גידול סרטני באמצעות טכנולוגיית VR. היא מאפשרמודל תלת מימד משתמש ב-VR כדי לבחון באופן וירטואלי תאים סרטניים / Spring Wise "לעבור" בין חלקיו השונים, ממש כמו במפות ערים מקוונות, ולבחון בפירוט כל אשכול תאים. כדי ליצור את המפה, המדענים לקחו ביופסיה של הגידול של החולה, חתכו את הדגימה לפרוסות דקות, ערכו סדרה של בדיקות לאיסוף מידע על החומר הגנטי, והעלו את הנתונים למערכת. ניתן לעדכן את התוכנית על ידי הורדת מידע חדש: לתעד ולצפות בדיוק כיצד הגידול מתקדם וכיצד התאים שלו מתקשרים.

תגלית חשובה נוספת כבר קשורה לטיפול בסרטן. זה נעשה על ידי אימונולוגים אמריקאים ויפנים ג'יימס אליסון וטאסוקו הונג'ו. בלי קשר אחד לשני, הם גילהפרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה - 2018 / יסודות מנגנונים בגוף האדם המעכבים את עבודתם של לימפוציטים T. אם מנגנונים אלה מושבתים, המערכת החיסונית מתחילה להילחם בתאים סרטניים בעצמה. על עבודתם, מדענים קיבל פרס נובל לשנת 2018. הודות לגילוי שלהם, נוצרו תרופות המשחררות את חסימת המערכת החיסונית, בפרט איפילימומאב וניבולומאב. ניסויים קליניים הופעהי. לארקין, ו. Chiarion-Sileni, R. גונזלס, ג'יי. גרוב, פ. רוטקובסקי, סי. ד. לאו, ד. שדנדורף, ג'יי. וגסטאף, ר. דומר, פ. ו. פרוצ'י, מ. סמיילי. הישרדות חמש שנים עם ניבולומאב ואיפילימומאב משולבים במלנומה מתקדמת / The New England Journal of Medicineשהם באמת יכולים לשפר את תוצאות הטיפול, למשל, מלנומה (סרטן העור).