Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 3 2017

Впечатляващият пробив на съвременната медицина

виж като PDF
Текст A




Тези от нас, които са прекарали значителна част от живота си преди началото на новия век, са свикнали да мислят за сегашния период от време като за далечното бъдеще. Израснали с научнофантастичните филми, ние не се впечатляваме особено от научния и технологичния прогрес на нашето време.

Е, докато все още не можем да се качим на дълго обещаваната летяща кола, съвременните открития в медицинската технология ни открехват вратата към подобряване на качеството на живот, а защо не и до направата на супер хора.

1. Персонализирани ставни заместители от биоматериали

Технологията по смяната на стави и кости извървя дълъг път през последните десетилетия, като пластмасовите и керамичните устройства започват да преобладават над металните такива. Най-новото поколение на изкуствени кости и стави обаче прави амбициозна стъпка напред – те са проектирани по същество да се сливат с организма. Използвайки процес, при който заместителят на костта (с помощ–та на ултравиолетова светлина) формира невероятно сложни структури с изключителна прецизност, екип от учени създаде малка мрежа от хранителни вещества, носещи тръби и канали в рамките на самите импланти. Новосформираните костни клетки на пациента след това се разпространяват в цялата тази мрежа, а имплантът се слива с костта. Изкуствената кост се разтваря с течение на времето, докато естествено развилите се нови клетки и тъкан запазват формата на импланта. Макар и малко да прилича на епизод на Star Trek, тази технология може да спаси милиони хора.
 

2. Миниатюрен пейсмейкър

От първия имплантиран пейсмейкър през 1958 г. мина много време. Въпреки това след няколко огромни скока през 70-те години на 20-ти век, в средата на 80-те настъпи затишие за пейсмейкър технологията. А днес компанията, която произвежда първия захранван с батерии пейсмейкър, се връща на пазара с устройство, което обещава да направи нова революция за пейсмейкърите. То е с размерите на хапче и поставянето му не изисква оперативна намеса.

Най-новият модел се поставя чрез катетър, като с помощта на малки шипчета се закрепва към сърцето и му доставя необходимите регулярни електрически импулси. Докато обичайната процедура по поставяне на пейсмейкър е доста инвазивна (създава се „джоб” на устройството, за да се постави в близост до сърцето), новата версия се извършва много по-лесно технически и показва намаление на усложненията с над 50%, като 96% от пациентите не съобщават за усложнения изобщо.
 

3. Google очен имплант

Най-популярният уеб браузър изглежда твърдо решен да интегрира технологиите във всеки аспект на живота ни.

Трябва да признаем, че имат някои интересни идеи. Проектът, известен като Google контактни лещи, отговаря напълно на името си: имплантируема леща, която замества естествената леща на окото и съответно може да се настрои, за да се коригира намалено зрение. Имплантът е свързан с окото със същия материал, който се използва за направата на меки контактни лещи и разполага с разнообразие от медицински приложения, като например за отчитане на очното налягане на пациенти с глаукома, запис на нивата на глюкозата на тези с диабет, отчитане на актуалното състояние на зрението на пациента. Разбира се, този прототип прави стъпка към имплантирането на истинска камера в окото, спекулация, свързана с възможности за злоупотреба. Към момента не може да се предвиди кога със сигурност продуктът ще бъде на пазара, но вече има регистриран патент, а клинични изпитвания потвърждават възможностите на лещата.
 

4.  Изкуствена кожа

Въпреки значителния напредък, който беше постигнат през последните десетилетия в присаждането на кожа, два нови подхода може би ще проправят път на нови области на изследване. В Масачузетския технологичен университет екип от изследователи разработил „втора кожа” – изключително тънък материал, който имитира външния вид на млада, еластична кожа. Този ефект се постига почти веднага след нанасяне и продължава около ден. Екип от химици в Университета Riverside в Калифорния работи върху футуристичен полимерен материал, който може самостоятелно да се възстановява от повреди дори при стайна температура. Освен това се въвежда в организма с помощта на малки метални частици, които го правят електропроводим. Може би се доближаваме до времето, когато научната фантастика ще стане част от обкръжаващия ни свят. Интересното е, че на пазара вече има материали, които се самопоправят, например дисплеите на някои мобилни телефони се ремонтират самостоятелно.
 

5. Мозъчни импланти, които връщат движението

Иън Бъркхарт претърпява нелеп инцидент само на 19 години, който го оставя парализиран от гърдите надолу. През последните две години той работи с лекари, за да настроят имплантирания в мозъка му микрочип, който чете електрическите импулси в мозъка и ги превежда в движение. Устройството е далеч от перфектно – може да се използва само в лабораторни условия с импланта, свързан към компютър на ръкава на ръката. Въпреки това Иън се е научил да налива от бутилка и дори да играе на видео игри. Всъщност самият Бъркхарт признава, че няма директна полза от технологиите. Но иска да докаже концепцията – технологичният напредък прави възможно крайници, загубили връзката си с мозъка, да се свържат повторно с него. Въпреки че подобни процедури са били използвани за частично възстановяване на движението в маймуни и за задвижване на роботизирана ръка с помощта на човешки мозъчни вълни, това е първият пример за успешно преодоляване на невралната дисконекция, която причинява парализа у човек.
  

6.  Биоабсорбиращи се импланти

Стентовете или присадките (полимерни мрежовидни тръбички, които се вмъкват по хирургичен път в артериите, за да се преодолее запушването им) са необходимо зло, защото са предразположени към усложнения през целия живот на пациента и само умерено ефективни. Потенциалът за усложнения особено при млади пациенти прави резултатите от скорошно проучване, включващо биоабсорбиращи съдови присадки, много обещаващо. Процедурата се нарича ендогенна тъканна реставрация. При млади пациенти, родени без някои необходими връзки в сърцата, лекарите са в състояние да създадат тези връзки, използвайки усъвършенстван материал, който действа като "скеле", което позволява на тялото да възпроизведе структурата от органичен материал и след това самото скеле се разгражда.

Проведено е ограничено изследване само с пет млади пациенти. И все пак всичките пет се възстановяват без усложнения. Въпреки че концепцията не е нова за науката, новият материал, използван в проучването, представлява страхотна стъпка напред.
   

7. Хрущял от биостъкло

Това е 3D принтирана полимерна конструкция, която обещава да създаде революция в лечението на някои тежки заболявания. Екип от учени създава материал, наречен „биостъкло” – комбинация от силиций и полимер, която е едновременно здрава и гъвкава, както хрущяла. Биостъклото прилича на имплантите, но има различно приложение.

Могат да се използват като скеле за насърчаване на естественото обновяване на хрущяла. Освен това имат самостоятелни лечебни свойства, тъй като са способни на повторно свързване след разкъсване. С помощта на биостъкло може да се подменят между–прешленни дискове, да се използват при травми на коляното, както и други травми, при които има перманентна увреда на хрущяла. Начинът на производство (3D печатът) прави тези импланти значително по-евтини и дори по-функционални от използваните в момента, които се отглеждат в лаборатория.
   

8. Полимерни мускули, които се самолекуват

Екип от учени от Станфорд разработват материал, който би могъл да бъде използван като градивен елемент за формирането на изкуствен мускул, дори по-силен от нашите си мускули. Съединението е подозрително органично звучаща комбинация от силиций, азот, кислород и въглеродни атоми и е в състояние да се разтегне до повече от 40 пъти от дължината си и след това да се върне към нормалното. Полимерните мускули могат да се възстановяват в рамките на 72 часа след пробив, а при нараняване двата края се прикрепят един към друг поради наличието на желязна сол в съединението. Засега е необходимо краищата да се допират, за да се слеят по този начин, защото полимерните мускулни парчета всъщност не пълзят едно към друго, засега...

На този етап единственото слабо звено в прототипа е ограничената му електропроводимост – при поставяне в електрическо поле се увеличава дължината му само с 2%, докато мускулните влакна се удължават с 40%. Надяваме се скоро това да бъде преодоляно.  
  

9. „Скелет” на сърце

Тази техника се въвежда за първи път от специалисти в регенеративната медицина от щата Тексас, изпробвана е успешно при животни и учените са готови да опитат и с хора. Накратко, сърцето на животно (да речем на прасе) се напоява с химикал, който унищожава всички клетки с изключение на протеините. Това, което остава, е „скелет”, който след това може да се инжектира със собствените стволови клетки на пациента.

След като биологичният материал е на място, сърцето се свързва към устройство, което играе ролята на изкуствени кръвообращение и бели дробове, докато то започне да функционира като орган и може да се трансплантира в пациента. Изследователите успешно демонстрират техниката на плъхове и прасета, но все още не и на болен човек.

Подобна техника вече се е оказала успешна при по-малко сложни кухи органи. Изследователите критично признават, че оптималното усъвършенстване на процеса предстои и има дълъг път за извървяване преди да сме в състояние да доставяме постоянен поток от специално създадени сърца и да се сбогуваме със списъците на чакащите трансплантация. Въпреки това, дори ако усилията се провалят, несъмнено ще има полза от изследванията, защото ще доведат до по-голямо разбиране на строежа на сърцето и подобряването на лечението на сърдечните болести като цяло.
  

10. Мозък в спринцовка

И накрая, представяме най-модерната технология с потенциал за бързо, лесно и напълно заместване на мозъчна тъкан с една инжекция. Изследователи от Харвардския университет са разработили електрически проводима полимерна мрежа, която буквално се инжектира в мозъка, където се смесва с действителната мозъчна тъкан.

До този момент, състоящата се от само 16 електрически елементи мрежа, е била имплантирана в мозъците на две мишки в продължение на пет седмици без да бъде отхвърлена от имунната система. Изследователите прогнозират, че в близко бъдеще устройство от по-голям мащаб, съставено от стотици такива елементи, ще позволи активно наблюдение на мозъка до отделните неврони. Подобна технология има впечатляващи потенциални приложения, включително лечение на неврологични заболявания, като болестта на Паркинсон и инсулта.

В крайна сметка, това може да помогне на учените да разберат по-добре вис­шите когнитивни функции, емоциите и други функции на мозъка, които в момента не са достатъчно ясни. Подобни открития могат да изстрелят в бъдещето много технологии.