20 новых биотехнических прорывов, которые изменят медицину
20 New Biotech Breakthroughs that Will Change Medicine
Melinda Wenner, Popular Mechanics, № 3-2009
Перевод: Gerovital.Ru
От теста слюны на наличие рака до укола, восстанавливающего нервы спинного мозга, – все эти достижения в сфере медицины стирают грань между биологией и технологией для того, чтобы восстановить здоровье человека, улучшить и продлить его жизнь.
1. Микробы, ведущие борьбу с кариесом
Бактерии, живущие на зубах, преобразовывают сахар в молочную кислоту, которая разрушает эмаль и вызывает кариес. Флоридская компания ONI BioPharma создала новый штамм бактерий SMaRT, которые не производят молочную кислоту и, кроме того, вырабатывают антибиотик, убивающий естественные бактерии, способствующие развитию кариеса. Стоматологам нужно будет только один раз нанести штамм, который сейчас проходит клинические испытания, на зубы, чтобы сохранить их здоровыми на протяжении всей жизни.
2. Искусственные лимфатические узлы
Ученые из японского Института RIKEN разработали искусственные лимфатические узлы, - органы, производящие иммунные клетки для борьбы с инфекциями. Хотя в будущем они смогут заменять заболевшие узлы, на первом этапе их планируется использовать как специальные активаторы иммунной системы. Врачи могли бы заполнить узлы клетками, специально предназначенными для лечения определенных заболеваний, например рака или ВИЧ.
3. Датчик астмы
Больные астмой составляют примерно ¼ всех посетителей отделения неотложной скорой помощи в США, а датчик, разработанный в Университете Питтсбурга (University of Pittsburgh), возможно, наконец, сократит их количество. Портативное устройство, – углеродная нанотрубка с полимерной оболочкой в 100 000 раз тоньше человеческого волоса, – анализирует выдыхаемый воздух на содержание оксида азота, – газа, который производят легкие перед приступом астмы.
4. Тест слюны на наличие рака
Забудьте о биопсии: устройство, разработанное учеными из Университета Лос-Анджелеса, Калифорния (University of California–Los Angeles), может обнаружить рак в одной капле слюны. Характерные для раковых клеток белки вступают в реакцию с красителями датчика, испуская флуоресцентный свет, который можно обнаружить при помощи микроскопа. Инженер Ши-Мин Хо (Chih-Ming Ho) отмечает, что этот же принцип можно использовать для проведения анализа слюны на наличие многих других заболеваний.
5. Биокардиостимулятор
Электронные кардиостимуляторы спасают жизни, но необходимое для них оборудование рано или поздно изнашивается. В настоящее время исследователи нескольких университетов работают над созданием альтернативы без батареек: над генами-кардиостимуляторами, экспрессирующие в стволовых клетках, вводимых в поврежденные участки сердца. Более подходящие для физических нагрузок, биологические кардиостимуляторы без каких-либо осложнений восстанавливают нормальный ритм биения сердца у собак.
6. Обратная связь протеза
Одна из проблем протезов конечностей заключается в том, что их трудно контролировать. "Мы чувствуем, где находятся наши конечности без того, чтобы на них смотреть, но у людей с ампутированными конечностями все по-другому", говорит Карлин Барк (Karlin Bark), аспирант Стэнфордского Университета (Stanford University). Наша кожа чувствительна к растяжению - даже к небольшим изменениям направления и интенсивности, - и Барк занимается разработкой устройства, которое растягивает кожу вблизи протеза таким образом, что человек чувствует, в каком направлении и с какой силой он движется.
7. Умные контактные линзы
Глаукома, вторая по значимости причина слепоты, появляется, когда из-за давления внутри глаза повреждаются клетки сетчатки. Контактные линзы, разработанные в Университете Дэвис, штат Калифорния (University of California–Davis), содержат проводники, которые постоянно следят за давлением и потоком жидкости внутри глаза у людей из группы риска. Линзы посылают информацию на небольшое устройство, которое безпроводно передает данные на компьютер. Этот постоянный поток информации поможет врачам лучше понять причины заболевания. В будущем линзы смогут также автоматически распределять лекарство в ответ на изменение давления.
8. Регенератор речи
Тех, кто потерял способность говорить, новый "фонетический движок" от сотрудников Корпорации Ambient из Иллинойса (Illinois-based Ambient Corporation) обеспечивает слышимым голосом. Разработанный при сотрудничестве с Texas Instruments, Audeo использует электроды для обнаружения нервных сигналов, поступающих из мозга на голосовые связки. Больные представляют, как они медленно произносят слова, и устройство размером с монету (расположенное на цепочке на шее) передает без проводов эти импульсы на компьютер или сотовый телефон, который и воспроизводит речь.
9. Абсорбируемый сердечный стент
Стенты расширяют суженные или заблокированные, вследствие ишемической болезни сердца, артерии. Стенты, адсорбирующие лекарства, выделяют их, препятствуя повторному сужению артерий. Био-поглощаемый вариант, созданный Abbott Laboratories из Иллинойса, способен на большее: в отличие от металлических стентов, он делает свою работу и исчезает. Через 6 месяцев стент начинает растворяться, а по прошествии двух лет исчезает полностью, оставляя после себя только здоровую артерию.
10. Стимулятор мышц
За время, необходимое сломанной кости для восстановления, расположенные рядом мышцы успевают атрофироваться. Израильская компания StimuHeal предлагает решить эту проблему при помощи MyoSpare – устройства, работающего на батарейках и использующего электрические стимуляторы. Помещающееся под гипсом устройство тренирует мышцы и не допускает их атрофии.
11. Регенератор нервов
Нервные волокна не могут расти вдоль поврежденного спинного мозга - этому мешает рубцовая ткань. Наногель, разработанный учеными из Северо-западного Университета (Northwestern University), устраняет подобное препятствие. После инъекции наногель самостоятельно формирует каркасную структуру для развития нановолокон. Пептиды, экспрессирующие в волокнах, "приказывают" стволовым клеткам, которые обычно образуют рубцовую ткань, производить клетки, стимулирующие образование нервов. Каркасная структура, между тем, поддерживает рост новых аксонов вверх и вниз вдоль спинного мозга.
12. Стабилизирующие стельки
Когда бабушка Эрез Либерман (Erez Lieberman) неудачно упала, он задумался над тем, как бы не допустить такого падения снова. "Но лишь спустя несколько лет, работая в НАСА, я нашел способ материализовать свои идеи", говорит аспирант Массачусетского технологического Института. Используя технологию, разработанную для контроля равновесия астронавтов, которые только что вернулись из космоса, стельки iShoe Либермана анализируют распределение давления в ногах. Такие стельки можно использовать для диагностики проблем с равновесием у пожилых людей до того, как они упадут.
13. Умная таблетка
Расположенная в Калифорнии Proteus Biomedical разработала сенсоры, позволяющие отслеживать прием медикаментов путем записи точного времени употребления лекарства. Микрочипы размером с песчинку испускают высокочастотные электрические токи, которые фиксируются приемником, напоминающим повязку. Такие приемники также контролируют пульс, дыхание человека, и без проводов передают данные на компьютер. "Чтобы на самом деле усовершенствовать лекарственные препараты, мы должны делать то, что сейчас делается в любых других отраслях- внедрять цифровые технологии в уже существующие продукты и сети", поясняет Дэвид O'Рейли (David O’Reilly), старший вице-президент по корпоративному развитию.
14. Автономное инвалидное кресло
Ученые из Массачусетского Технологического Университета (MIT) разработали автономную инвалидную коляску, которая доставляет людей к месту назначения. Кресло распознает свое положение в помещении путем прослушивания информации о месторасположении от пациента. Например, человек говорит: "Это моя комната" или "Мы на кухне". Так, с использованием Wi-Fi, создаются карты системы, которая прекрасно работают в помещении (в отличие от GPS). Тестируемую сейчас модель в дальнейшем можно будет оснастить камерами, лазерными дальномерами и системой избежания столкновений.
15. Желудочно-кишечная прокладка
Ожирение связано с диабетом II типа, который постепенно приводит к изнашиванию поджелудочной железы. Желудочно-кишечная прокладка, разработанная GI Dynamics, штат Массачусетс, помогает нормализовать вес, не допуская контакта пищи со стенками кишечника. Прокдадка Endobarrier вводится эндоскопически через рот – никакой операции, в отличие от гастрошунтирования, не нужно. Располагается она на первых 60 см тонкого кишечника - там, где всасывается большинство калорий (питательные вещества абсорбируются несколько дальше).
16. Сканер печени
Здорова ли ваша печень? До недавнего времени для того, чтобы ответить на этот вопрос, часто требовалась болезненная биопсия. Французская компания EchoSens разработала устройство, которое сканирует орган за 5 минут. Исследования показали, что поврежденная печень становится более жесткой и менее упругой, и сканер, называемый Fibroscan, используя ультразвук, проверяет эластичность печени.
17. Нано-липучка
Лапы геккона покрыты нано-волосками, которые, привлекая межмолекулярные силы, позволяют ящерице прочно держаться на поверхности. Реплицируя такого рода топографию, ученые Массачусетского Технологического Университета разработали клей, который залечивает раны или "заделывает" дыры, возникающие при язве желудка. Клей эластичен, водостоек и изготавливается из материала, который со временем разлагается.
18. Портативный диализ
Более 15 миллионов американцев страдают от болезни почек – органы теряют способность выводить из крови токсины. Стандартный диализ проводится в 3 этапа, для каждого необходимо по неделе лежать в больнице. Но искусственная почка, разработанная сотрудниками компании Xcorporeal (Лос-Анджелес) очищает кровь круглосуточно. Устройство полностью автоматизировано, управляется на батарейках, водостойкое и весит менее 2 кг.
19. Стимулятор ходьбы
Жертвы инсульта принимают участие в программе виртуальной реальности по быстрому восстановлению, разработанной учеными из Портсмутского университета в Великобритании (University of Portsmouth in Britain). В то время как пациенты ходят по бегущей дорожке, они видят движущиеся картинки, согласно которым создается впечатление, что они движутся медленнее, чем на самом деле. Как следствие, пациенты не только ускоряют шаг, но и испытывают при этом меньше боли.
20. Рука как ракета
Чтобы добавить силы протезированным конечностям, как правило, требуются громоздкие батареи. Майкл Гольдфарб (Michael Goldfarb) из Университета Вандербилта (Vanderbilt University) выступил с предложением об альтернативном источнике энергии: ракетное топливо. Рука-протез Гольдфарба может поднять около 9 кг – в 3-4 раза больше, чем обычные протезы. И все благодаря похожей на карандаш версии ракетного двигателя, работающего на топливе, используемом для доставки космического челнока на орбиту. Перекись водорода обеспечивает 18-часовую полноценную работу руки.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
21.04.2009