Delen:
10 indrukwekkend futuristische recente medische doorbraken
Degenen onder ons die vóór het begin van de eeuw een aanzienlijk deel van ons leven hadden, dachten aan onze huidige periode als de verre, verre toekomst. Omdat we zijn opgegroeid met films als Blade Runner (dat speelt zich af in 2019), we zijn meestal een beetje onder de indruk van hoe on toekomstig de toekomst is gebleken, tenminste vanuit een esthetisch perspectief.
Welnu, hoewel de eeuwig beloofde vliegende auto misschien nooit daadwerkelijk zal aankomen, kunnen deze minder flitsende maar even indrukwekkende recente doorbraken in medische technologie allemaal een belangrijke bijdrage leveren aan het verbeteren van de kwaliteit van het leven terwijl we een nog verdere toekomst tegemoet gaan.
10 Aangepaste, op biomateriaal gebaseerde gezamenlijke vervangingen
Hoewel de technologie voor gewrichts- en botvervanging de afgelopen decennia een lange weg heeft afgelegd, en plastic en op keramiek gebaseerde apparaten beginnen de overhand te krijgen op metalen, zal de nieuwste generatie kunstmatige botten en gewrichten het hele concept een stap verder brengen - door te worden ontworpen om in essentie biologisch te versmelten met het lichaam.
Dit wordt natuurlijk mogelijk gemaakt door 3D-printen (wat hier een enigszins terugkerend thema zal zijn). In het Verenigd Koninkrijk hebben chirurgen in het Southampton General Hospital baanbrekend werk verricht waarbij het driedimensionale titanium heupimplantaat van een oudere patiënt op zijn plaats wordt gehouden door een "lijm" gemaakt van de eigen stamcellen van de patiënt. Indrukwekkend als dat is, professor Bob Pilliar van de Universiteit van Toronto heeft het een stuk verhoogd met de volgende generatie implantaten die menselijk bot nabootsen.
Met behulp van een proces dat zijn botvervangende stof (ultraviolet licht) bindt met ongelooflijk complexe structuren met uiterste precisie, creëren Pilliar en zijn team een klein netwerk van voedingsstofhoudende kanalen en kanalen in de implantaten zelf.
De hergroeiende botcellen van de patiënt verspreiden zich vervolgens door dat hele netwerk, waarbij ze het bot met het implantaat in elkaar grijpen. De kunstmatige botverbinding lost dan op in de tijd en de van nature opnieuw gegroeide cellen en het weefsel behouden de vorm van het implantaat. Zegt meneer Pilliar: "Het is een beetje te kort Star Trek waar je een persoon zapt, en ze zijn opgelost ... maar het is in dezelfde lijn. "
9 Tiny Pacemaker
Sinds de eerste geïmplanteerde pacemaker in 1958 is de technologie natuurlijk aanzienlijk verbeterd. Na enkele enorme sprongen in de jaren zeventig werd de pacemakertechnologie echter grotendeels genivelleerd in het midden van de jaren 80. Verbazingwekkend genoeg komt Medtronic - het bedrijf dat de eerste pacemaker op batterijen produceerde - op de markt met een apparaat dat pacemakers revolutioneert op dezelfde manier als het eerdere apparaat verbeterde op draagbare apparaten. Het is de grootte van een vitaminepil en vereist in feite helemaal geen operatie.
Dit nieuwste model wordt geleverd via een katheter in de lies (!), Die met kleine uitsteeksels aan het hart wordt bevestigd en zorgt voor de nodige regelmatige elektrische impulsen. Hoewel gewone pacemaker-chirurgie nogal opdringerig is, waardoor er een 'zak' ontstaat waarin het apparaat naast het hart kan zitten, is de minuscule versie een veel eenvoudigere procedure en verbaast het complicatiesnelheid van het origineel met meer dan 50 procent, met 96 procent van de patiënten meldde geen grote complicaties.
Hoewel Medtronic misschien wel de eerste is die op de markt wordt gebracht (omdat het al goedkeuring heeft gekregen van de FDA), hebben andere belangrijke fabrikanten van pacemakers concurrerende apparaten in ontwikkeling, op hun hoede voor achterblijven in wat momenteel een jaarlijkse markt van $ 3,6 miljard is. Medtronic begon in 2009 met de ontwikkeling van zijn kleine redder in nood.
8 Google Eye Implant
Alomtegenwoordige zoekmachine-aanbieder en wereldheilige Google lijkt griezelig van plan om technologie te integreren in elk aspect van het leven, maar je moet wel toegeven dat ze een aantal intrigerende ideeën hebben om mee te gaan met hun clunkers. Het nieuwste nummer van Google heeft echter net zoveel mogelijk levensveranderende applicaties als nare angstaanjagende.
Het project dat bekend staat als Google Contact Lens is precies hoe het klinkt: een implanteerbare lens, een lens die de natuurlijke lens van het oog vervangt (die tijdens het proces wordt vernietigd) en kan worden aangepast om slecht gezichtsvermogen te corrigeren. Het is verbonden met het oog met hetzelfde materiaal dat wordt gebruikt voor het maken van zachte contactlenzen en heeft een verscheidenheid aan mogelijke medische toepassingen, zoals het lezen van de bloeddruk van glaucoompatiënten, het registreren van de glucosespiegels van diabetespatiënten of het draadloos updaten om rekening te houden met achteruitgang in de visie van een patiënt.
Het zou zelfs verloren zicht volledig kunnen herstellen. Natuurlijk, met dit prototype dat een korte lob verwijderd is van een echte camera die in je oog is geïmplanteerd, is er speculatie geweest over de mogelijkheid tot misbruik.
Op dit moment is het niet duidelijk wanneer dit op de markt zou kunnen zijn. Maar er is een patent aangevraagd en klinische studies hebben de levensvatbaarheid van de procedure bevestigd.
7 Kunsthuid
Hoewel de vooruitgang in de technologie voor kunstmatige huidtransplantatie de afgelopen decennia gestaag is verbeterd, kunnen twee nieuwe doorbraken vanuit totaal verschillende invalshoeken nieuwe onderzoeksgebieden openen. In het Massachusetts Institute of Technology heeft wetenschapper Robert Langer een 'tweede huid' ontwikkeld die hij XPL ('cross-linked polymer layer') noemt. Het ongelooflijk dunne materiaal bootst het uiterlijk na van een strakke, jeugdige huid - een effect dat vrijwel onmiddellijk optreedt bij het aanbrengen, maar tot nu toe na ongeveer een dag zijn effect verliest.
Interessant als dit is, werkt Chao Wang, hoogleraar chemie aan de Universiteit van Californië, aan een nog futuristisch polymeer materiaal - een materiaal dat zichzelf bij beschadiging op kamertemperatuur kan genezen en, in goede mate, doordrenkt is met kleine metaaldeeltjes die het in staat stellen van het geleiden van elektriciteit. Hoewel hij niet meteen zegt dat hij superhelden probeert te creëren, geeft hij toe dat hij een grote fan van Wolverine is en zegt over zijn onderzoek: "Het probeert science fiction in de echte wereld te brengen."
Interessant is dat sommige zelfherstellende materialen al op de markt zijn gekomen, zoals een zelfherstellende laag op LG's Flex-telefoon, die Wang noemt als een voorbeeld van verschillende soorten toepassingen die hij in de toekomst voor deze technologie ziet. Dat gezegd hebbende, probeert deze man duidelijk superhelden te creëren.
6 Bewegingsherstellende hersenimplantaten
Ian Burkhart, 24, leed op 19-jarige leeftijd aan een bizar ongeluk waardoor hij vanaf de borst verlamd raakte. De laatste twee jaar werkte hij samen met artsen aan het aanpassen en afstemmen van het apparaat dat in zijn hersenen was geïmplanteerd - een microchip die elektrische impulsen in de hersenen leest en vertaalt naar beweging. Hoewel het apparaat verre van perfect is, kan hij het alleen in het laboratorium gebruiken met het implantaat op een computer aangesloten door een mouw om zijn arm te dragen. Hij heeft taken zoals gieten uit een fles opnieuw geleerd en is zelfs in staat geweest om speel een videogame of twee.
Ian is de eerste die toegeeft dat hij misschien nooit rechtstreeks van de technologie zal profiteren. Het is meer een "proof of concept" om te laten zien dat ledematen die geen verbinding meer hebben met de hersenen opnieuw kunnen worden verbonden met de impulsen van de hersenen via externe middelen.
Het is echter vrij waarschijnlijk dat zijn voorlegging aan hersenchirurgie en het ondergaan van driemaal-wekelijkse sessies al jaren van enorme hulp zullen zijn bij het bevorderen van deze technologie voor toekomstige generaties. Hoewel vergelijkbare procedures zijn gebruikt om de beweging bij apen gedeeltelijk te herstellen en om een robotarm met behulp van menselijke hersengolven te animeren, is dit het eerste voorbeeld van het met succes overbruggen van de neurale disconnect die verlamming bij een menselijk subject veroorzaakt.
5 Bioabsorbeerbare transplantaten
Stents of implantaten-polymeer gaasbuizen die chirurgisch in slagaders worden ingebracht om blokkade te verlichten, zijn een noodzakelijk kwaad, dat vatbaar is voor complicaties gedurende de levensduur van de patiënt en slechts matig effectief. Het potentieel voor complicaties, vooral bij jonge patiënten, maakt de resultaten van een recent onderzoek met biologisch absorbeerbare vasculaire transplantaten veelbelovend.
De procedure wordt endogeen weefselherstel genoemd - en nu voor sommigen duidelijk Engels: bij jonge patiënten geboren zonder een paar noodzakelijke connecties in hun hart, waren artsen in staat om die verbindingen te creëren met behulp van een geavanceerd materiaal dat fungeert als een "steiger", waardoor het lichaam repliceer de structuur met organisch materiaal met het implantaat en degradeer vervolgens. Het was een beperkte studie met slechts vijf jonge patiënten. Maar alle vijf herstelden zonder complicaties.
Hoewel dit geen nieuw concept is, lijkt het nieuwe materiaal dat bij de studie is betrokken (samengesteld uit "supramoleculaire bioabsorbeerbare polymeren, vervaardigd met behulp van een eigen elektrospinproces") een belangrijke stap vooruit te betekenen. Stents van de vorige generatie die zijn samengesteld uit andere polymeren en zelfs metaallegeringen hebben gemengde resultaten opgeleverd, wat leidde tot een langzame acceptatie van de behandeling overal behalve Noord-Amerika.
4 Bioglaskraakbeen
Een ander 3-D-geprint polymeerconstruct heeft het potentieel om een revolutie teweeg te brengen in de behandeling van enkele zeer invaliderende verwondingen. Een team van wetenschappers van het Imperial College London en de Universiteit van Milano-Bicocca heeft een materiaal gecreëerd dat ze 'bioglas' noemen-een combinatie van silica en polymeer met de taaie, flexibele eigenschappen van kraakbeen.
Deze bioglasimplantaten zijn zoals de stents van de vorige invoer, maar gemaakt van een compleet ander materiaal voor een totaal andere toepassing. Een voorgesteld gebruik van deze implantaten is als een steiger om natuurlijke hergroei van kraakbeen aan te moedigen. Maar ze hebben ook zelfherstellende eigenschappen, in staat om contact te maken als ze uit elkaar worden gescheurd.
Hoewel de eerste geteste toepassing de vervanging van een tussenwervelschijf is, is een andere, permanente versie van het implantaat in ontwikkeling om knieblessures en andere verwondingen te behandelen in gebieden waar het kraakbeen niet zal teruggroeien. Het productiemiddel - 3D-printen - maakt de implantaten veel goedkoper in productie en zelfs functioneler dan de huidige toonaangevende implantaten van dit type, die typisch in een laboratorium moeten worden gekweekt.
3 zelfherstellende polymeerspieren
Om niet achter te blijven, Stanford chemicus Cheng-Hui Li is hard aan het werken aan een materiaal dat de bouwsteen zou kunnen zijn van een echte kunstmatige spier, die zelfs onze nietige spieren kan overtreffen. Zijn samenstelling - een verdacht organisch klinkende combinatie van silicium, stikstof, zuurstof en koolstofatomen - kan zich tot meer dan 40 keer zijn lengte uitstrekken en vervolgens weer normaal worden.
Het kan zich ook binnen 72 uur herstellen van gaten die erin zijn geprikt en, uiteraard, opnieuw worden bevestigd als het wordt afgebroken vanwege aantrekking veroorzaakt door een ijzer "zout" in de verbinding. Voor nu moet het samen worden geplaatst om zichzelf op deze manier opnieuw te verbinden. De stukken kruipen niet echt naar elkaar toe. Voor nu.
Voorlopig is ook de enige zwakke plek van dit prototype de beperkte elektrische geleiding, waarbij de substantie slechts 2% langer wordt bij blootstelling aan een elektrisch veld, in tegenstelling tot de 40% die door echte spieren wordt bereikt.We verwachten dat dit snel zal worden opgelost - en voor Li, de wetenschappers van het bioglaskraakbeen, en Dr. Wolverine uit de eerdere inzendingen om in nog kortere volgorde contact met elkaar te hebben, als ze dat nog niet zijn.
2 Ghost Hearts
De techniek die wordt gepionierd door Doris Taylor, directeur regeneratieve geneeskunde aan het Texas Heart Institute, is een kleine afwijking van de hierboven besproken 3-D-geprinte biopolymeren en dergelijke. Dr. Taylor heeft in dieren aangetoond - en is klaar om te proberen bij mensen - een techniek die alleen organisch materiaal gebruikt dat misschien nog meer science-fictioneel is dan elke eerdere binnenkomst.
Kortom, het hart van een dier - zeg, een varken - is gedrenkt in een chemisch bad dat alle cellen vernietigt en wegneemt behalve het eiwit. Dit blijft als een leeg, eerst hart ', dat vervolgens kan worden geïnjecteerd met de eigen stamcellen van de patiënt.
Als het noodzakelijke biologische materiaal eenmaal op zijn plaats is, wordt het hart verbonden met een apparaat dat neerkomt op een kunstmatig bloedsomloopstelsel en longen (a, iorobioreactor?) Totdat het begint te functioneren als een orgaan en in de patiënt kan worden getransplanteerd. Dr. Taylor heeft met succes de techniek op ratten en varkens gedemonstreerd maar nog geen menselijke patiënt.
Het is een vergelijkbare techniek die enig succes heeft gehad met minder complexe organen zoals blazen en luchtpijp. Dr. Taylor is de eerste om toe te geven dat het perfectioneren van het proces - en het kunnen leveren van een gestage stroom van gemanipuleerde harten, het elimineren van de wachtlijst voor transplantaties - nog lang niet is voltooid. Er is echter op gewezen dat zelfs als de inspanning zou mislukken, dit ongetwijfeld het voordeel heeft dat het leidt tot een veel groter begrip van de constructie van het hart en de verbetering van de behandeling van hartkwalen.
1 Injecteerbaar Hersennet
Ten slotte hebben we een hypermoderne technologie met het potentieel om de hersenen snel, eenvoudig en volledig met één injectie te bedraden. Onderzoekers van de universiteit van Harvard hebben een elektrisch geleidend polymeergaas ontwikkeld dat letterlijk in de hersenen wordt geïnjecteerd, waar het de hoeken en openingen binnendringt, vermengd met werkelijk hersenweefsel.
Tot dusver bestaande uit slechts 16 elektrische elementen, werd het gaas geïmplanteerd in de hersenen van twee muizen gedurende vijf weken zonder immuunafstoting. Onderzoekers voorspellen dat een apparaat op grotere schaal, bestaande uit honderden van dergelijke elementen, de hersenen in de nabije toekomst actief zou kunnen volgen op het individuele neuron, met andere mogelijke toepassingen, waaronder de behandeling van neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson en beroerte.
Uiteindelijk zou dit wetenschappers er ook toe kunnen brengen een beter begrip te krijgen van de hogere cognitieve functies, emoties en andere functies van de hersenen die momenteel duister blijven. Een dergelijke overbrugging van de kloof tussen neurologische en fysische wetenschap zou heel goed kunnen bijdragen aan veel van de vooruitgang van de nog verdere toekomst en ook - samen met veel van de voorgaande vermeldingen op deze lijst - leiden tot superhelden.
De echte naam van Mike Floorwalker is Jason, en hij woont in het Parker, Colorado gebied met zijn vrouw Stacey. Hij houdt van luide rockmuziek, koken en lijsten maken.