Бъдещето на медицината (част 1) - Светът на прогнозите
Диагностицирането на заболяване е много важно, поставянето на диагноза е не по-малко важно от лечението на заболяване. Но често, поради различни причини, диагнозата може да бъде възпрепятствана от някои допълнителни фактори. И ако в случай на състояния, които не са много опасни за живота, по време на забавянето не възникват големи усложнения, тогава такива заболявания като например онкологията трябва да бъдат диагностицирани възможно най-бързо. За да подобрят откриването на заболявания, експертите на Google искат да използват алгоритми за машинно обучение.
Служителите на Google решиха да се притекат на помощ, тъй като според статистиката по въпросите на наличието на определени форми на рак на простатата и гърдата при пациенти, мненията на лекарите могат да съвпадат само с 48%. За да се реши този проблем, беше предложено да се използва помощта на изкуствения интелект. За да създадат програма, изследователите са използвали изображения на органи, които са били засегнати от онкологията, предоставени от медицинския център на университета в Неймеген. За тези цели вече съществуващ алгоритъм, наречен Inception (или GoogLeNet), беше много подходящ.
Системата изследва голям брой топлинни карти, тоест изображения, които показват кои части от тъканите могат да бъдат засегнати. След модифициране на алгоритъма изготвените с него топлинни карти бяха подобрени толкова много, че тяхната точност достигна 89% в сравнение с оригиналните изображения, които съдържаха много „шум“. След това изследователите сравняват констатациите и резултатите от Inception със заключенията на лекарите. След анализ на сто и тридесет изображения се оказа, че Inception е с 16% по-ефективен, отколкото човек може да определи лезиите.
АМЕРИКАНСКИ УЧЕНИ ЗА ПЪРВИ ПЪТ УСПЕШНО ЗАМРАЗИХА И РАЗМРАЗИХА ОРГАНИ
Да започнанеобходимо е да се изясни защо е невъзможно просто да се вземат и замразят органите. Проблемът е, че при замразяване в тъканите се образуват ледени кристали, които нараняват органите отвътре. Но ако все още можете по някакъв начин да замразите желания орган (веществата за това са създадени преди двадесет години), тогава с размразяването всичко е много по-сложно: след „връщане на органа в първоначалната му форма“ само около 80% от клетките могат да оцелеят, което не е достатъчно за пълноценно функциониране.
Група учени от Университета на Минесота в Минеаполис, ръководени от д-р Джон Бишоф, успяха да разрешат този проблем. Според тях основният проблем при размразяването е, че тъканите, които са били замразени, се нагряват неравномерно, в крайна сметка се напукват и разпадат. Специалистите се възползваха от помощта на наночастиците: изследователите забелязаха, че микроскопичните фрагменти от желязо и много други метали могат да се нагряват до много високи температури. Същите тези наночастици могат да се използват и за незабавно размразяване на органи. Ако добавите дори малко количество наночастици към тъканите, това ще предпази клетките им от увреждане и ще ви позволи да размразите органите доста бързо. Както заявява д-р Бишоф: „За първи път успяхме да покажем, че можем бързо да размразим големи проби от биоматериал, без да увреждаме тъканите, като повишаваме температурите със стотици градуси за минута. Подобни резултати ни позволяват да се надяваме, че в бъдеще ще можем да създадем цели банки от замразени органи за трансплантация.
НАНОЧАСТИЦИТЕ ОТ ЛИМОНЕНА КИСЕЛИНА И УРЕЯ МОГАТ ДА ПОМОГНАТ В БОРБАТА С ОПАСНИ БОЛЕСТИ
Beilstein Journal of Nanotechnology съобщава, че група учени от България и Украйна са създали безвредни наночастици на базата на лимонена киселина и урея, които при въвеждане вчовешкото тяло е „осветено“ от различни тъкани и органи. Подобен подход може да се използва при диагностицирането на заболявания и целевото доставяне на лекарства.
Разработката е наречена "Y-точки", това са малки наночастици, които се състоят от въглеродни атоми и имат необичайни физични свойства. Те имат свойствата на луминесценция и могат да "светят" в жив организъм, когато са осветени с ултравиолетова светлина. Освен това могат да бъдат направени да светят в различни цветове. "Y-точките" се състоят от най-често срещаните и евтини компоненти: урея и лимонена киселина. За да ги получите, е необходимо да разтопите уреята, да добавите лимонена киселина в нея при температура 120-200 градуса по Целзий и да поставите тази смес да изсъхне. В хода на експериментите се оказа, че наноточките могат лесно да проникнат в клетките, без да причиняват негативни последици и дразнене, дори когато останат вътре дълго време.
Български УЧЕНИ РАЗРАБОТИХА УНИКАЛНА ТЕХНОЛОГИЯ ЗА СЪЗДАВАНЕ НА ИЗКУСТВЕНИ СЪДОВЕ
Според агенция РИА, която се позовава на пресслужбата на Новосибирския държавен университет (NSU), голяма група новосибирски учени, включително специалисти от Института по цитология и генетика на Сибирския клон на Руската академия на науките и Новосибирския държавен университет, са разработили най-новата технология за създаване на изкуствени съдове на базата на клетъчните структури на човешкия миокард. Според създателите тази разработка ще помогне за намаляване на риска от тромбоза, възпаление и различни други усложнения при пациенти, които се нуждаят от трансплантация.
Разработката, подкрепена от Българска фондация за фундаментални изследвания, се основава на колонизирането на поликапролактонови мембрани с миокардни клетки, които се вземат по време на операцията. В момента технологията е успешнатестван върху гризачи. Подобен подход, използващ клетките на тялото на пациента, има много предимства: факт е, че синтетичните материали, използвани в съдовата хирургия, имат някои физически недостатъци и използването на собствените съдове на пациента често е невъзможно по медицински причини.
Както казва Анна Смирнова, участник в проекта: „Попълването на съдови протези с клетки, взети от следоперативен материал на човешкия миокард, ще увеличи експлоатационния живот на присадката. Новата технология трябва да намали рисковете от тромбоза, възпаление и имунопатологични процеси, водещи до повтарящ се циркулаторен дефицит.
Високото кръвно налягане се лекува с дълбока мозъчна стимулация
Високото кръвно налягане не е необичайно, но доста опасно. Дори леко хронично повишаване на налягането може да причини сериозни промени в тялото. Повишаване на налягането до 150/100 mm Hg. Изкуство. (норма 120/80 mmHg) вече се счита за сериозно. Британската жителка Емили Хофман, която страда от това заболяване от десет години, беше откарана в клиниката на Бристолския университет с много по-високи числа, повече от два пъти над нормата: 320/150 mm Hg. Изкуство. Беше взето решение да се използва дълбока мозъчна стимулация.
Самият процес изглежда така: в медулата на пациента се вкарва електрод, свързан с устройство, наподобяващо пейсмейкър. Това устройство стимулира определени области на мозъка. Веднага след процедурата налягането на пациента спадна със 100-150 mm Hg. чл., и тя успя да откаже седем от осемте лекарства, които приемаше. Разбира се, кръвното й все още е високо - но вече няма опасност за живота.
ОТКРИХА НАЧИН ЗА УНИЩОЖАВАНЕ НА РАКОВИТЕ КЛЕТКИ И ОСТАВЯНЕ НА ЗДРАВИ КЛЕТКИ
20 век и последвалият го 21 век донесоха много иновации в медицината в областта на лечението на различни заболявания. Но въпреки всички успехи, много заболявания все още остават изключително устойчиви на различни видове терапия. Едно такова заболяване е ракът. В момента има много методи за лечение, но нито един от тях, за съжаление, не дава 100% резултат. В допълнение, почти всички съвременни методи за справяне с това заболяване влияят негативно на човешкото тяло. Но всичко може да се промени благодарение на разработката на учени от университета в Хъдърсфийлд. Според изданието Medical Xpress те са успели да разработят и вече са патентовали метод за лечение на рак, който не засяга живите клетки на тялото.
Автори на изследването са д-р Крис Данийл и Ник Георгопулос. Техният патентован метод на лечение се основава на въздействието върху раковите клетки на протеиновите молекули на CD40 диференциационния клъстер. Отличителна черта на CD40 е, че той е в състояние да унищожи само раковите клетки, оставяйки живи здравите клетки на тялото. Ако може да се създаде лекарство на базата на този протеин, то няма да има вредни странични ефекти за човешкия организъм. Учените за първи път откриха невероятното свойство на този протеин през 2002 г., след което продължиха да изучават. В хода на изследването беше възможно да се установи, че положителният ефект се постига поради "счупването" на защитната система на раковите клетки. Така тези патологични клетки стават "видими" за имунната система и тя започва да се бори с тумора. В момента експертите се готвят да проведат клинични изпитвания, ако са успешни, появата на лекарство срещу рак без странични ефекти ще бъде точно зад ъгъла.
В БЪДЕЩЕ МОЖЕ ДА СЕ НОСИ ИЗКУСТВЕН БЕЛ ДРОБРАНИЦА
Изкуствени бели дробове, достатъчно компактни, за да се носят в обикновена раница, вече са успешно тествани върху животни. Такива устройства могат да направят живота на тези хора, чиито собствени бели дробове не функционират правилно по някаква причина, много по-комфортен. Досега за тези цели е използвано много обемисто оборудване, но ново устройство, разработвано от учени в момента, може да промени това веднъж завинаги.
Човек, чиито бели дробове не могат да изпълняват основната си функция, като правило се присъединява към машини, които изпомпват кръвта му през газообменник, обогатяват го с кислород и премахват въглеродния диоксид от него. Разбира се, по време на този процес човек е принуден да лежи на легло или диван. И колкото по-дълго лежат, толкова по-слаби стават мускулите им, което прави възстановяването малко вероятно. Именно за да се направят пациентите подвижни, са разработени компактни изкуствени бели дробове. Проблемът стана особено актуален през 2009 г., когато имаше епидемия от свински грип, в резултат на което много от заболелите останаха без бели дробове.
Изкуствените бели дробове могат не само да помогнат на пациентите да се възстановят от определени белодробни инфекции, но и да позволят на пациентите да изчакат подходящи донорски бели дробове за трансплантация. Както знаете, опашката за донорски органи понякога може да продължи много години. Ситуацията се усложнява от факта, че хората с неуспешни бели дробове по правило също имат силно отслабено сърце, което ще трябва да изпомпва кръв чрез външно устройство.
„Създаването на изкуствени бели дробове е много по-трудна задача от проектирането на изкуствено сърце. Сърцето просто изпомпва кръв, докато белите дробове сасложна мрежа от алвиоли, в рамките на които протича процесът на газообмен. Към днешна дата няма технология, която дори да се доближи до ефективността на истинските бели дробове “, казва Уилям Федерспил от университета в Питсбърг.
Екипът на Уилям Федершпил е разработил изкуствен бял дроб, който включва помпа (поддържаща сърцето) и газообменник, но устройството е толкова компактно, че може лесно да се побере в малка чанта или раница. Устройството е свързано с тръби, свързани с човешката кръвоносна система, като ефективно обогатява кръвта с кислород и премахва излишния въглероден диоксид от нея. Този месец завършиха успешни тестове на устройството върху четири опитни овце, при които кръвта на животните беше наситена с кислород за различни периоди от време. Така учените постепенно доведоха времето на непрекъсната работа на устройството до пет дни.
Алтернативен модел на изкуствени бели дробове се разработва от изследователи от университета Карнеги Мелън в Питсбърг. Това устройство е предназначено предимно за тези пациенти, чието сърце е достатъчно здраво, за да изпомпва самостоятелно кръв през външен изкуствен орган. Устройството се свързва по същия начин с тръби, които са директно свързани с човешкото сърце, след което се прикрепя към тялото с ремъци. Засега и двете устройства се нуждаят от източник на кислород, с други думи, допълнителен преносим цилиндър. От друга страна, в момента учените се опитват да решат този проблем и те са доста успешни.
В момента изследователите тестват прототип на изкуствен бял дроб, който вече не се нуждае от резервоар за кислород. Според официалното изявление, новото поколение на устройството ще бъде още по-компактно, а кислородът ще се отделя отоколния въздух. Прототипът в момента се тества върху лабораторни плъхове и показва някои наистина впечатляващи резултати. Тайната на новия модел изкуствени бели дробове се крие в използването на ултратънки (само 20 микрометра) тубули от полимерни мембрани, които значително увеличават газообменната повърхност.