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10 Impressionanti innovazioni mediche recenti e futuristiche
Quelli di noi che hanno vissuto una parte consistente delle nostre vite prima del cambio di secolo erano soliti pensare al nostro attuale periodo come il lontano, lontano futuro. Perché siamo cresciuti con film come Blade Runner (che è ambientato nel 2019), tendiamo ad essere un po 'indifferenti su come un futuro futuro si sia rivelato, almeno da una prospettiva estetica.
Bene, mentre la macchina volante perpetuamente promessa non arriverà mai, queste innovazioni meno appariscenti ma ugualmente impressionanti della tecnologia medica potrebbero fare molto per migliorare la qualità della vita mentre ci spostiamo in un futuro ancora più lontano e lontano.
10 sostituzioni comuni basate sul biomateriale
Mentre la tecnologia di sostituzione dell'osso e delle articolazioni ha fatto molta strada negli ultimi decenni, con i dispositivi basati su plastica e ceramica che iniziano a prevalere su quelli in metallo, la nuova generazione di ossa e articolazioni artificiali porterà l'intero concetto un ulteriore passo avanti, essendo progettato essenzialmente fondere organicamente con il corpo.
Ciò è reso possibile, ovviamente, dalla stampa 3-D (che sarà in qualche modo un tema ricorrente qui). Nel Regno Unito, i chirurghi del Southampton General Hospital hanno aperto la strada a una tecnica in cui l'impianto di anca in titanio stampato in 3-D di un paziente anziano è tenuto in posizione da una "colla" ricavata dalle cellule staminali del paziente stesso. Per quanto sia impressionante, il professore dell'Università di Toronto, Bob Pilliar, lo ha notevolmente migliorato con gli impianti di nuova generazione che imitano l'osso umano.
Utilizzando un processo che lega il composto sostitutivo osseo (usando la luce ultravioletta) in strutture incredibilmente complesse con precisione millimetrica, Pilliar e il suo team creano una minuscola rete di condotti e canali nutrienti all'interno degli stessi impianti.
Le cellule ossee ricrescenti del paziente quindi si distribuiscono su tutta la rete, collegando l'osso all'impianto. Il composto osseo artificiale si dissolve quindi nel tempo e le cellule e il tessuto rigenerati in modo naturale mantengono la forma dell'impianto. Dice il signor Pilliar, "E 'un po' corto Star Trek dove fai lo zapping di una persona, e sono fissi ... ma è sulla stessa linea. "
9 Piccolo pacemaker
Sin dal primo pacemaker impiantato nel 1958, la tecnologia è, naturalmente, migliorata considerevolmente. Tuttavia, dopo alcuni enormi salti negli anni '70, la tecnologia dei pacemaker si è in gran parte stabilizzata a metà degli anni '80. Sorprendentemente, Medtronic, la società che ha prodotto il primo pacemaker alimentato a batteria, sta per essere immessa sul mercato con un dispositivo che rivoluzionerà i pacemaker allo stesso modo in cui il dispositivo precedente è migliorato rispetto a quelli indossabili. Ha le dimensioni di una pillola di vitamine e, di fatto, non richiede alcun intervento chirurgico.
Questo modello più recente viene erogato tramite catetere nell'inguine (!), Attaccato al cuore con piccoli rebbi e fornendo gli impulsi elettrici regolari necessari. Mentre la normale chirurgia del pacemaker è piuttosto invadente, creando una "tasca" per il dispositivo per sedersi vicino al cuore, la versione minuscola semplifica la procedura e, sorprendentemente, migliora il tasso di complicanze dell'originale di oltre il 50%, con Il 96 percento dei pazienti non ha segnalato complicanze importanti.
Mentre Medtronic potrebbe essere il primo sul mercato (avendo già ottenuto l'approvazione della FDA), altri importanti produttori di pacemaker hanno dispositivi concorrenti in fase di sviluppo, diffidenti nell'essere lasciati indietro in quello che è attualmente un mercato annuale di $ 3,6 miliardi. Medtronic ha iniziato lo sviluppo del suo piccolo salvagente nel 2009.
8 Google Eye Implant
Ubiquitous provider di motori di ricerca e dominatore del mondo Google sembra stranamente intento a integrare la tecnologia in ogni aspetto della vita, ma bisogna ammettere che hanno alcune idee interessanti da seguire con i loro clunkers. L'ultimo numero di Google, però, ha tante applicazioni potenzialmente rivoluzionarie quanto terrificanti.
Il progetto noto come Google Contact Lens è esattamente ciò che sembra: un obiettivo impiantabile, uno che sostituisce la lente naturale dell'occhio (che viene distrutto nel processo) e può adattarsi per correggere una visione scadente. È aderente agli occhi con lo stesso materiale utilizzato per realizzare lenti a contatto morbide e ha una varietà di potenziali applicazioni mediche, come leggere la pressione sanguigna dei pazienti affetti da glaucoma, registrare i livelli di glucosio di quelli con diabete o aggiornare in modalità wireless per tenere conto dei deterioramenti nella visione di un paziente.
Potrebbe potenzialmente anche ripristinare completamente la visione persa. Certamente, con questo prototipo di tecnologia che è un piccolo pallonetto lontano da una vera macchina fotografica impiantata negli occhi, la speculazione è dilagata sulla possibilità di abusi.
In questo momento, non si sa quando questo potrebbe essere sul mercato. Ma un brevetto è stato depositato e gli studi clinici hanno confermato la fattibilità della procedura.
7 pelle artificiale
Mentre i progressi nella tecnologia di innesto cutaneo artificiale hanno fatto progressi costanti negli ultimi decenni, due nuove scoperte da angoli abbastanza diversi possono aprire nuove aree di ricerca. Al Massachusetts Institute of Technology, lo scienziato Robert Langer ha sviluppato una "seconda pelle" che chiama XPL ("strato polimerico reticolato"). Il materiale incredibilmente sottile riproduce l'aspetto della pelle tesa e giovane, un effetto che si verifica quasi all'istante sull'applicazione, ma che finora perde il suo effetto dopo circa un giorno.
Interessante come questo, il professore di chimica dell'Università della California Riverside Chao Wang sta lavorando a un materiale polimerico ancora più futuristico, uno che può auto-guarire dai danni a temperatura ambiente e, per buona misura, è infuso da minuscole particelle metalliche che lo rendono capace di condurre elettricità. Sebbene non affermi apertamente che sta cercando di creare supereroi, ammette di essere un grande fan di Wolverine e afferma della sua ricerca: "Sta cercando di portare la fantascienza nel mondo reale".
È interessante notare che alcuni materiali autoriparanti hanno già fatto il loro ingresso nel mercato, come un rivestimento autoriparante sul telefono Flex di LG, che Wang cita come esempio di diversi tipi di applicazioni che vedrà per questa tecnologia in futuro. Detto questo, quest'uomo sta chiaramente cercando di creare supereroi.
6 impianti cerebrali per il ripristino del movimento
Ian Burkhart, 24 anni, ha subito un bizzarro incidente all'età di 19 anni che lo ha lasciato paralizzato dal petto in giù. Negli ultimi due anni, ha lavorato con i medici per modificare e sintonizzare il dispositivo impiantato nel suo cervello, un microchip che legge gli impulsi elettrici nel cervello e li traduce in movimento. Anche se il dispositivo è tutt'altro che perfetto - può solo usarlo in laboratorio con l'impianto collegato a un computer da una manica indossata sul braccio - è stato in grado di reimparare compiti come versare da una bottiglia e ha persino potuto giocare a un videogioco o due.
In effetti, Ian è il primo ad ammettere che non potrà mai trarre vantaggi dalla tecnologia. È più di una "prova di concetto" per mostrare che le membra che non hanno più connessioni con il cervello possono essere ricollegate agli impulsi del cervello attraverso mezzi esterni.
È, comunque, abbastanza probabile che la sua sottomissione alla chirurgia cerebrale e il fatto di sottoporsi per tre volte a sessioni settimanali per anni sarà di enorme aiuto nel far progredire questa tecnologia per le generazioni future. Sebbene procedure analoghe siano state utilizzate per ripristinare parzialmente il movimento nelle scimmie e per animare un braccio robotico utilizzando le onde cerebrali umane, questo è il primo esempio di superare con successo la disconnessione neurale che causa la paralisi in un soggetto umano.
5 innesti bioassorbibili
Stent o innesti - tubi reticolari polimerici che vengono inseriti chirurgicamente nelle arterie per alleviare il blocco - sono un male necessario, inclini a complicazioni nel corso della vita del paziente e solo moderatamente efficaci. Il potenziale di complicanze, in particolare nei pazienti giovani, rende molto promettenti i risultati di uno studio recente con innesti vascolari bioriassorbibili.
La procedura è chiamata ripristino endogeno del tessuto e ora per un semplice inglese: in pazienti giovani nati senza alcune connessioni necessarie nel loro cuore, i medici sono stati in grado di creare quelle connessioni utilizzando un materiale avanzato che funge da "impalcatura", consentendo al corpo di replicare la struttura con materiale organico con l'impianto quindi degradante. Era uno studio limitato con solo cinque giovani pazienti. Eppure tutti e cinque recuperati senza complicazioni.
Anche se questo non è un nuovo concetto, il nuovo materiale coinvolto nello studio (composto da "polimeri bioassorbibili supramolecolari, fabbricati utilizzando un processo di elettrofilatura proprietario") sembra rappresentare un importante passo avanti. Stent di precedente generazione composti da altri polimeri e persino leghe metalliche hanno prodotto risultati misti, portando a una lenta adozione del trattamento ovunque, tranne il Nord America.
4 cartilagine di bioglass
Un altro costrutto polimerico stampato in 3-D ha il potenziale di rivoluzionare il trattamento di alcune lesioni molto debilitanti. Un team di scienziati dell'Imperial College di Londra e dell'Università di Milano-Bicocca ha creato un materiale che chiamano "bioglass", una combinazione di polimeri di silice che ha le proprietà dure e flessibili della cartilagine.
Questi impianti in bioglass sono come gli stent della voce precedente ma realizzati con un materiale completamente diverso per un'applicazione completamente diversa. Un uso proposto di questi impianti è come un'impalcatura per incoraggiare la ricrescita naturale della cartilagine. Ma hanno anche proprietà di auto-guarigione, capaci di reagire al contatto se lacerati.
Sebbene la prima applicazione testata sia la sostituzione di un disco spinale, un'altra versione permanente dell'impianto è in fase di sviluppo per il trattamento di lesioni al ginocchio e altre lesioni in aree in cui la cartilagine non si rigenera. I mezzi di produzione - la stampa 3D - rendono gli impianti molto meno costosi da produrre e persino più funzionali degli attuali impianti all'avanguardia di questo tipo, che in genere devono essere coltivati in laboratorio.
3 muscoli polimerici auto-curativi
Per non essere da meno, il chimico di Stanford Cheng-Hui Li è al lavoro su un materiale che potrebbe essere l'elemento costitutivo di un vero muscolo artificiale, che potrebbe persino essere in grado di superare i nostri muscoli spigolosi. Il suo composto, una combinazione sospettosamente organica di silicio, azoto, ossigeno e atomi di carbonio, è in grado di allungarsi a oltre 40 volte la sua lunghezza per poi tornare alla normalità.
Può anche recuperare dai fori praticati in esso entro 72 ore e, naturalmente, riattaccarsi da solo se tagliato a causa dell'attrazione causata da un "sale" di ferro nel composto. Per ora, deve essere messo insieme per riattaccarsi in questo modo. I pezzi in realtà non strisciano l'uno verso l'altro. Per adesso.
Inoltre, per il momento, l'unico punto debole di questo prototipo è la sua limitata conduttività elettrica, con la sostanza che aumenta solo in lunghezza del 2% se esposta a un campo elettrico rispetto al 40% ottenuto dai muscoli reali.Ci aspettiamo che questo sia superato in breve tempo - e per Li, gli scienziati della cartilagine del bioglass e il dottor Wolverine delle prime voci saranno in contatto tra loro in un ordine ancora più breve, se non lo sono già.
2 cuori fantasma
La tecnica pionieristica di Doris Taylor, direttore della medicina rigenerativa presso il Texas Heart Institute, è un leggero allontanamento dai suddetti biopolimeri stampati in 3-D e simili. Il Dr. Taylor ha dimostrato negli animali - ed è pronto a provare negli esseri umani - una tecnica che usa solo materiale organico che potrebbe essere anche più fantascientifico di qualsiasi altro precedente.
In breve, il cuore di un animale - diciamo, un maiale - è immerso in un bagno chimico che distrugge e porta via tutte le cellule tranne la proteina. Questo rimane come un cuore vuoto, che può quindi essere iniettato con le cellule staminali del paziente stesso.
Una volta che il materiale biologico necessario è a posto, il cuore è collegato a un dispositivo che equivale a un sistema circolatorio artificiale e ai polmoni (un biotoreattore) fino a quando non inizia a funzionare come un organo e può essere trapiantato nel paziente. Il dott. Taylor ha dimostrato con successo la tecnica su ratti e maiali ma non ancora un paziente umano.
È una tecnica simile che ha avuto un certo successo con organi meno complessi come vesciche e tracheae. Il dottor Taylor è il primo ad ammettere che perfezionare il processo - ed essere in grado di fornire un flusso costante di cuori ingegnerizzati, eliminando del tutto la lista d'attesa per il trapianto - è molto lontano. Tuttavia, è stato sottolineato che anche se lo sforzo dovesse fallire, avrà indubbiamente il vantaggio di portare a una comprensione molto più ampia della costruzione del cuore e di migliorare il trattamento delle malattie cardiache.
1 maglia del cervello iniettabile
Infine, disponiamo di una tecnologia all'avanguardia con la possibilità di collegare in modo rapido, semplice e completo il cervello con un'iniezione. I ricercatori dell'Università di Harvard hanno sviluppato una rete polimerica elettricamente conduttiva che viene letteralmente iniettata nel cervello dove si infiltra negli angoli e nelle fessure, fondendosi con il tessuto cerebrale reale.
Finora composto da soli 16 elementi elettrici, la rete è stata impiantata nel cervello di due topi per cinque settimane senza il rigetto immunitario. I ricercatori prevedono che un dispositivo più grande composto da centinaia di tali elementi potrebbe attivamente monitorare il cervello fino al singolo neurone nel prossimo futuro, con altre potenziali applicazioni incluso il trattamento di disturbi neurologici come il morbo di Parkinson e l'ictus.
Alla fine, ciò potrebbe anche portare gli scienziati a una migliore comprensione delle funzioni cognitive superiori, delle emozioni e di altre funzioni del cervello che al momento rimangono oscure. Tale colmare il divario tra scienza neurologica e fisica potrebbe benissimo alimentare molti dei progressi di un futuro ancora più lungo e, insieme a molte delle voci precedenti su questo elenco, portare ai supereroi.
Il vero nome di Mike Floorwalker è Jason, e vive nella zona di Parker, in Colorado, con sua moglie Stacey. Gli piace ascoltare musica rock, cucinare e fare liste.