Tlač orgánov a tkanív
Biomateriály sa už pomerne úspešne používajú na 3D tlač. Technológia 3D bioprintingu na výrobu biologických štruktúr spravidla zahŕňa umiestnenie buniek na biokompatibilnej báze, pričom sa na vytváranie trojrozmerných štruktúr biologických tkanív používa metóda vrstva po vrstve.
Pretože tkanivá v tele sú tvorené rôznymi typmi buniek, technológie ich výroby pomocou 3D bioprintingu sa tiež významne líšia v ich schopnosti zabezpečiť stabilitu a životaschopnosť buniek. Niektoré z techník, ktoré sa používajú pri 3D biotlači, sú fotolitografia, magnetická biotlač, stereolitografia a priame vytláčanie buniek. Bunkový materiál vyrobený na bioprintere sa prenesie do inkubátora, kde sa ďalej pestuje.
3D bioprinting môže byť použitý v regeneratívnej medicíne na transplantáciu základných tkanív a orgánov. V porovnaní s 3D tlačou z anorganických materiálov existujú pri bioprintoch komplikujúce faktory, napríklad výber materiálov, typy buniek, ich rastové a diferenciačné faktory, ako aj technické ťažkosti spojené s citlivosťou buniek a tvorbou tkanív.
Na vyriešenie týchto problémov je nevyhnutná interakcia technológií z oblasti strojárstva, biomateriálov, bunkovej biológie, fyziky a medicíny. 3D bioprinting sa už používa na pestovanie a transplantáciu niekoľkých tkanív vrátane stratifikovaného epitelu, kostí, vaskulárnych štepov, tracheálnej dlahy, srdcových tkanív a chrupavkových štruktúr. Ďalšie aplikácie na 3D bioprinting zahŕňajú vysoko farmakodynamické modelovanie tkanív na výskumné účely, ako aj vývoj liekov a toxikologickú analýzu.
CRISPR
Rýchly vývoj technológie úpravy génov CRISPR vďačí za jej schopnosť liečiť genetické patológie. Bohužiaľ, napriek veľkému množstvu výskumných prác v tejto oblasti, je takáto liečba pre mnohých pacientov neprístupná: bezpečnosť metódy zostáva veľa neželaná, zmena genetického materiálu má často nežiaduce následky.
Propagačné video:
CRISPR je nová technológia úpravy genómu pre vyššie organizmy založená na imunitnom systéme baktérií. Tento systém je založený na špeciálnych oblastiach bakteriálnej DNA, krátkych opakovaniach palindromických zhlukov alebo CRISPR (pravidelne zoskupených krátkych palindromických opakovaní). Medzi identickými opakovaniami sú umiestnené rôzne fragmenty DNA - medzerníky, z ktorých mnohé zodpovedajú častiam genómov vírusov parazitujúcich na danej baktérii. Keď vírus vstúpi do bakteriálnej bunky, deteguje sa pomocou špecializovaných Cas-proteínov (sekvencia spojená s CRISPR) asociovaných s CRISPR RNA.
Ak je fragment vírusu „napísaný“do medzerníka CRISPR RNA, proteíny Cas rezajú vírusovú DNA a ničia ju, čím chránia bunku pred infekciou. Začiatkom roku 2013 niekoľko skupín vedcov ukázalo, že systémy CRISPR / Cas môžu fungovať nielen v bakteriálnych bunkách, ale aj v bunkách vyšších organizmov, čo znamená, že systémy CRISPR / Cas umožňujú korigovať nesprávne génové sekvencie a liečiť dedičné choroby. človek.
Aktívne využívanie veľkých dát a internetu vecí
Na Západe bol tento trend načrtnutý v rokoch 2015 - 2016, keď najväčšie farmaceutické spoločnosti začali využívať služby dátových centier na zber a spracovanie údajov, ako aj na využívanie zmysluplných informácií o potenciálnych spotrebiteľoch drog rôznymi periférnymi zariadeniami.
Odborníci spoločnosti Global Data očakávajú, že objem trhov so softvérom a službami IoT vo farmaceutickom priemysle sa do roku 2020 zvýši na 2,4 miliardy dolárov. Rastový trend predpokladá aktívny rozvoj veľkých dát a investícií do súvisiacej infraštruktúry.
Najvýraznejším príkladom využívania internetu vecí na Západe sú skúsenosti Amazonu a využívanie platformy AWS na lekárske a farmaceutické účely. Cloudové pole pomáha zjednodušovať implementáciu technologických inovácií vo farmaceutickom priemysle, zjednodušuje aplikáciu a integráciu pre potreby farmaceutického vývoja vysokovýkonnej výpočtovej techniky a strojového učenia. Spoločnosť plánuje novú službu, ktorá zjednoduší prácu so systémami na zaznamenávanie klinických údajov, predpisovaním liekov, ako aj výberom liekov za najlepšiu cenu.
Predpokladá sa, že nová služba Amazon poskytne tipy, ako lepšie liečiť pacientov a ako šetriť drogami. Spoločnosť plánuje zahrnúť do služby uznávanie lekárskych záznamov a schopnosť vydávať hlasové odporúčania. Spoločnosť dokonca uviedla, že „lekárske“písanie rukou nebude pre uznanie problémom.
Operácie vo virtuálnej realite
Zdravotníctvo je jedným z najdôležitejších a praktických odvetví pre technológie rozšírenej a virtuálnej reality. Pri moderných laparoskopických operáciách je obraz na endoskope doplnený obrazom získaným pri intraoperačnej angiografii. To umožňuje chirurgovi presne vedieť, kde je nádor vo vnútri orgánu, a tak minimalizovať stratu zdravého tkaniva z orgánu pacienta počas operácie na odstránenie nádoru.
Lekári môžu pomocou špecializovaného softvéru vyvíjať modely jednotlivých protéz na základe skenovania pacienta. Vytvorenie simulátorov založených na technológiách virtuálnej reality môže výrazne zlepšiť kvalitu odbornej prípravy lekárov, znížiť náklady a znížiť počet zdravotných chýb.
Bionické protézy
Kybernetické ruky sa už úspešne predávajú vo Veľkej Británii, Francúzsku a teraz v USA. 4. apríla 2019 Open Bionics oznámila svoje partnerstvo so sieťou kliník Hanger, s ktorou nadviazala dodávku protéz Hrdinov do Ameriky.
Robotické ramená sú tlačené v 3D a možno ich vyrobiť za 40 hodín. Vo vnútri sú zabudované myoelektrické senzory, ktoré umožňujú čítať signály zo svalov a mozgu a reagujú na ne čo najrýchlejšie. Ľudia so zdravotným postihnutím tak môžu znovu žiť plný život. Podľa vývojárov Open Bionics sú protézy Hero Arm neuveriteľne presné a intuitívne. Majú radi deti, pretože inžinieri sa inšpirovali filmom „Iron Man“a hrou Deus Ex.
Protézy bionických nôh musia okrem funkcie motora poskytovať účinnú absorpciu otrasov. Kompaktné a efektívne motory a vysokokapacitné batérie pomáhajú týmto zariadeniam stať sa mobilnými a ľahko použiteľnými. Takéto technológie majú pozitívny vplyv na kvalitu moderných protéz, ale spôsobujú ich zvýšenie ceny.
Podľa americkej analytickej spoločnosti Frost & Sullivan sa cena moderných vylepšených protéz pohybuje od 5 000 do 50 000 dolárov.
Technológia 3D tlače výrazne ovplyvnila dostupnosť moderných protéz. Umožňuje vám rýchlo a ľahko vytvárať lacné, ale funkčné protézy, ktoré znižujú ich konečné náklady pre spotrebiteľa a vytvárajú vyhliadky na rozvoj priemyslu.
S rozvojom technológie sa objavil nový typ protetiky - augmentácia, ktorá zahŕňa nielen nahradenie strateného orgánu, ale aj získanie schopností, ktoré neboli pre človeka charakteristické.