Elundite ja kudede trükkimine
Biomaterjale on juba 3D-printimiseks üsna edukalt kasutatud. Bioloogiliste struktuuride tootmiseks kasutatav 3D-bioprintide tehnoloogia hõlmab rakkude paigutamist bioloogiliselt ühilduvale alusele, kasutades kihtide kaupa meetodit bioloogiliste kudede kolmemõõtmeliste struktuuride genereerimiseks.
Kuna keha kuded koosnevad erinevat tüüpi rakkudest, erinevad nende 3D-bioprintidega valmistamise tehnoloogiad ka nende võime osas tagada rakkude stabiilsus ja elujõulisus. Mõned 3D bioprintides kasutatavad tehnikad on fotolitograafia, magnetiline bioprintimine, stereolitograafia ja otsene raku ekstrusioon. Bioprinteril toodetud rakumaterjal viiakse inkubaatorisse, kus seda veelgi kasvatatakse.
3D-bioprinti saab kasutada regeneratiivmeditsiinis oluliste kudede ja elundite siirdamiseks. Võrreldes anorgaanilistest materjalidest 3D-printimisega on bioprintidel keerulisi tegureid, näiteks materjalide valik, rakutüübid, nende kasvu- ja diferentseerumistegurid, samuti tehnilised raskused, mis on seotud rakkude tundlikkuse ja kudede moodustumisega.
Nende probleemide lahendamiseks on vaja integreerida tehnoloogia, biomaterjalide, rakubioloogia, füüsika ja meditsiini valdkonnad. 3D-bioprinti kasutatakse juba mitmete kudede kasvatamiseks ja siirdamiseks, sealhulgas kihistunud epiteeli, luu, veresoonte siirikud, hingetoru lahased, südamekude ja kõhre struktuurid. Muud 3D-bioprintide rakendused hõlmavad kõrge farmakodünaamilise koe modelleerimist teadusuuringute jaoks, samuti ravimite väljatöötamist ja toksikoloogilist analüüsi.
CRISPR
CRISPR-i geeni redigeerimise tehnoloogia kiire areng on tänu võimele ravida geneetilisi patoloogiaid. Vaatamata selle valdkonna tohutule hulgale uurimistöödele jääb selline ravi paljudele patsientidele kahjuks kättesaamatuks: meetodi ohutus jätab palju soovida, geneetilise materjali muutusega kaasnevad sageli soovimatud tagajärjed.
Reklaamvideo:
CRISPR on kõrgemate organismide uus genoomi redigeerimise tehnoloogia, mis põhineb bakterite immuunsussüsteemil. See süsteem põhineb bakteriaalse DNA eripiirkondadel, lühikestel palindroomse kobarate kordustel või CRISPRil (rühmitatud regulaarselt vaheldumisi lühikesed palindroomsed kordused). Identsete korduste vahel on DNA fragmente, mis erinevad üksteisest - vahetükid, millest paljud vastavad antud bakteril parasiteerivate viiruste genoomide osadele. Kui viirus siseneb bakterirakku, tuvastatakse see spetsiaalsete Cas-valkude (CRISPR-iga seotud järjestus) abil, mis on seotud CRISPR RNA-ga.
Kui viiruse fragment kirjutatakse CRISPR RNA vahetükki, lõikavad Cas-valgud viiruse DNA ja hävitavad selle, kaitstes rakku raku eest. 2013. aasta alguses näitasid mitmed teadlaste rühmad, et CRISPR / Cas süsteemid võivad töötada mitte ainult bakterirakkudes, vaid ka kõrgemate organismide rakkudes, mis tähendab, et CRISPR / Cas süsteemid võimaldavad parandada valesid geenijärjestusi ja seega ravida pärilikke haigusi. inimene.
Suurandmete ja asjade Interneti aktiivne kasutamine
Läänes toodi see suund välja aastatel 2015-2016, kui suurimad ravimiettevõtted hakkasid andmete kogumiseks ja töötlemiseks kasutama andmekeskuste teenuseid, samuti kasutama erinevaid välisseadmeid, et saada potentsiaalsete uimastitarbijate kohta tähenduslikku teavet.
Global Data eksperdid eeldavad, et farmaatsiatööstuse tarkvara- ja Interneti-teenuste turgude maht kasvab aastaks 2020 2,4 miljardi dollarini. Kasvustrend eeldab suurandmete ja seotud infrastruktuuri tehtavate investeeringute aktiivset arendamist.
Kõige ilmekam näide IoT kasutamisest läänes on Amazoni kogemus ja AWS-i platvormi kasutamine meditsiini- ja farmaatsiatoodete jaoks. Pilvemassiiv aitab lihtsustada tehnoloogiliste uuenduste rakendamist farmaatsiatööstuses, lihtsustab nende rakendamist ja integreerimist kõrgtehnoloogilise andmetöötluse ja masinõppe farmaatsiatoodete arendamise vajaduste jaoks. Ettevõte plaanib uut teenust, mis lihtsustab tööd kliiniliste andmete registreerimissüsteemidega, ravimite väljakirjutamisega, samuti parima hinnaga ravimite valimisega.
Eeldatakse, et uus Amazoni teenus annab näpunäiteid patsientide paremaks ravimiseks ja ravimite säästmiseks. Ettevõte kavatseb lisada teenusesse haigusloo tunnustamise ja võimaluse anda häälsoovitusi. Firma ütles isegi, et "meditsiiniline" käekiri ei tekita äratundmisel probleeme.
Operatsioonid virtuaalreaalsuses
Tervishoid on liit- ja virtuaalreaalsuse tehnoloogiate jaoks üks olulisemaid ja praktilisemaid tööstusharusid. Kaasaegsetes laparoskoopilistes operatsioonides täiendab endoskoobi pilti pilt, mis on saadud intraoperatiivse angiograafia ajal. See võimaldab kirurgil täpselt teada saada, kus kasvaja elundi sees asub ja seega minimeerida patsiendi elundist tervete kudede kadu operatsiooni ajal kasvaja eemaldamiseks.
Spetsialiseeritud tarkvara abil saavad arstid patsiendi skaneerimise põhjal välja töötada üksikute proteeside mudelid. Virtuaalse reaalsuse tehnoloogial põhinevate simulaatorite loomine võib märkimisväärselt parandada arstide väljaõppe kvaliteeti, vähendada kulusid ja vähendada meditsiiniliste vigade arvu.
Bioonilised proteesid
Küberneetilisi käsi turustatakse juba edukalt Suurbritannias, Prantsusmaal ja nüüd ka USA-s. 4. aprillil 2019 teatas Open Bionics oma partnerlusest kliinikute võrgustikuga Hanger, millega ta asutas Hero Arm proteesid Ameerikasse.
Robotrelvad on 3D-prinditud ja neid saab valmistada 40 tunniga. Müoelektrilised andurid on manustatud sisemusse, võimaldades lugeda lihaste ja aju signaale, reageerides neile nii kiiresti kui võimalik. Nii saavad puuetega inimesed jälle täisväärtuslikku elu elada. Open Bionics arendajate sõnul on Hero Arm proteesid uskumatult täpsed ja intuitiivsed. Neile meeldivad ka lapsed, sest insenere inspireerisid film "Raudmees" ja mäng Deus Ex.
Bioonilised jalgade proteesid peavad lisaks motoorsele funktsioonile tagama efektiivse löögi neeldumise. Kompaktsed ja tõhusad mootorid ning suure mahutavusega akud muudavad need seadmed mobiilseks ja hõlpsasti kasutatavaks. Sellised tehnoloogiad mõjutavad positiivselt kaasaegsete proteeside kvaliteeti, kuid põhjustavad nende hinnatõusu.
Ameerika analüütilise ettevõtte Frost & Sullivan sõnul on tänapäevaste täiustatud proteeside hind vahemikus 5000–50 000 dollarit.
3D-printimistehnoloogia on oluliselt mõjutanud kaasaegsete proteeside kättesaadavust. See võimaldab teil kiiresti ja hõlpsalt luua odavaid, kuid funktsionaalseid proteese, mis vähendab nende lõplikke kulusid tarbijale ja loob väljavaateid tööstuse arenguks.
Tehnoloogia arenguga on ilmunud uut tüüpi proteesimine - suurendamine, mis hõlmab mitte ainult kaotatud organi asendamist, vaid ka võimete omandamist, mis varem polnud inimesele iseloomulikud.
