Роботы-хирурги и еще 3 технологии медицины будущего

Через 15 лет традиционные больницы уйдут в прошлое из-за достижений человечества в области робототехники, генной инженерии и регенеративной медицины — так считает сопредседатель Совета будущего Всемирного экономического форума и специалист в области нейротехнологий Мелани Уокер. «Футурист» рассказывает о некоторых тенденциях в медицинских технологиях, которые позволили эксперту сделать смелое заявление.

Врачи создали множество вакцин, лекарственных препаратов и методов лечения. Однако человек по-прежнему бессилен перед множеством болезней. На помощь медицине приходят новые технологии, которые расширяют сферу влияния врачей.

Почти 20 лет назад, когда я окончила медицинский институт, здравоохранением управляла биология в чистом виде», — говорит Уокер. «Но с углублением человечества в цифровую эпоху робототехника и генная инженерия стали поглощать биологию»

Механический хирург

Достижения робототехники приведут к автоматизации медицины, которая сможет со временем снизить влияние человеческого фактора, такие как тремор рук и неточные движения. Самым известным роботом-хирургом является аппарат «Da Vinci». Устройство, произведенное компанией Intuitive Surgical, состоит из двух блоков управления, один из которых предназначен для оператора, а второй выполняет роль хирурга. Четырехрукая машина обладает системой визуализации, которая выводит трехмерное изображение на монитор. Один из главных конкурентов «Da Vinci» — робохирург Flex Robotic System, разработанный профессором Института робототехники университета Карнеги-Меллона Хоуи Чосетом. Он способен изгибаться в соответствии с анатомическими особенностями пациента. Благодаря гибкости робот сможет удалить неоперабельную в ином случае раковую опухоль.

Роботы-симуляторы помогут студентам-медикам отработать практические навыки. Эти аппараты воспроизводят особенности сердечно–сосудистой, дыхательной, выделительной систем пациента, а также реагируют на действия обучающихся. Робот HPS (Human Patient Simulator) от американской компании METI способен воспроизводить человеческие показатели кровяного давления и температуры тела, а на его искусственных конечностях прощупывается пульс. Он может потреблять кислород и выделять углекислый газ — эта функция помогает отработать искусственную вентиляцию легких.

Швейцарские специалисты из Университета Лозанны и Федерального технологического института создали миниатюрных роботов, размер которых меньше одного миллиметра. Они способны осуществлять манипуляции в различных отделах человеческого организма. Микроботы смогут доставлять лекарственные препараты к месту действия, позволяя избежать побочных эффектов, и выполнять тончайшие операции. Этими роботами можно управлять дистанционно, с помощью тепла, электромагнитного поля и лазера. Подобные им японские микроботы, созданные специалистами из Университета Хоккайдо, движутся под влиянием синего спектра света, что позволяет исключить поломку батарей, которая может нанести ущерб организму.

Искусственное тело

Ученые всего мира учатся создавать органы. 24-летний мужчина, которого парализовало после автомобильной аварии, смог нормально питаться благодаря пищеводу, созданному из искусственных материалов и его собственных клеток. Специалисты использовали сетчатую трубку, которая используется для вскрытия закупоренных артерий, матрицу ткани пищевода и тромбоциты пациента. Поначалу орган не прижился, но после повторной операции пациент смог есть обычную пищу и поддерживать стабильный вес.

Сочетание искусственных материалов и человеческих тканей при создании органов не редкость. Ученые из университета Уэйк Форест сообщали, что они использовали живые клетки и специальный гель для 3D-печати ушей, мышц и челюстей. Та же группа ученых в 2006 году вырастила и имплантировала в организм человека первый целый орган — мочевой пузырь, а также создала голосовые связки из нескольких клеток.

Особую роль в регенеративной медицине будет играть 3D-печать. В марте 2016 года австралийские врачи успешно пересадили пациенту два напечатанных позвонка. В 2015 году японцы создали миниатюрную 3D-печень. Печатать можно тончайшие кровеносные сосуды, мышечную ткань, ушные раковины и даже волосы.

Все под контролем

Технологии мобильного здравоохранения, когда данные о состоянии пациента будут регулярно поступать к врачам с носимых гаджетов, позволят вовремя диагностировать заболевания. Исследователи из Университета Техаса создали пластыри, которые отслеживают жизненно важные параметры работы организма, такие как частота сердечных сокращений, движения мышц, активность мозга, температура и уровень гидратации. Они созданы из недорогих материалов, и их создатели уверены, что разработка со временем войдет в промышленное производство.

Существуют приложения для смартфона, которые позволяют измерять пульс — одно из них представлено на видео выше. Разработчиками этого ПО являются специалисты из университета Лозанны. А ученые из Университета Умео в Швеции разработали приложение, диагностирующее ушные инфекции. Гаджет соединяется с ортоскопом, который получает изображение уха изнутри, и с его помощью определяет заболевание. В Швеции также работает система, позволяющая снимать показания кардиостимуляторов на расстоянии.Таким образом, пациенту не требуется каждый раз приезжать на прием.

Обмануть наследственность

В этом году китайские ученые получили разрешение на первый в мире эксперимент по редактированию генома взрослого человека с помощью CRISPR/Cas9. Эта технология позволяет вырезать дефектные участки ДНК в живой клетке и вставлять вместо них новые. В опыте будут участвовать пациенты с неоперабельным раком легких. В США также разрешили проводить подобные опыты на людях.

В Китае тестировали CRISPR/Cas9 на человеческих эмбрионах. Ученые стремились научиться предотвращать смертельные наследственные заболевания. К сожалению, эксперименты нужных результатов не дали. В этом году разрешение на подобные эксперименты получили британские исследователи.