Топ-5 изобретений на грани фантастики

Нанороботы вместо лекарств и операций, бионические органы и экзоскелеты – сейчас это кажется фантастикой. Однако инженеры и ученые уверены, что уже через 10 лет медицина изменится до неузнаваемости. Doctor.161.ru попытался собрать наиболее перспективные медицинские разработки последних лет, которые уже сегодня определяют развитие практического здравоохранения.

Первое устройство, которое могло послойно наращивать объемные предметы, появилось в США в конце 1980-х. К середине 1990-х появились первые 3D-принтеры, которые могли «распечатывать» трехмерные объекты из полимерного пластика. Сегодня технология позволяет создавать предметы практически из любого пластичного материала, включая биогели и живые человеческие ткани. Естественно, что врачи не могли обойти своим внимание такую перспективную методику, и, как выяснилось, не зря.

Первый эксперимент с использованием 3D-печати в медицине прошел в 2013 году. Американские хирурги заменили пациенту кости черепа на имплантаты, распечатанные на заказ на 3D-принтере. Теперь череп мужчины, имя которого не разглашается, на 75% состоит из искусственных деталей. По заверению врачей, «распечатанные» кости прижились, и пациент не испытывает никаких неудобств. Следующим шагом, говорят доктора, станет создание искусственных органов с использованием материала на основе стволовых клеток. Уже сейчас ученые создали с помощью 3D-принтера бионическое ухо, которое может воспринимать звуки по средствам микроантенны и передавать их в мозг, правда, на практике его еще не применяли.

Эксперименты с использованием искусственных органов ведутся с начала 1950-х годов. Сотни врачей и ученых в разных уголках мира пытаются создать полностью искусственную часть человеческого тела, работу которой не надо будет контролировать извне. Львиная часть этих изысканий посвящено созданию бионического сердца.

Вес искусственного сердца всего 900 граммов. Стоимость девайса 80 тысяч евро, цена всей операции 120-160 тысяч евро. Однако ученые говорят, что будущее именно за этим проектом. В мире насчитывается несколько десятков тысяч пациентов, которым требуется пересадка сердца, и их число постоянно увеличивается. При этом ежегодно производится не больше четырех тысяч таких операций.

Дальше всех в этом направлении ушли французы. Им удалось создать сердце, которое на 100% состоит из искусственных материалов, но при этом способно реагировать на малейшие изменения физической нагрузки на организм человека. В декабре 2013 года им удалось вживить искусственный орган в организм 76-летнего пациента с острой сердечной недостаточностью. К сожалению, мужчина прожил всего 65 дней после операции и умер в начале марта 2014 года. Несмотря на это, врачи считают свой эксперимент успешным, так как он дал им неоценимый опыт и указал важные ошибки, которые надо исправить. Не исключено, что уже в ближайшем будущем такие операции плотно войдут в практику кардиохирургов.

Владелец самой большой поисковой сети в Интернете, компания Google, презентовала свои «умные линзы» в конце прошлого года. Внутрь оптических устройств инженеры вмонтировали микрочип, который способен измерять уровень глюкозы крови по ее содержанию в слезе. При очень низких или, наоборот, слишком высоких показателях глюкозы линзы подают своему владельцу световой сигнал.

Естественно, что в первую очередь эти устройства будут востребованы среди больных сахарным диабетом. Однако это только первый шаг. Инженеры обещают, что в будущем «интеллектуальные контактные линзы» смогут следить и за другим параметрами работы организма, например, за частотой пульса, уровнем гемоглобина крови и так далее. Наибольший интерес врачей вызывает возможность передачи этой информации в режиме онлайн на удаленный компьютер, например, напрямую доктору.

Нанотехнологии, в самом общем смысле, заключаются в создании продуктов с заданной атомной структурой, посредством манипуляций с отдельными молекулами и атомами вещества.

Ученые до сих пор не определились с понятием нанотехнологий, однако исследования в этой области ведутся очень активно. Уже сегодня такими словами как «нанопокрытие» или «нанороботы» никого не удивишь. Сейчас очередь дошла до «нанолекарств», технологии которая способна изменить фармацевтическую отрасль до неузнаваемости.

Главное преимущество нанолекарств в том, что они действуют точечно, только там, где это надо. Например, они могут самостоятельно обнаруживать больные клетки и доставлять в них необходимый препарат. Благодаря своим размерам наночастицы без труда проникают через любые биологические ткани. Эксперименты с нанолекарствами проводятся в онкологии, неврологии и даже психиатрии. Ряд авторов утверждает, что нанотехнологии помогут человечеству преодолеть лекарственный кризис, связанный со снижением эффективности антибиотиков. Кроме того, они способны победить большинство болезней, которые сегодня считаются неизлечимыми.

Стоит отметить, что на создание экзоскелета ученных подтолкнули не писатели-фантасты, а сама природа. Ведь у большинства беспозвоночных животных, в частности, насекомых и ракообразных, скелет расположен снаружи, а не внутри, как у человека. Благодаря этому они гораздо лучше людей защищены от внешних воздействий.

Первоначально технологию киберкостюма, или экзоскелета, начали разрабатывать военные, что вполне объяснимо. Внешний роботизированный каркас, который многократно увеличивает силу и выносливость человека, способен в один момент превратить новобранца в опытного бойца. Но, помимо войны, у этих разработок есть и вполне мирные цели, например, вернуть радость движения инвалидам.

Первый подобный опыт был проведен в США в 2010 году, когда врачи с помощью роботизированного костюма поставили на ноги Аманду Бокстел. До этого женщина была двадцать лет прикована к кровати из-за полученной травмы во время катания на горных лыжах. Сейчас Аманда стала живой рекламой компании Berkeley Bionics, которая разрабатывала медицинский экзоскелет.

Перспективы, которые дают киберкостюмы при лечении различных травм и параличей, поистине безграничны. Но, прежде чем начинать их массовое производство, следует решить очень важную задачу – создать портативный источник энергии, который сможет обеспечить бесперебойную работу костюма в течение длительного времени. Пока ученым не удалось этого сделать, но исследования в этой области продолжаются. На сегодняшний день рабочие модели экзоскелетов созданы в России, Японии и США.