آخرین خبرها

نوآوری‌های فناوری‌های پزشکی در آستانه سال 2019/از لباس هوشمند تا لوزالمعده مصنوعی

https://www.newsbarons.com/wp-content/uploads/2018/04/Clini-Vantage-optimized.jpg

سایت بدون -متخصصان پزشکی همواره در تلاشند جان انسان‌ها را در سراسر جهان نجات ببخشند. دانش و مهارت‌های پزشکی همراه با نوآوری‌های پزشکی که گاهی به سختی می‌توان خلق آنها را باور کرد و اختراعات معجزه‌گر چیزی نیست که امروزه دست‌نایافتنی به نظر برسد.
نجات جان انسان‌ها، پیشگیری از اشاعه بیماری‌ها، تشخیص بیماری‌ها با دقت و سرعت بیشتر و بالاخره مراقبت‌های بهداشتی بهتر حاصل پربار اختراعات و فناوری‌های پزشکی در جهان امروز ماست و در این میان صنایع به سرعت در حال تغییر هستند. بیماری که روزگاری علم پزشکی در برابر آن به زانو درمی‌آمد و از درمان آن عاجز بود، اکنون با جراحی ساده یا دارو به آسانی بهبود می‌یابد اما هرگز نباید تغییرات شگفت‌انگیزی را که متخصصان علم پزشکی برای حفظ سلامت انسان‌ها و داشتن زندگی بهتر آنها ایجاد کرده‌اند، فراموش کنیم.
نمونه‌هایی که در ادامه آورده می‌شود، شمه‌ای از تغییرات بزرگی است که در دنیای پزشکی امروز ما ایجاد شده و یا حال انجام است.
تبخیر عرق بدن توسط باکتری‌ها با ایجاد منافذی در لباس ورزشکاران
متخصصان مهندسی زیستی پارچه‌ای را اختراع کردند که دارای میلیون‌ها باکتری است و موجب تخلیه عرق بدن و در نتیجه خنک شدن بدن فرد هنگام فعالیت‌های فیزیکی می‌شود.
فکر اختراع چنین پارچه‌ای در سال 2013 میلادی کلید خورد. یکی از متخصصان در یک جلسه سخنرانی که توسط موسسه علوم تکنولوژی دانشگاه ماساچوست برگزار می‌شد، حضور یافت. موضوع سخنرانی «باسیلوس‌ها» (باکتری‌هایی که در خاک و گیاهان یافت می‌شود) بود که چگونه در برابر رطوبت چروک می‌شوند. همین نکته جرقه این ایده را در ذهن آنها زد که اگر می‌توانستند پارچه‌ای بسازند که حاوی چنین باکتری‌هایی باشد و به محض تماس با رطوبت عرق بدن، حجیم‌تر شده و در نتیجه رطوبت را تهویه کنند. نتایج مطالعات آنها نشان داد استفاده از باکتری فعال موثرتر از‌ هاگ آن است (وقتی باکتری به حالت دفاعی درمی‌آید، دور خود دیواره سلولی قوی ایجاد می‌کند و متابولیسم باکتری به شدت پایین می‌آید در این حالت باکتری به شکل‌ هاگ است). به علاوه باکتری‌های فعال را به راحتی می‌توان تکثیر کرد، به طوری که در عرض یک شب یک باکتری به میلیون‌ها باکتری تبدیل می‌‌شود.
هدف پژوهشگران این بود که در دوطرف لباس به‌خصوص ورزشکاران دو لایه از این باکتری‌ها را قرار بدهند. تا مادامی که فرد عرق نکند، آنها غیرفعال هستند اما زمانی که بر اثر فعالیت بدن ورزشکار عرق می‌کند، باکتری‌ها فعال می‌شوند و منافذی روی لباس باز می‌کنند تا عرق بدن فرد تبخیر شود. به همین منظور آنها با استفاده از تکنولوژی سه‌بعدی پارچه‌ای را تولید کردند که یک لایه از باکتری در هر دو طرف پارچه قرار داشت. به این ترتیب لباس نسبت به رطوبت بدن و هم رطوبت بیرون عکس‌العمل نشان می‌دهد و در صورتی که پارچه لباس از یک جهت در معرض رطوبت قرار بگیرد، مثلا وقتی که فرد ورزش می‌کند و هوای اتاق خشک است، پارچه لباس به دلیل مرطوب شدن از یک طرف به داخل کشیده نمی‌شود و چین نمی‌خورد. ضخامت این لایه باکتریایی بین 1 تا 5 میکرون است؛ یعنی ضخامتی برابر با ضخامت گلبول قرمز خون یا یک‌پنجم ضخامت یک تار موی انسان. باکتری Bacillus subtilis برای این منظور مورد استفاده قرار گرفت. بیشترین لایه باکتریایی در قسمت‌هایی از بلوز قرار داده شد که روی بدن در محلی قرار می‌گیرد که بیشترین مقدار غدد عرق بدن قرار دارند. نتیجه آزمایش بسیار موفقیت آمیز بود. تعدادی از افراد داوطلب این بلوز را پوشیدند و روی تردمیل رفتند و شروع به دویدن کردند. بعد از 5 دقیقه باکتری‌ها فعال شد و با منبسط شدن منافذ پارچه را باز و عرق بدن فرد دونده را تخلیه کردند، در نتیجه فرد دونده احساس می‌کرد که به‌رغم دویدن شدید بدن او کاملا خنک باقی مانده و لباس وی بر اثر عرق بدن خیس نشده بود.
وسیله‌ای برای تشخیص سریع وجود باکتری
محققان مهندسی زیستی دانشگاه «مک گیل» کانادا، وسیله‌ای را اختراع کردند که به سرعت می‌تواند وجود باکتری‌های کشنده را شناسایی کند. عفونت‌های باکتریایی مانند مننژیت، ذات‌الریه و حصبه علائمی مشابه سایر بیماری‌های ویروسی دارند. رشد باکتری‌ها بسیار سریع است و در زمان کوتاهی می‌توانند به جمعیت بزرگی تبدیل شوند و از سوی دیگر با ابزارهایی که اکنون در آزمایشگاه‌ها وجود دارد برای تشخیص آزمایشگاهی نیاز به چند روز وقت است که متاسفانه طی همین چند روز باکتری می‌تواند بسیار رشد کند. هر سال عفونت‌های باکتریایی علت مرگ 700 هزار نفر درجهان هستند. وسیله‌ تراشه مانندی که محققان این دانشگاه ساخته‌اند این امکان را فراهم می‌آورد که در نمونه‌های کوچک وجود باکتری و رشته باکتری‌هایی که به آنتی‌بیوتیک مقاوم هستند به سرعت و با دقت بالا شناسایی شوند و به سرعت مورد درمان قرار گیرند. محققان محفظه‌ای را بر اساس علم نانو طراحی کردند که سطح آن از جنس خاصی ساخته شده و ناهموار است. این سطح شامل فضاهای سه‌بعدی متعددی است. ضخامت هر یک از این فضاها یک‌دهم ضخامت یک تار موی انسان و حاوی محلول کشت است و طراحی خاص آن این امکان را فراهم می‌آورد که یک باکتری را به تنهایی در این فضا به دام بیندازد.
این تراشه به محققان کمک می‌کند ظرف چند دقیقه وجود باکتری زنده E.coli را تشخیص دهند و وجود باکتری استافیلوکوک مقاوم به آنتی‌بیوتیک «متی سیلین» را شناسایی و طی یک ساعت از آن تصویربرداری کنند. تراشه در 93 درصد موارد موفق عمل کرد. یکی از محققان می‌گوید: «ما ابتدا محلول کشت را به فضاهای داخل محفظه تزریق می‌کنیم. به محض اینکه باکتری در تماس با این محلول قرار می‌گیرد، به آن می‌چسبد. سپس با استفاده از یک میکروسکوپ ما می‌توانیم باکتری‌ها را به صورت تک‌تک مشاهده کنیم. این روش به ما اجازه می‌دهد ظرف چند دقیقه برآورد کمیتی از باکتری‌ها ارائه بدهیم.» وی اضافه می‌کند: «یکی از موارد استفاده از این تراشه در صنایع غذایی است که نیازمند آنیم به سرعت وجود آلودگی غذایی را شناسایی کنیم. تولید این وسیله ابدا کار پیچیده‌ای نیست اما مهم‌ترین نکته این است که بتوانیم این وسیله را به آزمایشگاه‌ها بیاوریم.»
لوزالمعده مصنوعی
هر ساله کارخانه‌های فناوری پزشکی سخت تلاش می‌کنند به گونه‌ای دیابت را به زانو درآورند و این چرخه پایان‌ناپذیر کنترل قند و اضافه یا کم کردن قند مصرفی بیماران دیابتی را متوقف کنند. اکنون با پیشرفت‌هایی که حاصل شده و ساخت لوزالمعده مصنوعی، رسیدن به این آرزو چندان دور به نظر نمی‌رسد.
این سیستم که مانند یک کمربند استفاده می‌شود به صورت خودکار میزان قندخون را تنظیم می‌کند، به این ترتیب که قطعه‌ای زیر پوست بیمار قرار داده می‌شود که حاوی انسولین است.
پس از اینکه دستگاه سطح قندخون را اندازه‌گیری کرد، در صورت نیاز، بلافاصله انسولین از طریق این قطعه زیر جلدی آزاد می‌شود، در نتیجه به جای اینکه بیمار هر روز به صورت روتین یک دوز مشخص انسولین را تزریق کند، این دستگاه در صورت نیاز بدن انسولین آزاد می‌کند و در نتیجه قندخون همواره ثابت باقی می‌ماند.
تمامی این اطلاعات از طریق برنامه الگوریتم به تلفن‌همراه بیمار فرستاده می‌شود. این دستگاه در سال 2016میلادی تایید سازمان غذا و داروی آمریکا را دریافت کرد.
دکتر مایک، یکی از استادان دانشگاه ویرجینای آمریکا می‌گوید: «بیماران فقط می‌خواهند از میزان قندخون خود مطلع باشند و وقت و انرژی کمتری را صرف کنترل قندخون کنند. آنها می‌خواهند به آن فکر نکنند اما ما هنوز تا رسیدن به این نقطه راه درازی در پیش داریم.»
داروهای هوشمند برای درمان آرتریت روماتوئید
آرتریت روماتوئید یک بیماری خودایمنی است که به غضروف درون مفاصل آسیب می‌زند و می‌تواند باعث تخریب خود مفصل یا حتی معلولیت فرد شود. بیماری در نوع حاد خود می‌تواند ارگان‌های داخلی بدن را تخریب کند و منجر به التهاب عروقی و در نهایت مرگ زودرس بیمار ‌شود.
در سال 2016 میلادی محققان دانشگاه ییل مکانیسم ژنتیکی را که خطر ابتلای فرد را به این بیماری بالا می‌برد، شناسایی کردند.
آنها بر این باورند با استفاده از داروهای مشخصی می‌توان ژن عامل بیماری را هدف گرفت و سرکوب کرد.
این داروها مانند داروهای خاصی که سلول‌های سرطانی را هدف قرار می‌دهند می‌توانند مستقیم روی ژن‌هایی که استعداد ایجاد بیماری را دارند و ناحیه سلولی مبتلا اثر بگذارند.
در نتیجه بیماری به شکل خفیف‌تر درمی‌آید و علائم بیماری بهبود می‌یابد و احتمالا جلوی تخریب مفصل گرفته می‌شود. این راهبرد درمانی از فردی به فرد دیگر تفاوت دارد زیرا افراد از نظر زیستی با یکدیگر تفاوت دارند.
یک خواب آرامش‌بخش
قطع تنفس هنگام خواب گریبانگیر22 میلیون نفر در سراسر جهان است و می‌تواند منجر به پرفشاری خون، بیماری‌های قلبی و سکته مغزی شود. درمان متداول آن استفاده از دستگاه تنفس مصنوعی است که شامل یک مخزن اکسیژن و ماسکی است که فرد هنگام خواب روی صورت خود می‌گذارد اما استفاده از این ماسک خود مشکل دیگری برای بیمار هنگام خوابیدن ایجاد می‌کند و بیمار نمی‌تواند به راحتی بخوابد. به همین دلیل هم است که حدود 40 درصد این افراد از استفاده از این دستگاه خودداری می‌کنند. همین نکته‌ها محققان را بر آن داشت تا یک ایمپلنت بسازند تا مشکل این بیماران را که قادر به تحمل ماسک هنگام خواب نیستند، برطرف کند. این ایمپلنت برای کسانی که خواب خوبی ندارند مانند یک پیس‌میکر عمل می‌کند. ایمپلنت توسط یک پچ که فرد هنگام خواب روی صورت خود قرار می‌دهد کنترل می‌شود و راه‌های تنفسی فرد را هنگام خواب تحریک می‌کند و آنها را باز نگه می‌دارد. آزمایش‌های کلینیکی که روی این دستگاه انجام شده بسیار موفقیت‌آمیز بوده و مهم‌تر اینکه استفاده از آن برای فرد به مراتب راحت‌تر از استفاده از دستگاه تنفس مصنوعی است. یکی از محققان می‌گوید: «این وسیله جای دستگاه تنفس مصنوعی را خواهد گرفت و 50 تا 70 درصد بیماران حتما این وسیله را انتخاب خواهند کرد. از سوی دیگر این وسیله این امکان را فراهم می‌آورد که همسران بتوانند دوباره در یک اتاق بخوابند زیرا دستگاه تنفس مصنوعی موجب جدایی همسران شده است.»
افشانه‌های تنفسی هوشمند
اسپری‌های تنفسی گشاد‌کننده برونش و کورتیکواستروئیدی داروهای اصلی آسم هستند. کورتیکواستروئیدها التهاب ریه را کنترل می‌کنند و داروهای گشاد‌کننده برونش هنگام حمله آسم راه تنفس را باز می‌کنند. اگر این اسپری‌ها درست استفاده شوند، موثر هستند اما تقریبا بالغ بر 94 درصد بیماران روش درست استفاده از این داروها را نمی‌دانند. از سوی دیگر مطالعات نشان داده بیماری 50 درصد بیماران آسمی به‌رغم استفاده از دارو به خوبی کنترل نمی‌شود. همه این شواهد محققان را به این باور رسانده روش‌های فعلی خیلی کارآمد نیست و باید از روش‌های نوین دیگری استفاده کرد تا بیماران درمان کافی و مناسب را دریافت کنند.ساخت اسپری هوشمند پاسخی مناسب به این نیاز است.
این وسیله به گونه‌ای طراحی شده که زمان استفاده از اسپری را ثبت می‌کند، زمان استفاده از دارو را به بیمار یادآوری می‌کند و او را ترغیب به استفاده درست از دارو می‌کند و اطلاعات مربوط به استفاده بیمار از دارو را جمع‌آوری می‌کند. هر زمان که بیمار از دارو استفاده می‌کند، دستگاه تاریخ، ساعت و مکان استفاده از دارو و اینکه آیا دوز درست استفاده شده را ثبت می‌کند.
اطلاعات جمع‌آوری‌شده از طریق یک برنامه به تلفن‌همراه بیمار یا پزشک معالج وی فرستاده می‌شود و به این ترتیب پزشک متوجه زمان‌های حمله آسم و چگونگی رعایت برنامه درمانی توسط بیمار می‌شود.
در مطالعه‌ای که محققان پیرامون میزان کارآمدی این دستگاه انجام دادند، دریافتند بیماران میزان کمتری دارو استفاده کردند، تعداد حمله‌های آسم کمتری داشتند و طی 12 ماه بیماری آنها روی هم رفته بیشتر تحت کنترل درآمده بود.
ریه مصنوعی امیدی تازه برای بیماران منتظر پیوند ریه
یک ماه پیش خبر ساخت اولین ریه مصنوعی امید تازه‌ای را به بیش از یک هزار انسانی هدیه داد که در آمریکا در انتظار پیوند ریه هستند. دکتر «نیکلاس» از دانشکده پزشکی دانشگاه تگزاس که همراه با تیم تحقیق خود 15 سال وقت صرف این پروژه کرده‌اند، می‌گوید: «ما برای اینکه موفق شویم باید دیدگاه خود را عوض می‌کردیم. ما متوجه شدیم برای ساخت یک ریه مصنوعی ابتدا باید عروق خونی آن را بسازیم، عروق ریزی که برای تبادل اکسیژن ضروری هستند. ابتدا ما فکر می‌کردیم اول باید ریه را بسازیم، بعد به ساخت عروق خونی بپردازیم که اشتباه بود.» آنها ابتدا با استفاده از ریه یک خوک یک داربست پروتئینی تهیه کردند. ریه خوک با استفاده از مواد ضدعفونی‌کننده و قندی کاملا شسته شد تا هیچ اثری از سلول‌های خونی روی آن نباشد و در نتیجه تنها ساختار پروتئینی آن باقی ماند. سپس محققان داربست پروتئینی را در محفظه‌ای قرار دادند و به تدریج عوامل رشد را به آن اضافه کردند و سپس سلول‌های بنیادی خوک گیرنده پیوند و سایر ذرات مغذی را در داربست قرار دادند و سپس داربست را به مدت 30 روز در یک رآکتور زیستی گذاشتند. پس از پیوند این داربست پروتئینی به بدن خوک، بدن وی هیچ واکنش معناداری در جهت رد پیوند نشان نداد. محققان متوجه شدند عروق خونی و مویرگ‌ها هم کم‌کم تشکیل شدند. محققان با مشاهده نتایج بسیار هیجان‌زده هستند و معتقدند هنوز کار زیادی هست که باید انجام دهند. آنها می‌گویند ما باید دوباره پیوندی مشابه این انجام دهیم و خوک را 6 ماه تا 1 سال به مزرعه بفرستیم سپس خوک را به آزمایشگاه بازگردانیم و ریه طبیعی او را از کار بیندازیم تا ببینیم آیا او می‌تواند با کمک این ریه مصنوعی که به بدن او پیوند خورده، نفس بکشد؟
دکتر «نیکلاس» می‌گوید: «ما از این تحقیق موارد زیادی یاد گرفتیم. اکنون می‌دانیم که چه کنیم تا نتایج بهتری به دست بیاوریم. در حال حاضر از این ریه برای انسان نمی‌توان استفاده کرد اما امیدواریم در آینده نزدیک آن را عملی کنیم.»
ترجمه: سیما اخلاقی

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شد

add_action('wp_head','telegram_seo_link'); function telegram_seo_link(){ if (is_single()) { global $post; $thumbnail = wp_get_attachment_image_src( get_post_thumbnail_id($post->ID), 'full' ); echo ' '; } }