В новом выпуске "Дайджеста" новостей аватар-технологий от Общественного движения "Россия 2045" речь пойдет о бионическом экзоскелете, не требующем хирургического вмешательства для интеграции с нервной системой; системе, которая способна оживлять человеческие органы, извлеченные из тела для пересадки; микродатчике, который способен за 30 минут оценить легкие, предназначенные для трансплантации, и определить, спасет ли этот орган чью-то жизнь или трансплантация обречена на провал; а также быстром и простом способе "сборки" ткани сердечной мышцы из выращенных в лаборатории клеток.
1. Бионический экзоскелет с батареей
Разработчики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) создали бионический экзоскелет, благодаря которому полностью парализованный человек получил возможность самостоятельно двигаться. Система состоит из бионического экзоскелета и внешней батареи, размещенной на спине. Встроенная неинвазивная система стимуляции подает электрические сигналы на нервные окончания человека и заставляет их двигаться, что позволяет человеку совершать шаги.
Экзоскелет имеет механизм обратной связи. Он не только отсылает управляющие сигналы, но и оценивает их результат, подстраиваясь под особенности пациента. Система также анализирует данные о нервных импульсах, чтобы определить, насколько осмысленным и точным было движение. Система была испытана на парализованном ниже пояса пациенте Марке Полоке. Сначала он прошел прошел пятидневную тренировку с использованием роботизированного экзоскелета, затем двухнедельную мышечную тренировку с использованием внешнего аппарата электростимуляции.
Регулярные тренировки обеспечивали хорошую гемодинамику и тонус мышц пациента и поддерживали кардионагрузку на уровне специализированных тренажеров. Есть все основания полагать, что люди с серьезными травмами позвоночника будут иметь возможность повысить качество жизни с помощью такой техники.
2. Как оживить человеческие органы
Компания "Transmedics" разработала систему, которая “оживляет” человеческие органы, извлеченные из тела для пересадки. "Система ухода за внутренними органами" сохраняет сердце в стерильной камере, влажность и температура которой идентичны условиям человеческого тела. Сердце подключено к снабжению кровью донора, которую машина наполняет кислородом и питательными веществами. В результате, сердце остается живым и продолжает биться.
Эту же систему можно использовать для сохранения легких, почек и печени. Устройство стоит 250 тысяч долларов. Новое устройство позволяет увеличить количество трансплантируемых сердец с 15% до 30%, и с его помощью уже проведено 15 успешных операций в Европе и Австралии.
3. Датчик для легких
Инженеры из Университета Торонто разработали микродатчик, который способен за 30 минут оценить легкие, предназначенные для трансплантации, и определить, спасет ли этот орган чью-то жизнь или трансплантация обречена на провал. Люди, нуждающиеся в трансплантации легких, как правило, находятся на терминальных стадиях заболеваний, и для них исчерпаны другие варианты лечения. Донорские легкие спасают жизни.
Но иногда, несмотря на усилия врачей, после операции происходит так называемая первичная дисфункция трансплантата, что является главной причиной смерти пациентов после трансплантации. После извлечения легких из тела донора у хирургов есть всего 7 часов, прежде чем орган будет поврежден, чтобы быть использованным. Однако обычные генетические тесты легочной ткани требуют от 6 до 12 часов. Новый датчик может провести генетическое тестирование за 30 минут еще до трансплантации, спрогнозировав будущие проблемы.
В своем чипе ученые применили фрактальную схему и использовали наноразмерные частицы золота и генетические биомаркеры. Новая технология подробно описана в журнале Science, но пока далека от внедрения в медицинскую практику.
4. Сборка сердца из пчелиных сот
Биоинженеры из Университета Торонто разработали быстрый и простой способ "сборки" ткани сердечной мышцы из выращенных в лаборатории клеток, напоминающий застегивание "липучки" на обуви или одежде. Главное преимущество технологии – простота использования, фрагменты ткани можно строить непосредственно в тот момент, когда они нужны, и разбирать их так же легко.
Ученые сконцентрировались на том, чтобы максимально точно воссоздать среду, в которой клетки растут в организме. Из специального полимера была создана сетка-каркас для клеток, напоминающая пчелиные соты неправильной формы. На поверхность получаемой сердечной ткани внедрялись Т-образные "штырьки", которые действуют как крючки липучки: если соединить два слоя выращенной ткани, они зацепляются за "соты" и скрепляют слои. Соединенные таким образом фрагменты ткани под действием электрической стимуляции синхронно сокращались и расслаблялись. Полимерная сетка, на которой выращена ткань, биоразлагаема, и через несколько месяцев постепенно выведется.
Конечная цель исследования – создать искусственную ткань, которую можно будет использовать для операций на сердце, заменяя поврежденную сердечную мышцу на нужных участках.