Metināšanas ātrums līdz biotehnoloģijas utopijai: 5 lieliski sasniegumi medicīnā

Cilvēki dzīvo ilgāk nekā jebkad, galvenokārt medicīnas tehnoloģiju sasniegumu dēļ. Interesanti, ka daudzās no jaunākajām dzīvības glābšanas lietojumprogrammām ir tehnoloģija, kuru var izmantot arī mūsu ikdienas dzīvē. Tādi sasniegumi, kā mūsu burtiski, arvien tuvina mūsu sirdis, kā arī acis, ādu un citus orgānus. Tas ir tāpēc, ka biotehnoloģija jeb tehnoloģiju integrācija cilvēka ķermenī kļūst arvien izplatītāka. Šo progresu izmantošana citās lietojumprogrammās ir tikai dabisks tehnoloģisko atklājumu turpinājums. Šeit apskatīsim piecus notikumus, kas, šķiet, ir tieši ārpus zinātniskās fantastikas, bet virzās uz medicīnisko realitāti - un ārpus tās. (Lai uzzinātu vēl vienu interesantu lasījumu, skatiet Astounding Sci-Fi idejas, kas izrādījās patiesas (un dažas, kas to nedarīja).

Bioniskās brilles

Bionisko briļļu lauks strauji pieaug. Vairāki uzņēmumi izstrādā un testē "viedās" kontaktlēcas. Piemēram, Vašingtonas universitātes pētnieki strādā pie objektīva, kas uzraudzīs cukura līmeni asinīs diabēta slimniekiem, kā arī meklēs brīdinājuma pazīmes par glaukomu.

Papildus uzraudzībai šie viedie objektīvi izmanto niecīgus gaismas diodes, lai digitālo informāciju parādītu tieši lietotājam ar tādu pašu papildināto realitāti, kādu izmanto daži viedtālruņi, lai digitālus datus uzliktu reālās pasaules attēliem. Iespēja ir viegli iedomājama; izmantojot šo tehnoloģiju, iespējams, mēs ne tikai varēsim pārbaudīt e-pastu un lasīt īsziņas, izmantojot mūsu kontaktpersonas, bet arī saņemt atjauninājumu par svarīgiem veselības marķieriem, piemēram, cukura līmeni asinīs. (Tas nedaudz izklausās pēc nākamās Google brilles dimensijas!)

Nav pārsteidzoši, ka Microsoft Research ir apvienojusies ar Vašingtonas Universitāti, lai virzītu uz priekšu šī produkta, ko šobrīd sauc par viedo objektīvu, attīstību. Uzņēmums plāno izlaist šos uzlabotos objektīvus ", tiklīdz viss būs gatavs".

Pašdziedinoša āda

Āda ir lielākais cilvēka ķermeņa orgāns; tas ir arī visizturīgākais. Mūsu āda nodrošina aizsargbarjeru mūsu delikātajiem iekšējiem komponentiem. Tas ir jutīgs pret spiedienu, ļaujot mums izjust sajūtas, sākot no vieglākā pieskāriena un beidzot ar sāpēm, un tas ir ļoti efektīvs pašas sadzīšanā. Kā tāds tas ir bijis ļoti grūti reproducējams, kaut arī spēja sintētiski reproducēt ādu izraisītu medicīnas potenciāla nogruvumu un daudzas citas jomas.

Pateicoties Stenfordas universitātes pētniekiem, sintētiskā ādas aizvietotāja ir kļuvusi par realitāti. Komanda ir izstrādājusi materiālu, kas izgatavots no īpaša veida polimēru plastmasas un niķeļa nanodaļiņām, kas ir gan jutīgs pret spiedienu, gan elastīgs. Tas ir arī izturīgs - un spēj sevi dziedināt. Pārbaudot, kad materiāls tika sagriezts uz pusēm un pēc tam saspiests kopā, tas dažās pirmajās sekundēs ieguva 75 procentus no sākotnējā stipruma. Sadalītais gabals tika atjaunots gandrīz 100 procentos pēc apmēram 30 minūtēm.

Šīs tehnoloģijas acīmredzams pielietojums ir protezēšanas ierīcēs. Tā kā šī sintētiskā āda ir jutīga pret spiedienu un spēj atklāt tādas lietas kā rokasspiedieni un lokanība, sintētiskās ādas uzlikšana protezēšanas ekstremitātēm paver iespēju radīt daudz reālistiskāku roku, roku vai kāju protezēšanu. Materiālu varētu izmantot arī tādu pašdziedinošo elektronisko ierīču izveidošanai kā viedtālruņi, planšetdatori un klēpjdatori. (Lai iegūtu vairāk sasniegumu, skatiet 6 atdzesējamas valkājamas ierīces.)

Pašuzlādējoši iekšējie komponenti

Vairākas desmitgades elektrokardiostimulators ir pagarinājis un uzlabojis to cilvēku dzīvi, kuriem ir sirds problēmas. Viens no nedaudzajiem šīs ierīces trūkumiem ir tas, ka darbībai ir nepieciešams akumulators. Tāpat kā visām baterijām, arī elektrokardiostimulatoriem ir ierobežots mūžs, kas nozīmē, ka lietotājiem ir jāveic operācija, kad akumulators izbeidzas. Tomēr Kalifornijas Tehnoloģiju institūta un Prinstonas universitātes inženieri ir izstrādājuši materiālu, kas potenciāli varētu izdzēst nepieciešamību pēc elektrokardiostimulatora akumulatora nomaiņas operācijas - un vēl daudz vairāk.

Komanda iegultās silikona gumijas loksnes ar keramikas svina cirkonāta titanāta (PZT) nanoriboniem, kas ir ļoti efektīvs pjezoelektrisks materiāls. Iegūtā gumijas loksne kustības laikā rada enerģiju, sagūstot 80 procentus mehāniskās enerģijas un pārveidojot to elektrībā, ko var izmantot elektrokardiostimulators. Ja šo materiālu izmanto elektrokardiostimulatoros, tas var noturēt ierīces uz nenoteiktu laiku, vienkārši elpojot.

Bet, kaut arī viena niecīga loksne var darbināt elektrokardiostimulatoru, lielākām materiāla loksnēm ir vēl lielāks enerģijas potenciāls. Tos varēja iegult apavos un izmantot, lai uzlādētu mobilos telefonus, ejot vai skrienot. Viņi pat varētu izmantot transportlīdzekļa balstiekārtas kustību un saglabāt akumulatoru uzlādētu, nodrošinot neizsmeļamu strāvas padevi nākamajiem elektromobiļiem.

Pašdziedinošās virsmas

Nanotehnoloģijai ir liela loma bioattīstībā. Piemēram, MIT zinātnieki ir izstrādājuši nanomēroga līmi, pamatojoties uz sīkiem matiņiem, kas pārklāj gekonu pēdas. Šī viela ļauj šīm mazajām ķirzakām pielipt pie virsmām, taču zinātnieki uzskata, ka to varētu izmantot arī brūču aizzīmogošanai un varbūt pat iekšējo caurumu aizlāpīšanai, piemēram, kuņģa čūlu izraisītiem. Šis materiāls ir pilnīgi ūdensizturīgs, un to, iespējams, var izmantot arī elektronisko ierīču aizsardzībai. (Plašāku informāciju par nanotehnoloģijām lasiet rakstā Nanotehnoloģija: Lielākā mazā inovācija tehnikā.)

Nākotnes ratiņkrēsls

Kā būtu ar viedo ratiņkrēslu? Arī MIT pētnieki ir izveidojuši ratiņkrēslu, kas pieņem balss komandas un uzzina par tā vidi. Autonomais krēsls veido navigācijas kartes, izmantojot Wi-Fi signālus. Skaidrs, ka šāda veida ierīce būtu liels sasniegums cilvēkiem ar invaliditāti. Un hei, iespējams, tas beidzot novedīs pie tām balss vadītajām automašīnām, par kurām mēs visi esam sapņojuši.

Biotehnoloģiju sasniegumi

Medicīnas attīstība tiek attīstīta pārsteidzošā tempā. Sākot ar pūšanas apkarošanas mikrobiem, kas uztur jūsu zobus tīrus, līdz ieročiem darbināmiem ieročiem, kas stiprina protezējošās ekstremitātes, pētnieki un inženieri mūs arvien tuvina bioniskajai utopijai. Protams, ir vajadzīgs laiks, lai daudzus no šiem sasniegumiem ienestu tirgū. Pat ja tā, zinātne kļūst arvien tuvāk zinātniskajai fantastikai, un, kaut arī ne visi fantastikas prognozes par nākotni ir pozitīvas, medicīna ir viena no jomām, kurā, šķiet, ka nākotne šeit nevar nokļūt pietiekami ātri.