LEČENJE NAJTEŽIH slučajeva epilepsije trenutno podrazumeva invazivnu operaciju, koja se izvodi tako što se kroz lobanju prolazi duboko u mozak, kako bi se uništili neuroni koji dovode do napada...
01
Nanotehnologija u medicini
Napredak na mikroskopskom nivou
Mali roboti koji smanjuju i uništavaju tumore u telu ili mikroskopski detektori koji prate nivo šećera u krvi kod dijabetičara, mogu zvučati kao naučna fantastika. Međutim, oni će verovatno postati stvarnost u narednih nekoliko godina, jer nanotehnologija napreduje kako otkrivamo i lečimo bolest.
Nanotehnologija je upravljanje materijom na nivou atoma i molekula. Jedan od vođa revolucije u medicinskoj nanotehnologiji je profesor Silvijan Martel, direktor laboratorije za nanorobotiku na univerzitetu „École Polytechnique“ u Montrealu, koja razvija nanotehnologiju koja ubacuje hemoterapiju direktno u kancer, umesto da lekovi slobodno lutaju po telu i oštećuju zdrave ćelije. Martelovi „magnetni mikro-nosači“ veličine su samo 50 mikrona i sastoje se od magnetnih nanočestica i lekova smeštenih u biorazgradivoj polimernoj kutiji. Njima bi se upravljalo kroz krvne sudove korišćenjem magnetnih polja koje proizvode aparati za magnetnu rezonancu, dok ne dođu do raka, gde će se lekovi oslobađati. „Postoji mnogo problema koje treba rešiti i medicinskih ispitivanja koja je potrebno obaviti,“ kaže Martel, „ali verujem da će u narednoj deceniji svet početi da koristi robote koji se bore protiv raka.“
Takođe se razvija upotreba ostalih mikrobota. Na švajcarskom Federalnom tehnološkom institutu u Cirihu, profesor Bred Nelson radi na „vođenim hirurzima“- sićušnim konstrukcijama od nikla, napravljenim u 3D alatu koji se kreću kroz telo zahvaljujući spoljnim magnetima. On planira da ih koristi za obavljanje operacije na mrežnjači oka. U međuvremenu, „busteri za plak“ koje je osmislio Park dr Jong-Oh sa Nacionalnog univerziteta „Chonnam“ u Južnoj Koreji sastoje se od magnetnih kapsula i mikro glava bušilice. Napajani magnetima oni čiste arterije, uklanjajući plak koji bi inače dok se kreće mogao začepiti krvne sudove.
Nanotehnologija je posebno aktivna u oblasti istraživanja lečenja dijabetesa. Na Univerzitetu „Vanderbilt“ u Tenesiju, naučnici rade na razvoju „mikrofiziometra“ koji može tačno da meri nivo insulina u krvi. Ovaj senzor je prepun ugljeničnih nanocevčica - molekula ugljenika u obliku cevi - i kada nivo insulina raste, povećava se i strujanje unutar nanocevčica. Istraživači predviđaju da bi senzor pratio nivo insulina u organizmu u realnom vremenu, pa ne bi bilo potrebe da dijabetičari vrše proveru nivoa insulina iz krvi tokom dana.
Nekoliko timova širom sveta, takođe, koristeći nanotehnologiju vrši istraživanja da li bi se insulin mogao uzimati oralno, a ne injekcijama. Insulin bi se učitao u nanočestice koje bi mogle da opstanu unutar digestivnog sistema, a te čestice bi bile presvučene materijalom poput hitozana, koji bi im olakšao absorbciju u tankom crevu, tako da insulin može da dođe do krvotoka.
Ostale ideje za upotrebu nanotehnologije u medicini koje su u razvoju, uključuju nanorobote koji mogu da obnove oštećene ćelije i sočiva obložena nanocevčicama koje pretvaraju svetlost u zvučne talase i mogu se koristiti kao „nevidljivi nož“ za operaciju.
Nanotehnologija - upravljanje materijom na nivou atoma i molekula - je vrlo aktivna u lečenju dijabetesa.
02
Trikorderi koji se koriste u stvarnom životu
Lak način za samotestiranje
ZA RUČNE UREĐAJE koji, poput „trikordera“ u seriji Zvezdane staze mogu dijagnostikovati nekoliko medicinskih stanja, dolaze godine u kojima će biti uspešni. Među najrazvijenijima je „Scout“ (izviđač), kompanije „Scanadu“ iz Silikonske doline. Postavite jedan od ovih malih uređaja sa senzorima na čelo i on može otkriti vitalne znakove, kao što su telesna temperatura, nivo kiseonika u krvi, rad srca i krvni pritisak. Podaci se zatim čuvaju u aplikaciji za pametne telefone, tako da pacijenti mogu pratiti svoje zdravstveno stanje i o tome obaveštavati svog lekara.
Ostali sistemi uključuju ScanNurse, koji može sa fotografija dijagnostikovati stanje uha i grla i QuantuMDx Q-POC, koji za skeniranje u različitim uslovima koristi kertridže koji mogu da se zamene. Oba su razvijena u Velikoj Britaniji.
Nagrada „Qualcomm Tricorder X“, lansirana 2013. godine, mami učesnike da razviju uređaj koji može otkriti 16 stanja, tako što nudi 10 miliona dolara za finansiranje.
03
Buđenje pacijenata iz kome
Kako lekovi za spavanje mogu da izvuku ljude iz kome
U BUDUĆNOSTI se pacijenti mogu „probuditi“ iz polukomatoznog stanja koristeći, paradoksalno, lekove za spavanje. Tokom protekle decenije, bilo je sporadičnih izveštaja o pacijentima koji su se bar delimično oporavljali, nakon što su im davali tablete za spavanje, poput leka „Ambien“, koji sadrže hipnotički lek zolpidem.
Na Medicinskom fakultetu „Weill Cornell“ u Njujorku, neuro naučnici su merili električnu aktivnost u mozgu trojice ljudi koji su se „probudili“ nakon upotrebe leka „Ambien“. Iako su im mozgovi bili oštećeni na različite načine, rezultati elektroencefalografije (EEG) svih tih pacijenata pokazali su istu stvar. Pre nego što su uzimali lek, imali su talase niske frekvencije u svojim očitavanjima EEG-a, ali kada je lek uzet, u njihovim moždanim ćelijama se našao brz talas ekscitacije koji je trajao neko vreme, omogućavajući pacijentima da budu budniji. Kao rezultat toga, jedan je čak tečno govorio.
Moždane aktivnosti pre upotrebe leka sugerišu „rezervu odmora“ moždanih aktivnosti koja se može iskoristiti, kažu istraživači. „Ideja je da pregledamo druge pacijente kojima je rađen EEG, u nadi da ćemo otkriti da li i oni imaju takvu rezervu“, objašnjava vođa istraživanja, doktor Nikolas Šif.
Tri pacijenta sa oštećenjem mozga su se „probudila“ nakon upotrebe leka „Ambien“. Nakon uzimanja leka, jedan od njih je čak tečno govorio.
04
Kroz ključaonicu
Da li klasičnu operaciju može da zameni laparoskopska?
KLJUČAONICA – ili kako se drugačije naziva „laparoskopska“ operacija, postoji već duže vreme: prva takva operacija kod čoveka dogodila se u Švedskoj, 1910. godine. Ali, njena primena se ubrzano povećava 1980-ih, a, kako se razvijaju nove tehnike, postaće još učestalija.
Kod laparoskopije, hirurg može pristupiti abdomenu i karlici bez potrebe da napravi velike rezove na koži. Laparoskop - mala cev opremljena izvorom svetlosti i kamerom - ubacuje se u abdomen kroz mali rez, zajedno sa specijalizovanim hirurškim instrumentima. Laparoskop se koristi za pumpanje gasa u abdomenu, olakšavajući hirurgu da operiše.
Među najboljima u primeni laparoskopije nalazi se profesor Bjern Edvin sa Univerziteta i Univerzitetske bolnice u Oslu u Norveškoj. 2014. godine objavio je da je razvio laparoskopsku tehniku uklanjanja raka koji se proširio iz creva na jetru. U tradicionalnoj hirurgiji odstrani se polovina jetre, ali Edvin uklanja samo male regije, što znači da se operacija može obaviti kasnije, ako se rak vrati. „Klasična operacija će sve češće biti zamenjena laparoskopskom“, predviđa Edvin.
DA LI STE ZNALI?
Prva laparoskopska operacija je izvedena na psu, 1902. godine, u Nemačkoj.
05
Precizno inženjerstvo
Spretnost robota koji operiše znači manje invazivne zahvate za lečenje teške epilepsije
LEČENJE NAJTEŽIH slučajeva epilepsije trenutno podrazumeva invazivnu operaciju, koja se izvodi tako što se kroz lobanju prolazi duboko u mozak, kako bi se uništili neuroni koji dovode do napada. Ali razvijen je novi robot koji je toliko okretan da može da se kreće do mozga kroz pacijentov obraz, a na taj način se mozak značajno manje „uznemirava“.
Neuro naučnici trenutno ulaze u mozak kroz obraz tako što ubacuju elektrode koje mogu precizno da utvrde mesto u hipokampusu odakle potiču epileptični napadi. Ali, igle koje se koriste za uništavanje problematičnih nervnih ćelija su prave, odnosno nisu zakrivljene, pa je jedini mogući put za prolaz kroz lobanju. Robot koji operiše, a koji je razvijen na Univerzitetu „Vanderbilt“ u Nešvilu, međutim, koristi iglu koja može da ide zakrivljenim putem u hipokampus. Igla je izrađena od nikl-titanijuma, legure koja pamti oblik i koja se može vratiti u prvobitni oblik, kada se zagreva nakon operacije. Osim toga, većina njih se može proizvesti pomoću 3D štampača, bez dodatnih troškova. Procenjuje se da će u sledećoj deceniji robot biti u operacionoj sali.
Razvijen je robot koji operiše, a koji je toliko okretan da može da se kreće do mozga kroz pacijentov obraz i tako značajno manje oštećuje mozak.
DA LI STE ZNALI?
Prva operacija uz pomoć robota izvedena je 1983. godine u Vankuveru. Robot se zvao Anthrobot.
06
Zdravo, mikročipovi!
Kako ubacivanje mikročipova poboljšava neurološka stanja.
KVADRIPLEGIČARU JANU BURKHARTU iz Ohaja je ubačen mali mikročip u mozak, što mu je omogućilo da pomera ruku prvi put od kada je paralizovan u nesreći tokom plivanja, koja se dogodila kada je imao 19 godina. Čip veličine graška ubačen je u njegov motorni centar korteksa mozga, odnosno deo mozga koji kontroliše kretanje. Čip interpretira signale njegovog mozga, šalje ih na spoljni računar gde se ponovo kodiraju i šalju na rukav sa elektrodama za stimulaciju, koji se nalazi na Burkhartovoj ruci, koja se zatim pomera.
Tehnologiju „neurobridge“ razvili su istraživači sa državnog univerziteta „Ohajo“ i tehnološka kompanija „Battelle Memorial Institute“. Ali, to nije sve. Drugi uređaj je „neuro-čip“. U pitanju je mikročip od 1cm2, razvijen na Univerzitetu u Padovi u Italiji, prepun tranzistora i kondenzatora za snimanje i stimulaciju stotina moždanih ćelija kod sisara. „San je da se naprave napredne neuroproteze uz pomoć kojih bi povređeno ili degenerirano moždano tkivo moglo da se zameni ili obnovi ubačenim čipovima“, kaže vođa istraživanja, profesor Stefano Vasaneli.
07
Personalizovano lečenje
Lek nije nešto što je isto za sve i odgovara svima
GENERACIJAMA UNAZAD, svi smo koristili iste lekove u istim dozama za lečenje različitih tegoba. Ali, naši geni imaju veliki uticaj na to kakav će biti efekat lekova na naše telo. U personalizovanom lečenju, lekovi koje nam propisuju lekari bili bi određeni u skladu sa našim genetskim kodom - i već uočavamo prve znake toga
Tamoksifen je bio lek koji se obično propisivao ženama sa određenim oblikom karcinoma dojke, ali 65 posto žena postalo je rezistentno na njega. Utvrđeno je da žene sa specifičnim oblikom gena CYP2D6 nisu bile u stanju da razgrade Tamoksifen, što taj lek čini neefikasnim. Sada se sprovode testiranja pre lečenja, kako bi se utvrdilo kod kojih žena postoji ovakav oblik gena, pa će im se, možda, omogućiti alternativno lečenje.
Osim toga što su geni različiti, tu je i raznolikost u genima koje nose karcinomi. Sticanje više znanja o tome će nam pomoći da pronađemo najbolji način lečenja.
DA LI STE ZNALI?
Trenutno je u prodaji 113 personalizovanih lekova. 2016. godine ih je bilo samo 13.
08
Organi koji rastu
Inženjering tkiva može značiti da čekanje na transplantaciju postaje stvar prošlosti
PACIJENTI SA TEŠKO obolelim ili oštećenim organima često se suočavaju sa mučnim čekanjem na organ za transplantaciju - a mnogi to ne dočekaju. Ali, inženjering tkiva, koji veoma brzo napreduje, uskoro može da prevaziđe nedostatak odgovarajućih organa za transplantaciju. U inženjeringu tkiva, novi organi koji će zameniti obolele se razvijaju iz vlastitih ćelija pacijenta, te se tako eliminiše potreba za odgovarajućim organom donora.
Svetski lider na tom polju je Entoni Atala, direktor Instituta za regenerativnu medicinu Medicinskog fakulteta „Wake Forest“ u Severnoj Karolini. 2006. godine saopštio je da je implantirao sićušne bešike proizvedene iz tkiva grupi dece od 4-19 godina od kojih su svi imali urođene mane mokraćne bešike. Bešika je narasla u biorazgradivim modlama ili skelama, koristeći mišićne ćelije i ćelije koje poravnavaju zidove mokraćne bešike, prikupljene od pacijenata. Male veštačke bešike zatim su zašivene na originalne bešike pacijenata, da dopunjavaju njihovu aktivnost.
Otkako ga je Atala najavio pre skoro deceniju, napredak u inženjeringu tkiva se neprestano nastavlja. Lekari u Švedskoj su 2011. godine 36-godišnjem pacijentu obolelom od raka, postavili dušnik izrastao od njegovih vlastitih ćelija, a iste godine Atala je objavio da je uspešno implantirao veštački stvorene mokraćovode kod pet dečaka. Zatim, dve godine kasnije, istraživači sa Univerziteta Jokohama u Japanu objavili su da su napravljene zakržljale jetre iz matičnih ćelija miševa.
Izdvojeni deo teksta: U inženjeringu tkiva, organi koji menjaju obolele organe, razvijaju se iz vlastitih ćelija pacijenta.
09
Uništavanje bakterija
Budući da bakterije postaju rezistentne na tradicionalne antibiotike, potrebne su alternative kako bi se sprečila nepotrebna smrt
BAKTERIJE koje su rezistentne na antibiotike su jedna od glavnih pretnji zdravstvenom sistemu. Ostavljene bez ikakvog nadzora, poput bakterije Staphylococcus aureus rezistentne na meticilin - bolje poznate pod nazivom MRSA - mogle bi čak da dovedu i do toga da rutinske operacije budu opasne po život. Ali pomoć može biti na dohvat ruke.
Holandska biotehnička kompanija „Micreos“ razvila je novi lek koji je efikasan u borbi protiv Staphylococcus aureus, koji ne oštećuje potencijalno korisne bakterije. Konvencionalni antibiotici ciljaju unutrašnjost bakterijske ćelije da bi je uništili, ali oni postaju manje efikasni, između ostalog, zato što su određeni sojevi bakterija razvili neprobojne membrane.
Ali, staphefekt, enzim koji se nalazi u virusu, ubija bakterije uništavajući njihove ćelijske zidove. On cilja na specifične delove membrane koji se verovatno neće promeniti kako bakterije mutiraju tokom vremena, a teorijski bakterija ne bi trebalo da razvije rezistentnost.
U Nemačkoj i Holandiji su već dostupne kreme sa staphefektom, koje se koriste kao lek za kožne bolesti, a kompanija „Micreos“ se nada da će uskoro biti dostupna i pilule ili injekcije za lečenje MRSA.
Određeni sojevi bakterija razvili su membrane koje ne mogu da probiju konvencionalni antibiotici
10
Transplantacija lica
Mikrovaskularna hirurgija je najkompleksnija
PRVA transplantacija lica izvršena je 2005. godine Francuskinji Isabelle Dinoire (na slici), koju je izujedao njen pas i trebali su joj novi nos, brada i usne. Potom je, u Španiji 2010. godine, muškaracu povređenom u pucnjavi, urađena transplantacija celog lica. Od tada, širom sveta su izvršene brojne transplantacije lica. Prvi primalac celog lica od donatora u SAD-u bio je Dalas Viens, u martu 2011. godine. Izgoreo je od strujnog udara u nesreći 2008. godine, a lice svog donatora dobio je u klinici „Brigham and Women's Hospital“ u Masačusetsu.
Transplantacija lica je razumljivo složena procedura: prva transplantacija celog lica trajala je 22 sata i u njoj je učestvovalo više od 30 lekara. Ušivanje lica i krvnih sudova zahteva složenu mikrovaskularnu operaciju i primalac mora da pije imunosupresivne lekove celog života, da bi se sprečilo da donirano lice bude odbačeno.
Uprkos tome što je taj postupak složen, broj transplantacija lica i dalje će rasti. 2009. godine klinici „Brigham“ je američko Ministarstvo odbrane doniralo 6,4 miliona dolara za finansiranje deset transplantacija lica.
