Del:
10 Imponerende Futuristiske Nylige Medicinske Gennembrud
De af os, der levede en væsentlig del af vores liv før århundredeskiftet, tænkte på vores nuværende tidsperiode som den fjernt fjerne fremtid. Fordi vi voksede op på film som Blade Runner (som er sat i 2019), har vi en tendens til at være lidt uimpresset med, hvordan fremtiden-fremtiden har vist sig at være - mindst et æstetisk perspektiv.
Godt, mens den evigt lovede flyvemaskine aldrig kommer til at komme, kunne disse mindre prangende, men lige så imponerende nylige gennembrud inden for medicinsk teknologi alle gå langt i retning af at forbedre livskvaliteten, da vi flytter ind i en endnu fjernere endnu længere væk fremtid.
10 Custom Biomaterial-Based Joint Replacements
Medens knoglemedskifteteknologi er kommet langt i de seneste årtier, med plast- og keramikbaserede apparater, der begynder at tage prævalens over metal, vil den nyeste generation af kunstige knogler og ledd tage hele konceptet et skridt videre - ved at blive designet at fusionere organisk med kroppen.
Dette gøres naturligvis ved 3-D-udskrivning (hvilket vil være noget af et tilbagevendende tema her). I Storbritannien har kirurger i Southampton General Hospital pioneriseret en teknik, hvor en ældre patients 3-D-trykt titaniumhøftimplantat holdes på plads af en "lim" fremstillet af patientens egne stamceller. Imponerende som det er, professor Bob Pilliar University of Toronto har en-oped det betydeligt med næste generation implantater, der faktisk efterligner menneskelige knogler.
Ved hjælp af en proces, der binder sin knoglesubstitutionsforbindelse (ved hjælp af ultraviolet lys) til utroligt komplekse strukturer med nøjagtighed, skaber Pilliar og hans team et lille netværk af næringsbærende kanaler og kanaler i selve implantaterne.
Patientens regrowing-knogleceller fordeler sig i hele det pågældende netværk, sammenkobling af knoglen med implantatet. Den kunstige knoglemasse opløses derefter over tid, og de naturligt genvundne celler og væv opretholder implantatets form. Siger hr. Pilliar, "det er lidt mindre end Star Trek hvor du zap en person, og de er faste ... men det er på samme linje. "
9 lille Pacemaker
Siden den første implanterede pacemaker i 1958 har teknologien naturligvis forbedret sig betydeligt. Efter nogle store sprang i 1970'erne blev pacemaker-teknologien dog stort set udjævnet i midten af 80'erne. Det er forbavsende, at Medtronic, der producerede den første batteridrevne pacemaker, kommer på markedet med en enhed, der vil revolutionere pacemakere på samme måde som den tidligere enhed forbedrede på bærbare. Det er størrelsen af en vitaminpille, og det kræver faktisk ingen operation.
Denne nyeste model leveres via kateter i lysken (!), Der fastgøres til hjertet med små spidser og leverer de nødvendige elektriske impulser. Mens almindelig pacemakerkirurgi er ret påtrængende, skaber en "lomme" for enheden at sidde ved siden af hjertet, den lille version giver en langt lettere procedure og forbedrer forbavsende på komplikationsgraden af originalen med over 50 procent med 96 procent af patienterne rapporterede ikke større komplikationer.
Mens Medtronic måske meget vel er første til at markedsføre (har allerede opnået FDA-godkendelse), har andre større pacemakerproducenter konkurrerende enheder i udvikling, på vagt over at blive efterladt i det for øjeblikket et årligt marked på 3,6 milliarder dollars. Medtronic begyndte at udvikle sin lille livredder i 2009.
8 Google Eye Implant
Allestedsnærværende søgemaskineudbyder og verdensdominator Google synes ærbødigt at integrere teknologi i alle aspekter af livet, men man må indrømme, at de har nogle spændende ideer til at gå sammen med deres clunkers. Googles seneste nummer har dog så mange potentielt livsforanderlige applikationer, da det gør det uhyre skræmmende.
Projektet, der er kendt som Google Contact Lens, er præcis, hvad det lyder som: en implanterbar linse, en der erstatter øjets naturlige linse (som ødelægges i processen) og kan tilpasse sig til at rette op til dårlig syn. Det er bundet til øjet med det samme materiale, der bruges til at fremstille bløde kontaktlinser og har en række potentielle medicinske anvendelser - som f.eks. Læsning af blodtryk hos glaucomapatienter, registrering af glukoseindhold hos diabetikere eller trådløs opdatering for at tage hensyn til forringelser i en patients vision.
Det kunne muligvis endda genoprette tabt syn helt. Selvfølgelig, da denne prototype-teknologi er en kort lob væk fra et faktisk kamera implanteret i dit øje, har spekulationerne naturligvis været voldsomt om muligheden for misbrug.
På dette tidspunkt er der ingen fortællinger, når dette kan være på markedet. Men et patent er indgivet, og kliniske forsøg har bekræftet procedurens levedygtighed.
7 kunstig hud
Mens fremskridt inden for kunstig hudgraftteknologi har gjort stadige fremskridt de seneste årtier, kan to nye gennembrud fra helt forskellige vinkler åbne nye forskningsområder. På Massachusetts Institute of Technology har forsker Robert Langer udviklet en "anden hud", som han kalder XPL ("tværbundet polymerlag"). Det utroligt tynde materiale efterligner udseendet af stram, ungdommelig hud - en effekt, der opstår næsten øjeblikkeligt på ansøgning, men hidtil mister sin effekt efter ca. en dag.
Interessant som dette er University of California Riverside kemi professor Chao Wang arbejder på et endnu mere futuristisk polymer materiale-en der kan selv helbrede fra skader ved stuetemperatur og til god forstand er infunderet med små metalpartikler, der gør det i stand af elektricitet. Selvom han ikke direkte siger, at han forsøger at skabe superhærter, indrømmer han at være en stor fan af Wolverine og siger om sin forskning, "Det forsøger at bringe science fiction ind i den virkelige verden."
Interessant nok har nogle selvhelbredende materialer allerede fundet vej til markedet, som f.eks. En selvreparationscoating på LGs Flex-telefon, som Wang nævner som et eksempel på flere typer applikationer, som han ser for denne teknologi i fremtiden. Når det er sagt, forsøger denne mand klart at skabe superhelte.
6 Motion-Restoring Brain Implants
Ian Burkhart, 24, led en freak ulykke i 19 år, der forlod ham lammet fra brystet ned. I de sidste to år har han arbejdet med læger for at finjustere og indstille enheden implanteret i sin hjerne - en mikrochip, der læser elektriske impulser i hjernen og oversætter dem til bevægelse. Selv om enheden er langt fra perfekt, kan han kun bruge den i laboratoriet med implantatet tilsluttet en computer ved hjælp af en ærme på armen. Han har været i stand til at genoplære opgaver som hældning fra en flaske og har endda været i stand til at spille et videospil eller to.
Faktisk er Ian den første til at indrømme, at han aldrig direkte kan drage fordel af teknologien. Det er mere af et "proof of concept" at vise, at lemmer, der ikke længere har forbindelser til hjernen, kan genopkobles til hjernens impulser gennem udefra.
Det er dog meget sandsynligt, at hans indsendelse til hjernekirurgi og gennemgår tre ugers sessioner i årevis vil være af stor hjælp til at fremme denne teknologi til kommende generationer. Selvom lignende procedurer er blevet brugt til delvist at genskabe bevægelse i aber og til at animere en robotarm ved hjælp af menneskelige hjernebølger, er dette det første eksempel på at broere den neurale afbrydelse, der forårsager lammelse i et menneskeligt emne, med succes.
5 Bioabsorberbare Grafts
Stents eller transplantater-polymer mesh rør, der er indsat kirurgisk i arterier for at lindre blokering-er et nødvendigt onde, der er tilbøjelige til komplikationer over patientens levetid og kun moderat effektive. Potentialet for komplikationer især hos unge patienter gør resultaterne af en nylig undersøgelse, der involverer bioabsorberbare vaskulære transplantater meget lovende.
Fremgangsmåden hedder endogent vævsgendannelse - og nu for nogle almindelig engelsk: I unge patienter født uden nogle nødvendige forbindelser i deres hjerter kunne lægerne skabe disse forbindelser ved hjælp af et avanceret materiale, der fungerer som et "stillads", hvilket gør det muligt for kroppen at replikere strukturen med organisk materiale med implantatet og nedbrydende. Det var en begrænset undersøgelse med kun fem unge patienter. Alligevel blev alle fem tilbage uden komplikationer.
Selv om dette ikke er et nyt koncept, synes det nye materiale, der er involveret i undersøgelsen (sammensat af "supramolekylære bioabsorberbare polymerer, fremstillet ved hjælp af en proprietær elektrospinningsproces") at udgøre et stort fremskridt. Tidligere generationsstenter sammensat af andre polymerer og lige metallegeringer har givet blandede resultater, hvilket fører til langsom vedtagelse af behandlingen overalt, undtagen Nordamerika.
4 Bioglassbrusk
En anden 3-D-trykt polymerkonstruktion har potentialet til at revolutionere behandlingen af nogle meget svækkende skader. Et team af forskere fra Imperial College London og University of Milan-Bicocca har skabt et materiale, de kalder "bioglass" -a silica-polymer kombination, der har de hårde, fleksible egenskaber i brusk.
Disse bioglassimplantater er som stents fra den foregående indgang, men fremstillet af et helt andet materiale til en helt anden anvendelse. En foreslået anvendelse af disse implantater er som stillads for at fremme naturlig genvækst af brusk. Men de har også selvhelbredende egenskaber, der er i stand til at genvinde kontakten, hvis de er adskilt fra hinanden.
Selvom den første testede ansøgning vil være udskiftning af en rygskive, er en anden permanent version af implantatet under udvikling for at behandle knæskader og andre skader i områder, hvor brusk ikke genopstår. Midlerne til produktion-3-D-udskrivning gør implantaterne langt billigere at producere og endnu mere funktionelle end de nuværende førende implantater af denne type, som typisk skal dyrkes i et laboratorium.
3 selvhelende polymer muskler
Stanford kemiker Cheng-Hui Li er ikke hårdt på arbejde på et materiale, der kunne være byggestenen til en faktisk kunstig muskel, som måske endda kan overleve vores dårlige muskler. Hans forbindelse - en mistænkelig organisk lydende kombination af silicium-, nitrogen-, oxygen- og carbonatomer-kan strække sig over 40 gange dens længde og derefter vende tilbage til normal.
Det kan også gendannes fra huller, der er stødt i det inden for 72 timer, og selvfølgelig genmonteres selv hvis det afbrydes på grund af tiltrækning forårsaget af et jern "salt" i forbindelsen. For nu skal den placeres sammen for at sætte sig igen på denne måde. Stykkerne kryber faktisk ikke mod hinanden. For nu.
Også for øjeblikket er den eneste svage punkt i denne prototype sin begrænsede elektriske ledningsevne, idet stoffet kun øges i længden med 2 procent, når det udsættes for et elektrisk felt i modsætning til de 40 procent opnået ved rigtige muskler.Vi forventer, at dette skal overvindes i kort rækkefølge - og for Li, bioglassbruskforskerne og Dr. Wolverine fra de tidligere indgange, at de er i kontakt med hinanden i endnu kortere rækkefølge, hvis de ikke allerede er.
2 Ghost Hearts
Teknikken, der pionerer af Doris Taylor, direktør for regenerativ medicin hos Texas Heart Institute, er en lille afvigelse fra de ovenfor diskuterede 3-D-trykte biopolymerer og lignende. Dr. Taylor har vist sig i dyr - og er klar til at prøve hos mennesker - en teknik, der kun bruger organisk materiale, der kan være endnu mere science-fiktive end nogen tidligere indgang.
Kort sagt, hjertet af et dyr-sig, en gris-er gennemblødt i et kemisk bad, der ødelægger og læser væk alle celler undtagen proteinet. Dette forbliver som et tomt Äúghost-hjerte, der kan injiceres med patientens egne stamceller.
Når det nødvendige biologiske materiale er på plads, er hjertet forbundet med en enhed, der svarer til et kunstigt kredsløbssystem og lunger (a, bioreactor), indtil det begynder at fungere som et organ og kan transplanteres ind i patienten. Dr. Taylor har med succes demonstreret teknikken på rotter og grise, men endnu ikke en menneskelig patient.
Det er en lignende teknik, der har haft succes med mindre komplekse organer som blære og tracheae. Dr. Taylor er den første til at indrømme, at perfektionen af processen - og at være i stand til at levere en stabil strøm af konstruerede hjerter, fuldstændig eliminering af transplantations ventelisten - er langt væk. Det er imidlertid blevet påpeget, at selv om indsatsen skulle svigte, vil det uden tvivl have den fordel at føre til en langt større forståelse af hjertets opbygning og forbedre behandlingen af hjertesvigt.
1 Injicerbart hjernemaske
Endelig har vi en banebrydende teknologi med potentiale til hurtigt, simpelthen og fuldstændig ledning af hjernen med en injektion. Forskere fra Harvard University har udviklet et elektrisk ledende polymernet, der bogstaveligt talt injiceres i hjernen, hvor det infiltrerer krogene og krøllene, der meldes med det faktiske hjernevæv.
Hidtil bestående af kun 16 elektriske elementer blev masken implanteret i hjernen af to mus i fem uger uden immunafstødning. Forskere forudser, at en større enhed bestående af hundredvis af sådanne elementer aktivt kunne overvåge hjernen ned til det enkelte neuron i den nærmeste fremtid med andre potentielle anvendelser, herunder behandling af neurologiske lidelser som Parkinsons sygdom og slagtilfælde.
Til sidst kan dette også føre forskere til en bedre forståelse af højere kognitiv funktion, følelser og andre funktioner i hjernen, som for tiden forbliver uklare. En sådan overbryggning af kløften mellem neurologisk og fysisk videnskab kunne meget godt bevirke mange af fremskridtene i den endnu længere fremtid og også - sammen med mange af de tidligere indgange på denne liste - føre til superhelte.
Mike Floorwalker's faktiske navn er Jason, og han bor i Parker, Colorado-området med sin kone Stacey. Han har højt rockmusik, madlavning og lister.