Tisk orgánů a tkání
Biomateriály již byly docela úspěšně použity pro 3D tisk. Technologie 3D bioprintingu pro výrobu biologických struktur zpravidla zahrnuje umisťování buněk na biokompatibilní bázi pomocí metody vrstva po vrstvě pro generování trojrozměrných struktur biologických tkání.
Protože jsou tkáně v těle tvořeny různými typy buněk, technologie pro jejich výrobu pomocí 3D bioprintingu se také výrazně liší ve své schopnosti zajistit stabilitu a životaschopnost buněk. Některé z technik, které se používají v 3D bioprintingu, jsou fotolitografie, magnetická bioprinting, stereolitografie a přímá extruze buněk. Buněčný materiál produkovaný na bioprinteru je přenesen do inkubátoru, kde je dále pěstován.
3D bioprinting lze použít v regenerativní medicíně k transplantaci základních tkání a orgánů. Ve srovnání s 3D tiskem z anorganických materiálů existují v bioprintingu komplikační faktory, jako je výběr materiálů, typy buněk, jejich růstové a diferenciační faktory, jakož i technické potíže spojené s citlivostí buněk a tvorbou tkání.
K vyřešení těchto problémů je nezbytná interakce technologií z oblasti strojírenství, biomateriálů, buněčné biologie, fyziky a medicíny. 3D bioprinting se již používá k růstu a transplantaci několika tkání, včetně stratifikovaného epitelu, kosti, vaskulárních štěpů, tracheálních dlažeb, srdečních tkání a chrupavkových struktur. Mezi další aplikace pro 3D bioprinting patří vysoce farmakodynamické modelování tkání pro výzkumné účely, vývoj léčiv a toxikologická analýza.
CRISPR
Rychlý vývoj technologie úpravy genů CRISPR vděčí za její schopnost léčit genetické patologie. Bohužel, navzdory velkému množství výzkumných prací v této oblasti, zůstává pro mnoho pacientů taková léčba nepřístupná: bezpečnost této metody zůstává hodně žádoucí, změna genetického materiálu často má nežádoucí důsledky.
Propagační video:
CRISPR je nová technologie úpravy genomu pro vyšší organismy založená na imunitním systému bakterií. Tento systém je založen na speciálních oblastech bakteriální DNA, krátkých palindromických shlucích repetic nebo CRISPR (Clustered pravidelně interspaced Short Palindromic Repeats). Mezi identickými opakováními existují fragmenty DNA, které se navzájem liší - spacery, z nichž mnohé odpovídají částem genomu virů parazitujících na dané bakterii. Když virus vstoupí do bakteriální buňky, je detekován pomocí specializovaných Cas-proteinů (CRISPR-asociovaná sekvence) spojených s CRISPR RNA.
Pokud je fragment viru „zapsán“do mezerníku CRISPR RNA, proteiny Cas štěpí virovou DNA a zničí ji, čímž chrání buňku před infekcí. Počátkem roku 2013 několik skupin vědců ukázalo, že systémy CRISPR / Cas mohou fungovat nejen v bakteriálních buňkách, ale také v buňkách vyšších organismů, což znamená, že systémy CRISPR / Cas umožňují opravit nesprávné genové sekvence a léčit dědičná onemocnění. člověk.
Aktivní využití velkých dat a internetu věcí
Na Západě byl tento trend nastínen již v letech 2015–2016, kdy největší farmaceutické společnosti začaly využívat služby datových center ke sběru a zpracování dat a také používat různá periferní zařízení k získání smysluplných informací o potenciálních spotřebitelích drog.
Odborníci společnosti Global Data očekávají, že objem trhů se softwarem a službami IoT ve farmaceutickém průmyslu do roku 2020 vzroste na 2,4 miliardy dolarů. Růstový trend předpokládá aktivní rozvoj velkých dat a investic do odpovídající infrastruktury.
Nejvýraznějším příkladem používání internetu věcí na Západě jsou zkušenosti Amazonu a využívání platformy AWS pro lékařské a farmaceutické účely. Cloudové pole pomáhá zjednodušit implementaci technologických inovací ve farmaceutickém průmyslu, zjednodušuje aplikaci a integraci pro potřeby farmaceutického vývoje vysoce výkonných počítačů a strojového učení. Společnost plánuje novou službu, která zjednoduší práci se systémy pro zaznamenávání klinických dat, předepisování léků a výběr léků za nejlepší cenu.
Předpokládá se, že nová služba Amazon poskytne tipy, jak lépe léčit pacienty a šetřit na drogách. Společnost plánuje zahrnout do služby uznávání lékařských záznamů a schopnost poskytovat hlasová doporučení. Společnost dokonce uvedla, že „lékařský“rukopis by nebyl problémem s uznáním.
Operace ve virtuální realitě
Zdravotnictví je jedním z nejdůležitějších a praktických odvětví pro technologie rozšířené a virtuální reality. V moderních laparoskopických operacích je obraz na endoskopu doplněn obrazem získaným během intraoperační angiografie. To umožňuje chirurgovi přesně vědět, kde je nádor uvnitř orgánu, a tak minimalizovat ztrátu zdravé tkáně z orgánu pacienta během chirurgického zákroku k odstranění nádoru.
S pomocí specializovaného softwaru mohou lékaři vyvíjet modely jednotlivých protéz na základě skenování pacientů. Vytvoření simulátorů založených na technologiích virtuální reality může výrazně zlepšit kvalitu školení lékařů, snížit náklady a snížit počet lékařských chyb.
Bionické protézy
Kybernetické ruce se již úspěšně prodávají ve Velké Británii, Francii a nyní v USA. 4. dubna 2019 oznámila společnost Open Bionics své partnerství se sítí klinik Hanger, se kterou zavedla dodávku protéz Hero Arm do Ameriky.
Robotické paže jsou vytištěny ve 3D a lze je vyrobit za 40 hodin. Myoelektrické senzory jsou zabudovány uvnitř, což umožňuje číst signály ze svalů a mozku a reagovat na ně co nejrychleji. Lidé se zdravotním postižením tak mohou znovu žít plným životem. Podle vývojářů Open Bionics jsou protézy Hero Arm neuvěřitelně přesné a intuitivní. Také mají rádi děti, protože inženýři byli inspirováni filmem „Iron Man“a hrou Deus Ex.
Protézy bionických nohou musí kromě funkce motoru zajišťovat účinnou absorpci nárazů. Kompaktní a efektivní motory a vysokokapacitní baterie pomáhají mobilním a snadným používáním těchto zařízení. Takové technologie mají pozitivní vliv na kvalitu moderních protéz, ale způsobují jejich růst cen.
Podle americké analytické společnosti Frost & Sullivan se cena moderních vylepšených protéz pohybuje od 5 000 do 50 000 USD.
Technologie 3D tisku výrazně ovlivnila dostupnost moderních protéz. To vám umožní rychle a snadno vytvořit levné, ale funkční protézy, což snižuje jejich konečné náklady pro spotřebitele a vytváří vyhlídky na rozvoj průmyslu.
S rozvojem technologie se objevil nový typ protetiky - augmentace, která zahrnuje nejen nahrazení ztraceného orgánu, ale také získání schopností, které dříve nebyly pro člověka charakteristické.