Новости медицины и здравоохранения!

Каждая микроигольчатая структура в новом чипе служит контактной площадкой для подключения одной живой клетки и содержит электрод, который может с высокой точностью записывать и контролировать в реальном времени электрическую активность каждой отдельной генерирующей клетки в сети. Примерами таких электрогенных клеток могут служить кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы) и нейроны (клетки мозга). Такие клетки связываются между собой с помощью электрических сигналов. Исследование электрической активности такого рода клеток позволяет существенно углубить представление человека о процессах внутри сетей этих клеток. Кроме того, новый чип открывает дорогу к нахождению первопричин таких заболеваний, как болезни Паркинсона и Альцгеймера. Также с помощью нового чипа можно измерить воздействие лекарств на сердечную мышцу при борьбе с сердечными приступами.

Электроды микроигольчатого чипа уменьшены до размеров отдельной клетки. Каждая микроскопическая иголочка сделана из металлического стержня, покрытого слоем оксида. На конце каждой такой иголочки создается проводящий наконечник из золота или нитрида титана. При наложении клеток на поверхность чипа клеточная мембрана плотно присасывается к игольчатой структуре, обеспечивая надежный контакт с электродом. Такой электрический контакт обеспечивает превосходное соотношение «сигнал-шум» - теперь исследователи могут точно измерять исходящие электрические сигналы и стимулировать клетку с сигналами заданной мощности.

Несмотря на свои микроскопические размеры, микроигольчатый чип, созданный учеными IMEC, может стать громадным прорывом в исследовании строения мозга и сердечной мышцы – исследователи теперь смогут изучать электрическую активность каждой отдельной клетки и их работу в сети.

Технологию применения магнитно-резонансной эластографии для диагностики рака разработали исследователи из клиники Mayo Clinic в г. Рочестер (Rochester, штат Миннесота, США). Фактически, это технология представляет собой виртуальную пальпацию (прощупывание) тканей. Пальпация издавна используется для диагностики различных заболеваний, однако пригодна не для всех органов и тканей, а только для тех, что не закрыты костями или другими органами. При невозможности пальпации медики прибегают к биопсии, иначе говоря, берут образец ткани на анализ. Этот метод позволяет точно определить злокачественный характер новообразований, но причиняют серьезные страдания пациентам, особенно, когда дело касается внутренних органов.

Для диагностики с помощью магнитно-резонансной эластографии исследователи из Mayo Clinic подавали низкочастотные звуковые импульсы в ткани пациента на последних 15 секундах стандартного обследования на магнитно-резонансном сканере. В результате анализа полученных изображений ученым удалось найти способ для измерения эластичности тех или иных тканей. Повышенная жесткость тканей практически в 100% случаев свидетельствует о наличии злокачественных изменений.

Недавно технология MRE получила одобрениe Федерального управления США по лекарственным средствам (Federal Drug Administration) и лицензирована компаниeй GE Healthcare. Компания GE Healthcare, как подразделение GE, собирается наладить серийный выпуск комплексов для проведения MRE-исследований под маркой MR-Touch, о чем сообщила на недавней конференции Радиологического общества Северной Америки в Чикаго.

Профессор Ричард Эхман (Richard L. Ehman), который руководил разработкой технологии MRE в Mayo Clinic, рассказал, что технология использовалась главным образом для диагностики рака печени. Своевременная диагностика рака печени позволяет оперативно выявить и упредить развитие фиброза (появление рубцов) и, как следствие, цирроза печени, необратимого изменения тканей, после которого сохранить жизнь пациенту может только трансплантация донорского органа.

Поскольку технология MRE обеспечивает исчерпывающее визуальное представление печени по сравнению с мелкими отдельными пробами на биопсию, лечащие врачи могут лучше отслеживать прогрессирование болезни и назначать более обоснованное превентивное лечение. При этом неразрушающий характер исследования в любом случае обеспечит пациенту больший комфорт и меньший риск по сравнению с традиционной биопсией.

В перспективе данная технология виртуальной пальпации может открыть путь к обнаружению рака печени на самых ранних стадиях, не говоря уже о мониторинге сердца и мозга, органов – которые требуют самого серьезного хирургического вмешательства.

«Большинство выпускаемых искусственных гортаней не могут похвастаться высоким качеством передачи голоса. Как правило, владельцы таких устройств разговаривают скрипучими механическими голосами, - объясняет доктор Меган Расселл (Megan Russell), возглавляющая работу над проектом. – Мы предлагаем более совершенное решение».

В основе новой системы лежит инструмент для измерения неба под названием палатометр. Ближайшим аналогом этого компактного девайса является ортодонтическая пластинка, используемая врачами-логопедами для исправления дефектов речи. Ученые воспользовались серийным палатометром производства американской компании CompleteSpeech, который отслеживает соприкосновения языка с небом с помощью 118 встроенных тактильных датчиков.

За обработку полученных данных и синтезирование голоса отвечает специальное программное обеспечение, созданное доктором Расселл и ее коллегами из University of the Witwatersrand. Для того чтобы воспользоваться предлагаемым оборудованием, достаточно разместить палатометр во рту и попытаться произнести нужное слово. Система самостоятельно распознает слово и воспроизведет его через компактный синтезатор, носимый в нагрудном кармане.

Уникальная разработка южноафриканских ученых демонстрирует способности к самообучению. Для пополнения словарного запаса системы пользователю достаточно поместить палатометр в рот и несколько раз произнести нужное слово. Характерные движения языка преобразуются в пространственно-временную диаграмму и сохраняются в базе данных. В следующий раз, когда устройство обнаружит идентичную конфигурацию контактов, нужное слово будет быстро извлечено из хранилища. К текущему моменту разработчики научили устройство успешно распознавать до полусотни распространенных слов на английском языке

Разработка будет впервые продемонстрирована на международной конференции International Conference on Biomedical and Pharmaceutical Engineering, проходящей в эти дни в Сингапуре.

Наиболее известной разработкой той же самой группы изобретателей является i-Limb Hand – электромеханическая конечность с пятью функционирующими по отдельности пальцами, выпущенная в 2006 году. Новое решение, получившее название ProDigits предназначена для тех пациентов, у которых отсутствует не вся кисть, а лишь несколько пальцев.

Металлические пальцы, покрытые искусственной кожей из эластичного силикона, приводятся в движение миниатюрными моторами. В устройствах ProDigits могут использоваться системы управления двух типов. Одна из доступных систем регистрирует сигнал, поступающий с мышц кисти или уцелевших пальцев, с помощью миоэлектрических датчиков. Второй механизм предполагает использование специальной сенсорной панели и позволяет пациенту применять различные способы захвата и регулировать силу сжатия.

Искусственные пальцы изготавливаются специалистами медицинских учреждений по индивидуальным заказам. Одним из первых испытателей системы стала Мария Антония Иглесиас (Maria Antonia Iglesias) пианистка из испанской провинции Каталония. Несколько лет назад 42-летняя женщина перенесла тяжелую болезнь и врачи были вынуждены ампутировать ей несколько пальцев на правой руке, чтобы избежать заражения. Женщина утверждает, что благодаря современному протезу сегодня она способна самостоятельно удерживать в руке стакан, пользоваться столовыми приборами и даже писать.

В настоящее время Touch Bionics заключает соглашения о сотрудничестве с крупнейшими медицинскими учреждениями Северной Америки и Европы. В обозримом будущем оборудование ProDigits, сконструированное в лаборатории Centre of Excellence в шотландском городе Ливингстон (Livingston), можно будет приобрести в сорока странах мира.

Идея устройства, имплантированного Эрику Рэмси, принадлежит Филиппу Кеннеди (Philip Kennedy), основателю компании Neural Signals. Предлагаемая система состоит из нескольких электродов, вживляемых в кору головного мозга пациента. Электроды подключены к миниатюрному радиопередатчику, скрытому под кожей черепа и передающему данные на установленный неподалеку компьютер.

С помощью специального программного обеспечения компьютер декодирует полученный сигнал, анализирует содержащиеся в нем команды на движение губ и челюстей и воспроизводит соответствующий звук. «Наша система обеспечивает вывод звука примерно за 50 миллисекунд. Примерно с такой же скоростью работает речевой аппарат у здоровых людей», - с гордостью утверждает Фрэнк Гюнтер (Frank Guenther), один из членов исследовательской группы. Для сравнения, аналогичные системы, использующие не внутричерепные электроды, а установленные на скальпе внешние датчики, генерируют одно слово в минуту. Кроме того, беспроводной интерфейс между вживленными в мозг электродами и компьютером значительно снижает риск сепсиса.

Три электрода, вживленные в мозг пациента, позволяют системе распознавать и воспроизводить лишь гласные звуки. Однако в дальнейшем ученые планируют увеличить количество электродов до 32. Такой подход усложнит систему, однако позволит пациенту произносить согласные звуки и складывать буквы в слоги.

В настоящий момент компьютер, преобразующий мысли Эрика Рэмси в устную речь, установлен в лаборатории. Исследователи обещают, что после небольшой доработки уникальная система сможет передавать сигнал на обычный ноутбук.

По легенде, знаменитый композитор Бетховен преодолевал свою глухоту с помощью специальной палочки, один конец которой он упирал в рояль, а другую – в зубы. Вибрации рояля, таким образом, напрямую передавались по костям черепа в уцелевшие органы слуха. Американские ученые предложили менее громоздкую и более эффективную систему, основанную на том же принципе передачи звука в форме вибраций.

От односторонней глухоты только в США страдает более 9 миллионов человек. Это распространенное заболевание существенно снижает качество жизни пациентов – они не могут точно определить направление на источник звука, поэтому даже простой переход через перекресток может стать для них смертельно опасным. Обеспечивая передачу звука с больного уха на здоровое, аппарат создает в мозгу полноценный стереоэффект, так что пациент может корректно определить, откуда идет внешний звук.

Следует отметить, что уже сейчас существуют слуховые аппараты, использующие похожий механизм, однако они требуют либо установки титанового стержня в челюсти (кость приходится сверлить), либо использования громоздких наушников. Кроме того, новый аппарат существенно отличается от традиционных моделей, которые просто усиливают звук, передаваемый по воздуху. Изобретение компании Sonitus уже признано одной из самых заметных медицинских инноваций 2010 года.

Сейчас компания Sonitus проводит тестирование своего аппарата на людях, страдающих односторонней глухотой. Официальные результаты исследований показали, что устройство не причиняет пациентам неудобств, не разрушает зубы и помогает распознавать речь в зашумленных помещениях (журнал Otology and Neurotology). Разработчики планируют провести дополнительные испытания на пациентах с другими формами глухоты, если у них осталась хотя бы одна здоровая слуховая улитка.

Окончательное одобрение национального управления США по контролю за продуктами и лекарствами (US Food and Drug Administration) новый аппарат должен получить в самом начале следующего года. Если все пойдет по плану, аппарат будет запущен в серийное производство и подарит полноценный слух миллионам людей в США и других странах.

Еще недавно сборка человеческого органа из отдельных клеток была лишь фантастикой – подобный эпизод можно было видеть в фильме «Пятый элемент», где автомат собрал тело героини по нескольким уцелевшим цепочкам ДНК. Тем не менее, компания Invetech, которая занимается конструированием и мелкосерийным производством изделий по контракту (офисы расположены Австралии и США), уже построила первые действующие образцы нового биопринтера, который может собирать нужные участки тканей - слой за слоем – из стволовых клеток. Заказ на производство биопринтеров разместила как раз компания Organovo – обладатель лицензии на уникальную технологию послойной сборки тканей из живых клеток.

Технологию, которая легла в основу биопринтера, компания Organovo лицензировала у университета штата Миссури (США). Профессор этого университета Габор Форгакс (Gabor Forgacs) приложил немало усилий по созданию этой технологии, изучая развитие куриных эмбрионов, а сейчас стал сооснователем компании Organovo. На основе своих исследований Форгакс разработал фантастические технологии по сборке тканей – в перспективе биопринтер сможет создавать отдельные слои из клеток печени, почек и кожи. В какой-то момент, вероятно, медики смогут воссоздавать целые фрагменты тела, если у них будет достаточно стволовых клеток.

Стволовые клетки для исследовательских целей поставляют такие компании, как Life Technologies и Invitrogen. При лечении используются клетки самого пациента – их берут из костного мозга, либо из жировых тканей. Поскольку клетки берутся у самого пациента, исчезает риск отторжения будущих искусственных органов. В сборке используются взрослые стволовые клетки, а не эмбриональные, которые могут конфликтовать со зрелым организмом. Модель будущего органа строится на основе здорового живого органа. Сборка участка артерии для коронарного шунтирования занимает примерно 1 час, а затем клетки «сплавляются» друг с другом в течение 24-48 часов, пока объект закрепляет окончательную форму. Само собой, принтер размещен внутри специального бокса, обеспечивающего полную стерильность.

В создаваемой артерии используется три группы клеток – эндотелиальные внутри сосуда, гладкие мышечные клетки посередине, а наружную стенку образуют фибробласты, схожие по строению с клетками кожи. Итоговым результатом работы биопринтера являются фрагменты артерии длиной 5-20 см и внутренним диаметром 0,5-5 мм. Артерии большего диаметра можно создавать с помощью синтетических материалов – тефлона или дакрона. На данный момент артерии меньших диаметров являются исключительной прерогативой медицинских биопринтеров – узкие артерии из синтетических материалов быстро теряют пропускную способность и перекрывают ток крови.

Следует заметить, что компания Organovo не стала первопроходцем в изготовлении человеческих органов – исследователи из клиники при Токийском университете вместе с компанией Next 21 уже используют 3D-принтеры для создания искусственных костей в пластической хирургии.

Исследователи обнаружили, что ген p21 может блокировать возможности организма, которые сохранились у некоторых существ, включая амфибий, но утрачены в процессе эволюции всеми остальными животными. Речь идет о репаративной регенерации, происходящей после повреждения или утраты какой-либо части тела. Если отключить этот ген, человек может обрести способность подобной регенерации.

Эксперименты на мышах показали, что организм грызунов с отсутствующим геном p21 может регенерировать утраченные или поврежденные ткани. В отличие от обычных млекопитающих, у которых раны заживляются путем образования шрамов, у генетически модифицированных мышей с поврежденными ушами на месте раны формируется бластема — структура, связанная с быстрым ростом клеток. В ходе регенерации из бластемы образуются ткани восстанавливающегося органа.

По словам ученых, при отсутствии гена p21 клетки грызунов ведут себя как регенерирующие эмбриональные стволовые клетки, а не как зрелые клетки млекопитающих. То есть они скорее выращивают новую ткань, чем восстанавливают поврежденную.

Теоретически отключение гена p21 может запускать аналогичный процесс и в человеческом организме.

Подготовлено по материалам Daily Telegraph.

Ученые надеются, что в будущем можно будет использовать стволовые клетки, взятые у самого пациента, для «починки» его больного органа и тем самым избежать пересадки органов от постороннего донора. Такая терапия позволит также избежать реакции отторжения чужеродных тканей. Из-за нее при пересадке органа пациент сейчас вынужден постоянно принимать препараты, подавляющие его иммунную систему.

Два года назад в Испании женщине, страдающей туберкулезом, была проведена первая в истории операция по пересадке участка дыхательного горла, искусственно выращенного при помощи стволовых клеток. У мертвого донора была взята часть трахеи, от которой был оставлен только «каркас», состоящий из коллагена — соединительной ткани, остальные клетки были полностью удалены. На «каркас» были пересажены стволовые клетки, взятые из костного мозга самой женщины.

Операция по полной пересадки трахеи британскому мальчику была проведена по той же технологии. Разница заключалась в том, что «кракас» был пересажен сразу после вживления на него стволовых клеток. Таким образом, новый орган должен сформироваться уже внутри организма пациента.

Подготовкой органов для пересадки и в Испании, и в Британии, руководил профессор Паоло Маккьярини из университетской клиники «Кареджи» (Флоренция). Он считает, что новая технология делает регенерацию тканей простой и доступной каждому, сообщает ИТАР-ТАСС

_http://news.mail.ru/society/3539661/

Ключевым компонентом трости является встроенный в рукоятку ультразвуковой датчик. Именно он отвечает за сканирование пространства на уровне талии пользователя и заблаговременно обнаруживает потенциальные препятствия на пути. Угол обзора датчика составляет примерно 25 градусов в горизонтальной плоскости и 50 градусов в вертикальной плоскости. Прибор обладает достаточной чувствительностью для безошибочного обнаружения объектов, ширина которых не превышает трех сантиметров, на расстоянии до двух метров. Если слепой человек подошел к препятствию слишком близко, iSonic предупредит его об опасности легкой вибрацией. Интенсивность вибрации усиливается по мере приближения к объекту. Особый интерес вызывает датчик для определения цвета объекта, способный различать до 10 оттенков различной яркости и передавать эту информацию пользователю в виде голосового уведомления.

Около полугода назад разработчик сообщил об успешном завершении полевых испытаний, в которых приняли участие 15 добровольцев. К сожалению, о сроках поступления устройства iSonic в широкую продажу до сих пор ничего не известно.

Система SIMsystem (Smart Incontinence Management) состоит из нескольких компонентов. Первый компонент – SIMpad – представляет собой специальную сенсорную полоску, которая располагается непосредственно в нижнем белье и реагирует на влажность. Информация с датчика поступает на базовую станцию SIM box по беспроводным каналам связи (разработчики воспользовались технологией ZigBee), обрабатывается подключенным к системе компьютером и передается на мобильный телефон в виде обычного текстового сообщения или через встроенную систему пейджинговой связи.

Полезное устройство впервые появилось на австралийском рынке в августе прошлого года. К настоящему времени преимущества системы SIMsystem успели оценить сотрудники целого ряда клиник и социальных учреждений, расположенных на территории крупнейшего австралийского штата - Нового Южного Уэльса (New South Wales).

Электронная таблетка, снабженная антенной и крошечным микрочипом, зафиксирует время приема лекарства и сообщит об этом лечащему врачу. Если информация не поступила в нужное время, медики смогут отправить пациенту уведомление или своевременно принять другие меры.

Предлагаемое решение состоит из двух частей. Первый компонент представляет собой капсулу белого цвета, которая отличается от стандартных пилюль лишь небольшим ярлычком с тончайшими линиями, формирующими микро-антенну. Для нанесения этих линий используются нетоксичные чернила из проводящих электричество серебряных наночастиц.

Попадая в желудок пациента, «умная» таблетка по беспроводным каналам связывается со вторым компонентом - небольшим электронным устройством, совмещающим функции приемника и передатчика. На данный момент этот компонент существует в виде отдельного аппаратного модуля, однако конструкторы полагают, что в дальнейшем его можно будет встраивать в наручные часы или мобильные телефоны. Прибор регистрирует принятый сигнал и отправляет информацию на мобильник или ноутбук, откуда сведения о приеме лекарства передаются врачу или членам семьи.

Стоит отдельно отметить, что пилюля не нуждается в отдельной батарейке. Электроэнергия, необходимая для работы антенны и чипа, поступает по воздуху с автономного модуля. Вскоре после отправки сигнала электронные компоненты растворяются в желудочном соке и покидают организм через желудочно-кишечный тракт.

Ученые провели тестирование системы на компьютерной модели, а также смоделировали растворение антенны в желудочном соке. Ризван Баширулла (Rizwan Bashirullah), профессор электротехники и вычислительной техники сообщает, что содержание серебра в организме после приема «умной» таблетки, не выходит за рамки ежедневной нормы, получаемой с водопроводной водой.

Существующая на данный момент версия системы является действующим прототипом. Однако ученые уже работают над усовершенствованной моделью, которая будет отправлена на сертификацию в Управление по контролю за продуктами и лекарствами и, возможно, поступит в продажу уже через пару лет.

Любопытно, что первая демонстрация бионического глаза состоялась всего через несколько месяцев после того, как компания BVA получила финансирование для своих исследований от правительства Австралии в размере 42 млн. долларов. Новый прибор состоит из видеокамеры, вмонтированной в очки для захвата изображения, беспроводного процессора для преобразования изображений и передачи их в имплант, а также специальной микросхемы, которая соединяется с сетчаткой глаза через 98 контактов. При получении сигнала от процессора эта микросхема раздражает зрительный нерв, который и передает импульсы от сетчатки в зрительный центр мозга. Конструкция бионического глаза основана на более ранних работах по реализации широкоугольного зрения с помощью искусственной стимуляции зрительного нерва.

Рассказывая о достижениях австралийских исследователей, нельзя не упомянуть об успешных испытаниях похожих устройств в Германии. Немецкая компания Retinal Implant недавно провела успешные испытания своих бионических устройств на людях. Как бы то ни было, компания BVA рассчитывает установить первые образцы своего прибора живым пациентам в начале 2011 года. Нынешняя модель прототипа позволяет лишь различать свет и темноту, а вторая версия прототипа, которая должна быть представлена в самом ближайшем будущем, будет иметь более высокое разрешение. Теоретически, пациенты с имплантированным бионическим глазом BVA должны суметь читать крупные плакаты и узнавать лица. Импланты повышенного разрешения планируется запустить в серию в течение ближайших четырех лет.

Само собой, создание биологических тканей с помощью струйной печати является гораздо более сложным процессом, чем просто цветная печать на бумаге. Тем не менее, развитые технологии уже позволяют с высочайшей степенью точности помещать клетки кожи из раствора на подложке. Для выбрасывания клеток из сопла, как и в обычных принтерах, используются высокоточные пьезоэлементы. Уже сейчас подобные технологии приспособили для разбрызгивания капель биологических реагентов, жидкого металла и оптических полимеров. Современные печатающие головки выбрасывают отдельные капельки жидкого агента до 4 тысяч раз в секунду.

«Тонером» в новом биопринтере служит набор растворов с различными видами клеток, в том числе фибробластов и кератиноцитов. Специальный лазер сканирует рану, а затем печатающая головка создает трехмерную структуру, размещая клетки в нужно порядке. Сейчас эксперименты по выращиванию недостающих тканей в ране проводятся на мышах, но уже в ближайшее время ученые планируют перенести исследования на свиней, чья кожа гораздо ближе к человеческой по строению и свойствам. Чтобы испробовать свою разработку на людях, ученым придется сначала получить одобрение от управления по продуктам и лекарствами. В то же время новой технологией уже заинтересовался Институт регенеративной медицины вооруженных сил США.

Испытания «биопринтера» на мышах показали, что восстановление ран идет в два раза быстрее, чем при традиционных методах. Еще одно преимущество – стволовые клетки, смешанные с раствором, помогают вновь созданной клеточной структуре полностью смешаться с клетками тканей, окружающих рану. Новый «биопринтер» должен спасти немало жизней – быстрое заживление ран во многих случаях избавляет раненых и обожженных пациентов от инфекции. Кроме того, «биопринтер» не оставляет шрамов, в отличие от обычной пересадки кожи.

(спектроскопия в ближней инфракрасной области), разработанную исследователями Hitachi в 1995 году. Лучи лазера проходят через кости черепа, после чего рассеиваются и отражаются от поверхности головного мозга. Измеряя показатели рассеивания и отражения, устройство оценивает перепады давления в кровеносных сосудах.

Подразделение Hitachi Medical Corp уже достаточно давно занимается поставками медицинского NIRS-оборудования, однако большинство доступных на рынке продуктов представляют собой громоздкие стационарные приборы. На этот раз изобретатели готовы предложить более компактное решение, которое сочетает в себе два полупроводниковых лазера с разной длиной волны (705 и 830 нанометров), работающих в диапазоне между красным и инфракрасным светом. Прибор укомплектован восемью источниками излучения, таким же количеством светоприемников и 22 сигнальными каналами.

Компактный энцефалометр состоит из головной гарнитуры, аппаратного блока, предназначенного для регистрации показаний, и еще одного компонента, демонстрирующего результаты мониторинга в режиме реального времени. Встроенная батарея обеспечивает непрерывную работу устройства в течение двух часов. Вес гарнитуры и блока управления, соединенных между собой сигнальным кабелем, составляет 700 граммов и 650 граммов соответственно.

Несмотря на отсутствие сведений о производителе, предполагаемая розничная цена «девайса» уже известна. Она составит 10 миллионов японских иен (приблизительно 107’147 долларов)