Organizarea și imprimarea țesuturilor
Biomaterialele au fost deja folosite cu succes pentru imprimarea 3D. Tehnologia de bioprinting 3D pentru fabricarea structurilor biologice, de regulă, include plasarea celulelor pe o bază biocompatibilă, folosind o metodă strat cu strat pentru generarea structurilor tridimensionale ale țesuturilor biologice.
Deoarece țesuturile din corp sunt alcătuite din diferite tipuri de celule, tehnologiile pentru fabricarea lor prin bioprinting 3D diferă în mod semnificativ și în capacitatea lor de a asigura stabilitatea și viabilitatea celulelor. Unele dintre tehnicile care se folosesc în bioprintarea 3D sunt fotolitografia, bioprintarea magnetică, stereolitografia și extrudarea directă a celulelor. Materialul celular produs pe un bioprinter este transferat într-un incubator, unde este în continuare cultivat.
Bioprintingul 3D poate fi utilizat în medicina regenerativă pentru transplantarea țesuturilor și organelor esențiale. În comparație cu imprimarea 3D din materiale anorganice, există factori complicanți în bioprintare, cum ar fi alegerea materialelor, tipurile de celule, factorii de creștere și diferențiere a acestora, precum și dificultăți tehnice asociate sensibilității celulare și formării țesuturilor.
Pentru a rezolva aceste probleme, este necesară interacțiunea tehnologiilor din domeniul ingineriei, știința biomaterialelor, biologia celulelor, fizica și medicina. Bioprinting-ul 3D este deja utilizat pentru a crește și a transplanta mai multe țesuturi, inclusiv epiteliu stratificat, os, grefe vasculare, scinduri traheale, țesut cardiac și structuri de cartilaj. Alte aplicații pentru bioprinting 3D includ modelarea farmacodinamică ridicată a țesuturilor în scopuri de cercetare, precum și dezvoltarea de medicamente și analiza toxicologică.
CRISPR
Dezvoltarea rapidă a tehnologiei de editare a genelor CRISPR îi datorează capacitatea de a trata patologiile genetice. Din păcate, în ciuda cantității imense de cercetare în acest domeniu, pentru mulți pacienți, un astfel de tratament rămâne inaccesibil: siguranța metodei lasă mult de dorit, o schimbare a materialului genetic atrage adesea consecințe nedorite.
Video promotional:
CRISPR este o nouă tehnologie de editare a genomului pentru organismele superioare bazate pe sistemul imunitar al bacteriilor. Acest sistem se bazează pe regiuni speciale de ADN bacterian, scurte repetări palindromice sau CRISPR (Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats). Între repetări identice, există fragmente de ADN care diferă unele de altele - distanțiere, multe dintre acestea corespund unor părți ale genomului virusurilor care parazitează pe o anumită bacterie. Când un virus intră într-o celulă bacteriană, acesta este detectat folosind proteine Cas specializate (secvență asociată CRISPR) asociate cu ARN CRISPR.
Dacă un fragment de virus este „scris” într-un distanțier ARN CRISPR, proteinele Cas taie ADN-ul viral și îl distrug, protejând celula de infecție. La începutul anului 2013, mai multe grupuri de oameni de știință au arătat că sistemele CRISPR / Cas pot funcționa nu numai în celulele bacteriene, ci și în celulele organismelor superioare, ceea ce înseamnă că sistemele CRISPR / Cas fac posibilă corectarea secvențelor de gene incorecte și astfel tratarea bolilor ereditare uman.
Utilizarea activă a datelor mari și a IoT
În Occident, această tendință a fost evidențiată încă din 2015-2016, când cele mai mari companii farmaceutice au început să utilizeze serviciile centrelor de date pentru colectarea și procesarea datelor, precum și utilizarea diferitelor dispozitive periferice pentru a obține informații semnificative despre potențialii consumatori de droguri.
Experții Global Data se așteaptă ca volumul piețelor de produse software și IoT din industria farmaceutică să crească până la 2,4 miliarde de dolari până în 2020. Tendința de creștere presupune dezvoltarea activă a datelor mari și a investițiilor în infrastructura corespunzătoare.
Cel mai izbitor exemplu de utilizare a IoT în Occident este experiența Amazon și utilizarea platformei AWS în scopuri medicale și farmaceutice. Gama de cloud ajută la simplificarea implementării inovațiilor tehnologice în industria farmaceutică, simplifică aplicarea și integrarea pentru nevoile dezvoltării farmaceutice de calcul performant și de învățare automată. Compania planifică un nou serviciu care va simplifica activitatea cu sisteme clinice de înregistrare a datelor, prescrierea medicamentelor, precum și alegerea medicamentelor la cel mai bun cost.
Se presupune că noul serviciu Amazon va oferi sfaturi despre cum să tratați mai bine pacienții și să economisiți de droguri. Compania intenționează să includă în serviciul recunoașterea registrelor medicale și posibilitatea de a oferi recomandări vocale. Compania a spus chiar că scrierea de mână „medicală” nu ar fi o problemă pentru recunoaștere.
Operațiuni în realitate virtuală
Asistența medicală este una dintre cele mai importante și practice industrii pentru tehnologiile cu realitate augmentată și virtuală. În operațiile laparoscopice moderne, imaginea de pe endoscop este completată de imaginea obținută în timpul angiografiei intraoperatorii. Acest lucru permite chirurgului să știe exact unde se află tumora în interiorul organului și, astfel, să minimizeze pierderea țesutului sănătos din organul pacientului în timpul intervenției chirurgicale pentru a îndepărta tumora.
Cu ajutorul unui software specializat, medicii pot dezvolta modele de proteze individuale bazate pe scanări ale pacienților. Crearea de simulatoare bazate pe tehnologii de realitate virtuală poate îmbunătăți semnificativ calitatea instruirii pentru medici, reduce costurile și reduce numărul de erori medicale.
Proteze bionice
Mâinile cibernetice sunt deja comercializate cu succes în Marea Britanie, Franța și acum în SUA. Pe 4 aprilie 2019, Open Bionics și-a anunțat parteneriatul cu rețeaua de clinici Hanger, cu care a stabilit livrarea protezelor Hero Arm în America.
Brațele robotizate sunt imprimate 3D și pot fi realizate în 40 de ore. Senzorii mioelectrici sunt încorporați în interior, permițând citirea semnalelor din mușchi și creier, reacționând la ei cât mai repede. Astfel, persoanele cu dizabilități pot trăi din nou viață deplină. Potrivit dezvoltatorilor Open Bionics, protezele Hero Arm sunt incredibil de precise și intuitive. Le place și copiii, pentru că inginerii s-au inspirat din filmul „Iron Man” și jocul Deus Ex.
Protezele bionice ale picioarelor, pe lângă funcția motorie, trebuie să asigure absorbția eficientă a șocurilor. Motoare compacte și eficiente și baterii de mare capacitate ajută la utilizarea acestor dispozitive mobile și ușor de utilizat. Astfel de tehnologii au un efect pozitiv asupra calității protezelor moderne, dar provoacă creșterea prețurilor.
Potrivit companiei americane de analiză Frost & Sullivan, prețul protezelor moderne îmbunătățite variază între 5.000 și 50.000 dolari.
Tehnologia de imprimare 3D a influențat foarte mult disponibilitatea protezelor moderne. Vă permite să creați rapid și ușor proteze ieftine, dar funcționale, ceea ce reduce costul final al consumatorului și creează perspective pentru dezvoltarea industriei.
Odată cu dezvoltarea tehnologiei, a apărut un nou tip de protetică - augmentarea, care presupune nu doar înlocuirea unui organ pierdut, ci și dobândirea de abilități care anterior nu erau caracteristice oamenilor.
