Лучшие медицинские технологии 2020 года от портала Medgadget.com. Часть 2
Мы продолжаем публиковать обзор лучших технологий, информация о которых была размещена на портале Medgadget.com. В первой части нашего обзора мы в основном говорили об устройствах и системах, появление которых на рынках инициировала пандемия. Учитывая, что сектор рынка, на котором работают разработчики новых цифровых технологий для здравоохранения, в этот тяжелый для всей экономики период продолжали интенсивно работать, в 2020 году появилось много новых интересных устройств, о которых мы в этой части нашего обзора и расскажем.
Контактные линзы, как правило, рассматриваются как довольно простые устройства, которые предназначены для исправления таких обычных заболеваний глаз, как близорукость. В этом году появилось несколько разработок, которые сделали контактные линзы намного более функциональными. Несколько европейских организаций объединились и создали искусственную радужную оболочку внутри контактной линзы, которая может быть использована для коррекции ряда нарушений зрения. Устройство может быстро регулировать размер зрачка для достижения правильного зрительного фокуса и глубины резкости. Он работает, имея внутри контактной линзы жидкокристаллический дисплей (LCD), состоящий из концентрических кругов, каждый из которых может быть прозрачным или непрозрачным для достижения желаемого размера зрачка.
Ученые Тель-Авивского университета в Израиле создали контактные линзы с цветокоррекцией, которые помогают преодолеть цветовую слепоту. Изогнутые линзы покрыты тонкими пленочными мета-поверхностями, которые могут манипулировать светом необычными способами, в том числе и таким, который определяет, как воспринимается цвет.
В Университете науки и технологии г. Поханг в Корее была разработана "умная" контактная линза, которая может одновременно измерять уровень сахара в слезной жидкости и доставлять лекарства. Исследователи считают, что из такой контактной линзы можно создать нечто похожее на искусственную поджелудочную железу, которая будет доставлять инсулин, когда уровень глюкозы достигнет определенной концентрации. Свидетельствуя о возможностях современных ученых, эта новая контактная линза содержит в себе сенсор уровня сахара, резервуар для доставки лекарств, катушку приемника беспроводной энергии, интегральный микросхему и систему радиочастотной связи.
Электроэнцефалография (ЭЭГ) используется для изучения активности мозга, но электроды, которые обычно используются для записи мозговых волн и устанавливаются на коже головы, делают нецелесообразным использование ЭЭГ в течение длительного периода времени. Обычно они жесткие, требуют использования геля и накладываются с помощью специальной плотной "шапочки".
Ученые Грацкого технологического университета в Австрии разработали ультратонкие электроды, которые могут быть изготовлены с использованием струйных принтеров и их можно без особых проблем носить на голове в течение длительного периода времени. Они выглядят как татуировки, так как изготавливаются путем нанесения проводящего полимера на татуировочную бумагу. Новые электроды так же эффективны при сборе сигнала, как и обычные. Кроме того, новые электроды можно безопасно использовать одновременно с магнитоэнцефалографией (МЭГ), что является большим достижением, поскольку до сих пор вместе с МЭГ можно было применять только влажные ЭЭГ-электроды непродолжительного действия.
Появление ушной серы может стать серьезным неудобством, вызывающим потерю слуха, дискомфорт и даже головокружение. Американская фирма SafKan Health недавно получила разрешение FDA на внедрение устройства автоматической очистки ушей OtoSet.
Оно похоже на пару наушников, но с наконечниками для орошения и всасывания изнутри "ненужного содержимого". "Наушники" распыляют воду на стенки ушного канала, а не непосредственно на барабанную перепонку уха, и в то же время высасывают остатки. Остатки собираются во встроенную емкость, которая является одноразовой и заменяется вместе с распылительными наконечниками после использования устройства каждым пациентом. Каждая процедура занимает менее пяти минут, и в клинических исследованиях OtoSet справлялся даже с сильным накоплением ушной серы.
Сейчас компания SafKan Health разрабатывает потребительскую версию OtoSet, которая может быть использована в домашних условиях для предотвращения чрезмерного накопления ушной серы.
Ряд заболеваний вызывает хроническую неспособность полностью опорожнить мочевой пузырь. Американские ученые из Государственного университета Пенсильвании разработали имплантируемое устройство, которое может определить, заполнен ли мочевой пузырь, и помочь опорожнить его по требованию. Очень похожее устройство, которое выполняет ту же задачу, было также разработано в Национальном университете Сингапура. Эти новые устройства способны мягко сжимать мочевой пузырь, чтобы помочь его опорожнению.
Другое аналогичное по конструкции устройство, но для руки и для совершенно другой цели, было создано исследователями из Векснерского медицинского центра при университете штата Огайо (США). Оно позволило человеку с сильной травмой спинного мозга пошевелить парализованной рукой, а также почувствовать, к чему он прикасается. Человеку, участвовавшему в испытаниях этой технологии, несколько лет назад в моторную кору головного мозга был имплантирован чип типа "интерфейс мозг-компьютер", и было высказано предположение, что его травма была слишком тяжелой, чтобы когда-либо быть в состоянии реанимировать нервные сигналы, связанные с прикосновением. Оказалось, что был обнаружен очень слабый сигнал, который действительно достигает мозга по неожиданным путям, и который они могут обнаружить с помощью интерфейса "мозг-компьютер". В свою очередь, сигнал транслируется и направляется на тактильное устройство, которое создает вибрацию, вызывающую ощущение прикосновения.
Существующие роботизированные протезы рук должны полагаться на слабые электрические нервные сигналы, чтобы знать, когда активировать их двигатели. Это происходит потому, что электроды обычно располагаются на коже над участком, где нерв заканчивается, а кожа не очень хорошо передает электрические сигналы. Имплантируемые электроды, которые соприкасаются с нервами, как правило, образуют рубцовую ткань, которая в конечном итоге нарушает точность сигнала, а интерфейсы типа "мозг-компьютер" просто слишком инвазивны для большинства применений. Чтобы преодолеть это, исследователи Мичиганского университета (США) научились манипулировать нервными окончаниями, "разбивая" пучки нервов на более мелкие волокна, а затем имплантируя мышечные трансплантаты на концах нервов, чтобы они служили усилителями сигнала. При использовании обычных электродов, размещенных над этими мышечными трансплантатами, сигнал настолько сильный, что позволяет пользователям интуитивно управлять протезами с первого раза и с впечатляющей точностью.
Американские ученые из Питсбургского университета смогли превратить стимуляторы спинного мозга в гаджеты, которые дают людям, использующим протезы конечностей, ощущение прикосновения. Обычно используемые для лечения хронической боли, стимуляторы способны генерировать тактильные ощущения при отсутствии конечностей у людей, оснащенных этими устройствами. Особенно важно то, что стимуляторы имплантируются так же, как если бы их использовали для лечения боли, поэтому подобные процедуры уже отработаны.
Наконец, ученые из Стэнфордского университета (США) разработали наночастицу, несущую лекарства, которая может искать атеросклеротические бляшки и стимулировать лейкоциты, чтобы очистить клеточный мусор внутри сосудов. Этот процесс может уменьшить количество бляшек, одновременно снижая вероятность их дестабилизации и отрыва, что вызывает инсульты и другие повреждения. Наночастица, имеющая форму трубки, нацелена на моноциты и макрофаги, клетки иммунной системы и использует специализированный препарат для мотивации этих клеток к захвату и перевариванию мертвых и умирающих клеток. Поскольку наночастицы притягиваются к атеросклеротическим бляшкам, все это происходит именно там, где активность наиболее благоприятна.
В заключение следует отметить, что 2020 год наверняка запомнится человечеству, столкнувшегося с пандемией. Он также будет выделяться как время, когда люди объединили свои усилия для инноваций, адаптации и улучшения окружающего их мира.
