Organ och vävnader
Biomaterial har redan använts ganska framgångsrikt för 3D-utskrift. 3D-biotrycksteknologi för tillverkning av biologiska strukturer inkluderar som regel placering av celler på biokompatibel basis, med användning av en skikt-för-skikt-metod för att generera tredimensionella strukturer av biologiska vävnader.
Eftersom vävnader i kroppen består av olika typer av celler, skiljer sig teknologierna för deras tillverkning genom 3D-biotryck också avsevärt i deras förmåga att säkerställa cellers stabilitet och livskraft. Några av de tekniker som används i 3D-bioprinting är fotolitografi, magnetisk bioprinting, stereolitografi och direktcellsträngsprutning. Cellmaterialet som produceras på en bioprinter överförs till en inkubator, där det odlas ytterligare.
3D-bioavtryck kan användas i regenerativ medicin för att transplantera väsentliga vävnader och organ. Jämfört med 3D-utskrift från oorganiska material finns det komplicerade faktorer i biotryck, såsom val av material, celltyper, deras tillväxt och differentieringsfaktorer, såväl som tekniska svårigheter förknippade med cellkänslighet och vävnadsbildning.
För att lösa dessa problem är interaktion mellan teknik från teknikområdet, biomaterialvetenskap, cellbiologi, fysik och medicin nödvändig. 3D-bioavtryck används redan för att odla och transplantera flera vävnader, inklusive stratifierat epitel, ben, kärltransplantat, luftrör, hjärtvävnad och broskstrukturer. Andra applikationer för 3D-biotryck inkluderar hög farmakodynamisk vävnadsmodellering för forskningsändamål samt läkemedelsutveckling och toxikologisk analys.
CRISPR
Den snabba utvecklingen av CRISPR-genredigerande teknik har sin förmåga att behandla genetiska patologier. Tyvärr, trots den enorma mängden forskningsarbete inom detta område, för många patienter förblir sådan behandling otillgänglig: metodens säkerhet lämnar mycket att önska, en förändring av det genetiska materialet innebär ofta oönskade konsekvenser.
Kampanjvideo:
CRISPR är en ny redigeringsteknologi för genomer för högre organismer baserat på bakteriens immunsystem. Detta system är baserat på speciella regioner av bakteriell DNA, korta palindromiska klusterupprepningar eller CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Mellan identiska upprepningar finns det DNA-fragment som skiljer sig från varandra - avståndsdelar, av vilka många motsvarar delar av genomerna av virus som parasiterar på en given bakterie. När ett virus kommer in i en bakteriecell detekteras det med specialiserade Cas-proteiner (CRISPR-associerad sekvens) associerade med CRISPR RNA.
Om ett fragment av viruset "skrivs" i en CRISPR RNA-distans, skär Cas-proteiner viralt DNA och förstör det och skyddar cellen från infektion. I början av 2013 visade flera grupper av forskare att CRISPR / Cas-system inte bara kan fungera i bakterieceller utan också i celler av högre organismer, vilket innebär att CRISPR / Cas-system gör det möjligt att korrigera felaktiga gensekvenser och därmed behandla ärftliga sjukdomar mänsklig.
Aktiv användning av big data och IoT
I väst skissades denna trend tillbaka 2015–2016, då de största läkemedelsföretagen började använda datacenters tjänster för att samla in och bearbeta data, samt att använda olika kringutrustning för att få meningsfull information om potentiella läkemedelskonsumenter.
Global Data-experter förväntar sig att volymen för mjukvara och IoT-tjänster i läkemedelsindustrin kommer att växa till 2,4 miljarder dollar år 2020. Tillväxttrenden förutsätter en aktiv utveckling av big data och investeringar i relaterad infrastruktur.
Det mest slående exemplet på användningen av IoT i väst är upplevelsen av Amazon och användningen av AWS-plattformen för medicinska och farmaceutiska syften. Molnuppsättningen hjälper till att förenkla implementeringen av teknologiska innovationer i läkemedelsindustrin, förenklar tillämpningen och integrationen för behovet av läkemedelsutvecklingen av högpresterande datoranvändning och maskininlärning. Företaget planerar en ny tjänst som ska förenkla arbetet med kliniska dataregistreringssystem, recept på läkemedel samt val av läkemedel till bästa pris.
Det antas att den nya Amazon-tjänsten kommer att ge tips om hur man bättre kan behandla patienter och spara på läkemedel. Företaget planerar att inkludera i tjänsten erkännande av medicinska poster och förmågan att ge röstrekommendationer. Företaget sa till och med att "medicinsk" handskrift inte skulle vara ett problem för erkännande.
Verksamhet i virtuell verklighet
Sjukvård är en av de viktigaste och mest praktiska branscherna för förstärkt och virtual reality-teknik. Vid moderna laparoskopiska operationer kompletteras bilden på endoskopet av bilden erhållen under intraoperativ angiografi. Detta gör det möjligt för kirurgen att veta exakt var tumören finns i organet och därmed minimera förlusten av frisk vävnad från patientens organ under operationen för att ta bort tumören.
Med hjälp av specialiserad mjukvara kan läkare utveckla modeller av individuella proteser baserade på patientskanningar. Skapandet av simulatorer baserade på virtual reality-teknologier kan förbättra kvaliteten på utbildning för läkare avsevärt, minska kostnaderna och minska antalet medicinska fel.
Bioniska proteser
Cybernetiska händer marknadsförs redan framgångsrikt i Storbritannien, Frankrike och nu i USA. Den 4 april 2019 tillkännagav Open Bionics sitt samarbete med Hanger-nätverket av kliniker, med vilket de etablerade leveransen av Hero Arm-proteser till Amerika.
Robotarmar är 3D-tryckta och kan göras på 40 timmar. Myoelektriska sensorer är inbäddade inuti, vilket gör det möjligt att läsa signaler från muskler och hjärnan och reagera på dem så snabbt som möjligt. Således kan personer med funktionsnedsättningar leva fulla liv igen. Enligt utvecklarna av Open Bionics är Hero Arm proteser oerhört exakta och intuitiva. De gillar också barn, eftersom ingenjörerna inspirerades av filmen "Iron Man" och spelet Deus Ex.
Bioniska benproteser, förutom motorfunktionen, måste ge effektiv stötdämpning. Kompakta och effektiva motorer och batterier med hög kapacitet hjälper till att göra dessa enheter mobila och enkla att använda. Sådan teknik har en positiv effekt på kvaliteten på moderna proteser, men orsakar prisökningen.
Enligt det amerikanska analytiska företaget Frost & Sullivan varierar priset på moderna förbättrade proteser från $ 5 000 till $ 50 000.
3D-tryckteknologi har påverkat tillgängligheten av moderna proteser kraftigt. Det gör att du snabbt och enkelt kan skapa billiga men funktionella proteser, vilket minskar deras slutkostnader för konsumenten och skapar möjligheter för branschens utveckling.
Med utvecklingen av teknik har en ny typ av proteser dykt upp - förstärkning, som inte bara innebär att byta ut ett förlorat organ, utan också förvärva förmågor som inte tidigare var karakteristiska för människor.