Здоровые инновации
Печать лекарств на 3D-принтерах, моделирование внутренних органов, телемедицина уже не далекое будущее, а почти наступившая реальность. В области медицины и здравоохранения инновации продвинулись настолько, что через несколько десятилетий даже старость может стать чем-то исключительно редким.
Лекарства по e-mail
Игорь Артюхов, руководитель научной группы Института биологии старения, рассказывает: "В медицине наших дней наблюдается несколько перспективных трендов. В целом подход становится более индивидуальным. К примеру, существуют экспериментальные проекты по синтезу индивидуальных вакцин против рака у конкретных больных. То есть не для больных каким-то определенным типом рака (легких, кожи и пр.), а для каждого пациента. Ведь на самом деле каждый случай уникален".
Не так давно профессор Ли Кронин собрал интернациональную команду из 45 исследователей в Университете Глазго в Шотландии для того, чтобы создать 3D-принтер для печати химических препаратов. На самом деле многие лекарства состоят из одного и того же набора элементов, которые могут использоваться как чернила в таком устройстве, что позволит синтезировать нужные органические молекулы. По словам господина Кронина, чуть ли не во всех пилюлях используются углерод, водород и кислород наряду с готовым агентом, таким, как растительное масло или парафин. В будущем, если технология получит распространение, мы сможем просто скачать рецепт врача, прийти в салон печати пилюль и подождать пять минут, пока нам не приготовят набор таблеток с индивидуально подобранными компонентами. Не исключено, что роль врача по ту сторону компьютера (или мобильного устройства) будет играть не живой человек, а экспертная медицинская система, обладающая полной информацией о состоянии нашего тела и истории болезней.
Другое большое направление развития медицины, по словам Игоря Артюхова, касается создания искусственных органов из живых клеток. Несколько лет назад была совершена первая операция по вживлению искусственной трахеи. В Италии в Институте фармакологии Марио Негри этой осенью выращенную из стволовых клеток почку приживили мыши, и она прекрасно работает. В России в Кубанской медицинской академии был открыт Центр регенеративной медицины, который получил грант и закупил оборудование для изучения механизмов регенерации, создания тканеинженерных трансплантатов и биоинженерных органов.
Современные технологии 3D позволяют моделировать на компьютере органы человека со всеми физическими и биохимическими характеристиками, причем в динамике. К примеру, программное обеспечение компании Dassault Systems под названием SIMULIA использовалось компанией Sunshine Heart для разработки модели сердечной помпы, которая встраивается в орган извне и помогает ему работать. Компьютерная программа дала возможность опробовать изобретение на виртуальной модели бьющегося сердца, а также подобрать правильные материалы без проведения долгих экспериментов над животными и людьми. Также компьютерная модель позволила проверить долговечность устройства, спрогнозировав, что будет происходить спустя годы его использования — сердце человека бьется в среднем с частотой 80 ударов в минуту, а это означает 42 млн циклов в год. Созданная компанией 3D-модель может теперь использоваться для индивидуальной подборки конфигурации помпы.
В будущем орган или его часть можно будет смоделировать в 3D с учетом особенностей определенного пациента и просто напечатать на принтере, в котором вместо чернил используются живые клетки. Идея такого устройства была выдвинута в 2010 году. А уже в 2011-м автор концепции директор Института регенеративной медицины при Университете Уэйк-Форест Энтони Атала продемонстрировал работающее устройство на конференции TEDx2011. Это устройство способно воссоздать человеческую почку примерно за шесть-семь часов. Ученый считает, что в будущем подобный принтер может стать рядовым домашним прибором и печатать клетками прямо на теле пациента, например в случае лечения бытовых ран.
Диагностика по фото
Телемедицина развивается уже много лет, в том числе в России. Удаленное хранение информации о пациентах, обработка данных в "облаке", дистанционное обращение к экспертным интеллектуальным информационным системам — это уже не будущее, а настоящее. Такие программы на базе искусственного интеллекта способны производить точную диагностику и выдавать предписания, подбирать лекарства с учетом полной картины состояния пациента, истории его болезни и в соответствии с его образом жизни. Платформа Ericsson Mobile health помимо всего прочего позволяет пациенту и врачу обмениваться медицинскими данными, дает возможность взаимодействовать подразделениям сети клиник, осуществлять передачу информации между разными организациями и даже контролировать состояние здравоохранения в масштабе целой страны. В комплексе mHealth может использоваться несколько датчиков, передающих информацию о показателях жизнедеятельности больного прямо в медицинское учреждение, где он обслуживается. Они подключаются к ПК или мобильному устройству с соответствующим приложением и отправляют данные. Компания предлагает в стандартном наборе несколько интегрированных датчиков: измеритель пульса, гликометр, монитор кровяного давления, шкалу веса и другие. Система позволяет встроить в комплекс практически любые сенсоры из имеющихся на рынке.
Благодаря технологиям телемедицины медработник, посещающий пациента, может заносить его данные с планшета прямо в электронную карту в базе данных на удаленном сервере и получать полную информацию о болезни и особенностях данного больного. Пациент может консультироваться у лучших специалистов, которые находятся в любом месте земного шара, через устройство, подключенное к сетям связи.
Решение компании Ericsson в области e-Health используется Министерством здравоохранения и социального обеспечения Республики Хорватия совместно с Национальным институтом страхования здоровья и здравоохранения. Этими организациями был запущен проект перехода на электронный формат взаимодействия между 2,4 тыс. команд, работающих в сфере медицины, в 20 странах мира. Существующая сегодня Медицинская сетевая информационная система (Healthcare Networking Information System) предоставляет услуги по созданию электронных отчетов и бронированию, обновлению записей о пациентах, выдает цифровые рецепты и предписания. Все эти документы рассылаются в лаборатории, аптеки и больницы в электронном виде.
В МТС считают телемедицину одним из перспективных направлений своей деятельности. Компания предоставляет заказчикам готовые решения. Например, оснащает SIM-картами кардиографы машин скорой помощи, для того чтобы из удаленного населенного пункта можно было связаться с диагностическим центром в региональной больнице и оперативно получить необходимые рекомендации по лечению. Один из последних таких проектов был реализован в Свердловской области.
"Также мы участвуем в инновационных пилотных проектах,— рассказывает Дмитрий Солодовников, руководитель направления по взаимодействию со СМИ компании МТС.— В сентябре ОАО "Всероссийский НИИ "Градиент" (один из крупнейших разработчиков в области естественных и технических наук в России) и наша компания подписали соглашение, в рамках которого планируются запуск в серийное производство и коммерческая реализация телемедицинских браслетов, оборудованных SIM-чипами МТС для мобильной передачи данных". Такой браслет позволяет получать информацию о температуре тела, пульсе, кровяном давлении, уровне сахара в крови, насыщенности крови кислородом, а также других показателях жизнедеятельности человека. Телеметрические данные, полученные прибором, с помощью встроенного в него SIM-чипа МТС передаются по мобильной сети связи в диспетчерский центр, где автоматически обрабатываются, и в случае угрозы для здоровья пациента передают сигнал медицинскому персоналу. Институт уже получил ряд предзаказов как от российских медицинских учреждений, так и от зарубежных.
Хирург со стальными нервами
Телекоммуникационные технологии сегодня развились настолько, что даже присутствие хирурга необязательно на операции. Телехирургия развивается уже более 15 лет. Так, только в 2010 году компания Intuitive Surgical поставила в клиники более тысячи роботов-хирургов Da Vinci, которые управляются руками врача дистанционно и используются для проведения операций на сердце и других внутренних органах. В будущем робот Da Vinci будет делать операции сам, без участия хирурга. 25 октября Da Vinci Surgical System был впервые использован для операции на открытом сердце в Великобритании. Операция длилась девять часов. Процесс шел под управлением компьютерной программы, которую в любой момент можно было остановить в случае возникновении непредвиденной ситуации. Машина блестяще справилась с задачей: по отзывам врачей, даже руки очень опытного хирурга не способны провести такую операцию лучше и безопаснее. Робот действовал в очень ограниченном пространстве: в данном случае манипуляции производились через разрез длиной 3,5 см. Также роботу не понадобилось раздвигать ребра, чтобы ввести манипулятор в грудную клетку. Это было бы необходимо, будь на его месте человек. Da Vinci обладает гораздо более широким набором инструментов и умеет проводить такое количество манипуляций, которое рядовая хирургическая бригада не способна задействовать за одну смену.
Активные разработки в области роботизированной хирургии ведутся в Японии, Германии, России, Китае и других странах мира. В нашей стране уже выданы патенты на изобретение робота-хирурга для проведения ортопедических операций.
Разложить по полочкам
Другое большое направление, которое сейчас стремительно развивается,— это персональная геномика. Секвенирование гена становится все менее затратным, хотя пока недоступно большинству людей. Первый анализатор ДНК, к примеру, способный делать анализ генома по единственной молекуле в реальном времени, стоит $700 тыс.
На сайте 23andme.com можно купить DNA Spit Kit за $299 для более простой процедуры — генотипирования. В комплект входит трубочка, куда необходимо поместить некоторое количество слюны, упаковать ее и отправить почтой в лабораторию. Спустя несколько недель информация о вашем геноме будет доступна для вас на сайте. Генотипирование может использоваться отнюдь не только для удовлетворения любопытства. Знание человека о своих генетически обусловленных предрасположенностях позволяет не тратить ресурсы на профилактику маловероятных заболеваний, а заняться предотвращением реально существующих потенциальных угроз здоровью. Данный метод может применяться даже для составления индивидуального плана питания.
Игорь Артюхов рассказывает, что в более отдаленном будущем, когда секвенирование станет дешевле и проще, если обнаружится генетический сбой — к примеру, какой-то гормон вырабатывается в неправильных количествах, можно будет клетки перепрограммировать. Эксперименты в этой области уже ведутся: модифицированные стволовые клетки вводятся в конкретный орган и дополняют дефектные, снижая или ликвидируя остроту проблемы. А в еще более отдаленном будущем медицина придет к тому, что процесс старения можно будет вообще выключить.