Швидкість викривлення до біотехнологічної утопії: 5 крутих медичних успіхів

Люди живуть довше, ніж будь-коли, багато в чому завдяки проривам медичної технології. Що цікаво, однак, це те, що у багатьох останніх рятувальних додатках є технологія, яка також може бути використана в нашому повсякденному житті. Такі успіхи наближають наші пристрої до нашого серця - буквально - як і наші очі, шкіру та інші органи. Це тому, що біотехнологія, або інтеграція технологій з організмом людини, стає дедалі звичнішою. Застосування цих досягнень для роботи в інших додатках - це лише природне продовження технологічного відкриття. Ось погляд на п’ять подій, які, здається, не виходять із наукової фантастики, але рухаються до медичної реальності - і за її межами. (Для ще одного цікавого читання перегляньте приголомшливі ідеї наукової фантастики, які здійснилися (і деякі, що цього не зробили).

Біонічні окуляри

Поле біонічних окулярів швидко зростає. Кілька компаній розробляють і тестують «розумні» контактні лінзи. Наприклад, дослідники Вашингтонського університету працюють над лінзою, яка контролюватиме рівень цукру в крові для діабетиків, а також шукають попереджувальні ознаки глаукоми.

На додаток до моніторингу, ці розумні лінзи використовують крихітні світлодіоди для відображення цифрової інформації безпосередньо на власника, з тією ж доповненою реальністю, яку використовують деякі смартфони для накладення цифрових даних на зображення реального світу. Потенціал легко передбачити; за допомогою цієї технології ми можемо не лише перевірити електронну пошту та читати текстові повідомлення за допомогою наших контактів, але отримувати оновлення щодо важливих маркерів здоров’я, таких як цукор у крові. (Це трохи схоже на наступний вимір окулярів Google!)

Не дивно, що Microsoft Research об'єдналася з Вашингтонським університетом, щоб сприяти розробці цього продукту, який в даний час називається Smart Lens. Компанія планує випустити ці покращені лінзи ", як тільки все буде готове".

Самолікувальна шкіра

Шкіра - найбільший орган людського організму; вона також є найбільш стійкою. Наша шкіра забезпечує захисний бар'єр для наших делікатних внутрішніх компонентів. Він чутливий до тиску, що дозволяє нам відчувати відчуття, починаючи від найлегшого дотику до болю, і дуже ефективно при самому загоєнні. Як таке, відтворити його було дуже важко, навіть якщо здатність синтетично відтворювати шкіру принесла б величезний потенціал для медицини та багатьох інших сфер.

Завдяки дослідникам університету Стенфорда синтетична шкіра заміни стала реальністю. Команда розробила матеріал, виготовлений із спеціального типу полімерного пластику та наночастинок нікелю, який є чутливим до тиску та гнучким. Він також довговічний - і здатний самолікуватися. Під час тестування, коли матеріал розрізали навпіл, а потім притиснули назад, він повернув 75 відсотків своєї початкової міцності протягом перших кількох секунд. Розбитий шматок було відновлено майже до 100 відсотків приблизно через 30 хвилин.

Одне очевидне використання цієї технології - в протезних пристроях. Оскільки ця синтетична шкіра чутлива до тиску і здатна виявляти такі речі, як рукостискання та розгинання, нанесення синтетичної шкіри на протезні кінцівки відкриває можливість створення набагато реалістичніших протезних рук, руки чи ноги. Цей матеріал також може бути використаний для створення електронних пристроїв, що самовідновлюються, таких як смартфони, планшети та ноутбуки. (Докладніші відомості див. У розділі 6 прохолодних носячих пристроїв.)

Внутрішні компоненти самозарядки

Протягом декількох десятиліть кардіостимулятор розширив і покращив життя людей з проблемами серця. Одним з небагатьох недоліків цього пристрою є те, що для роботи йому потрібен акумулятор. Як і у всіх батареях, ті, у яких стимулятори живлення мають обмежений термін служби, а це означає, що користувачі повинні перенести операцію, коли акумулятор вимкне. Однак інженери Каліфорнійського технологічного інституту та Принстонського університету розробили матеріал, який потенційно міг би усунути потребу в операції по заміні акумулятора кардіостимулятора - та багато іншого.

Команда вклала аркуші силіконової гуми з керамічними наноріжками титанату цирконату свинцю (PZT), високоефективного п'єзоелектричного матеріалу. Отриманий гумовий лист генерує енергію за допомогою руху, захоплюючи 80 відсотків механічної енергії і перетворюючи її в електрику, яку може використовувати кардіостимулятор. Якщо його використовувати в кардіостимуляторах, цей матеріал має можливість тримати пристрої зарядженими на невизначений час, просто рухами дихання.

Але хоча один крихітний аркуш може живити кардіостимулятор, більші аркуші матеріалу мають ще більший енергетичний потенціал. Їх можна було вбудувати у взуття та використовувати для зарядки мобільних телефонів через ходьбу чи біг. Вони могли навіть використовувати рух системи підвіски автомобіля і тримати заряджений акумулятор, забезпечуючи невичерпне джерело живлення для майбутніх електрокарів.

Самовідновлюючі поверхні

Нанотехнологія відіграє велику роль у біопрогресі. Наприклад, вчені MIT розробили нанорозмірний клей на основі крихітних волосків, які покривають ноги геконів. Ця речовина дозволяє те, що ці маленькі ящірки прилипають до поверхонь, але вчені вважають, що її також можна було б використовувати для запечатування ран і, можливо, навіть наклеювання внутрішніх отворів, таких як виразки шлунка. Цей матеріал є повністю водонепроникним і потенційно може бути використаний і для захисту електронних пристроїв. (Докладніше про нанотехнології читайте в Нанотехнології: Найбільша маленька інновація в техніці.)

Коляска майбутнього

Як щодо розумного інвалідного візка? Також на MIT дослідники створили інвалідний візок, який приймає голосові команди та дізнається про його оточення. Автономне крісло будує навігаційні карти за допомогою сигналів Wi-Fi. Зрозуміло, що подібний пристрій став би великим прогресом для людей з обмеженими можливостями. І ей, можливо, це нарешті призведе до тих голосових пілотів, про які ми всі мріяли.

Біотехнологічний прорив

Медичний прогрес розвивається вражаючими темпами. Від мікробів, що борються з гніттям, які підтримують чисті зуби, до зброї з ракетними двигунами, яка надає силу протезним кінцівкам, дослідники та інженери все більше наближають нас до біонічної утопії. Звичайно, потрібен час, щоб вивести на ринок багато цих успіхів. Незважаючи на це, наука стає все ближчою до наукової фантастики, і хоча не всі прогнози фантастики щодо майбутнього є позитивними, медицина - це одна сфера, де, здається, майбутнє не може потрапити сюди досить швидко.