Россия - очень большая и многонациональная страна с очень интересной и долгой историей. Несмотря на постоянные трудности, кризисы, войны, перевороты, постоянным оставалось еще одно - выдумка и изобретательность наших людей. Имена многих русских ученых, изобретателей, конструкторов и врачей вошли в историю. Их достижения зачастую давали сильный толчок развитию той или иной отрасли, вспомнить хотя бы Менделеева, Ломоносова, Аносова, Пирогова (о нем у меня есть отдельная статья), Сахарова, Циолковского и многих-многих других.
История - это конечно очень увлекательно, однако что же происходит сейчас? Есть ли в 21 веке среди наших соотечественников свои Пироговы, Циолковские, Лобачевские? Конечно есть, но, к несчастью, нынешние открытия очень редко становятся известны общественности. Многие вещи, которые стали сейчас привычны или распространены, были разработаны у нас, в различных уголках страны. Ну вот не умеем мы в рекламу, а жаль, надо перенимать этот опыт у наших иностранных коллег, чьи изобретения почти сразу получают широкую огласку.
Дабы хоть как то нивелировать сию несправедливость, я взялся за написание этой статьи, выбрав очень актуальную и дискуссионную тему - медицина. В России и странах СНГ принято ее ругать, а споры и сравнения с западом не прекращаются ни на минуту, однако хочу представить вам несколько крайне полезных и важных открытий в медицине, сделанных нашими ребятами, чтобы хоть немного улучшить ваше отношение к ней. Сразу хочу прояснить два момента, первый - этот топ условный, потому что каждый из пунктов очень важен по своему, второе - не думайте, что все это делается для иностранного рынка, все перечисленное здесь либо уже широко используется у нас даже в отдаленных городах, либо будут внедренны в дальнейшем. Итак, приступим.
5. Искусственная кожа
Учёные лаборатории роста клеток и тканей Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН создали биоматериал, который сделал процесс заживления быстрым и безболезненным. По своему действию смесь из синтетических полимеров и биоактивных растительных компонентов похожа на живую воду из сказок, за что сотрудники института и прозвали умное покрытие искусственной кожей: если приклеить кусочек плёнки к любой ране, то через несколько дней от неё не останется и следа. Эффект от применения покрытия сопоставим с операцией по пересадке кожи.
"Биоматериал по своим свойствам полностью соответствует верхнему слою кожи, - рассказывает автор изобретения Борис Гаврилюк, профессор, завлабораторией роста клеток и тканей, лауреат премии Правительства РФ. - На ощупь он похож на человеческую кожу, защищает от механических повреждений и попадания инфекции и способствует быстрейшему заживлению. Покрытие, точно так же как и кожа, имеет микропоры, и поэтому оно пропускает воздух и водные пары, рана высыхает и не мокнет. Растительные клетки, соединяясь с клетками пациента, активизируют выработку коллагена, необходимого для зарастания раны. И ещё один приятный эффект: в начале лечения покрытие плотно прилипает к коже, и кажется, удалить его невозможно, но, когда необходимость в лечении отпадает, плёнка снимается легко, как конфетная обёртка. Благодаря этому не нужны постоянные перевязки."
4. Стволовые клетки
У нас ведутся работы в области изучения и применения стволовых клеток. Например, в 2017 году российские учёные создали инсулинпродуцирующие клетки, которые могут бороться с сахарным диабетом.
Сахарный диабет – тяжёлое заболевание, приводящее к резкому снижению качества жизни, развитию системных осложнений, инвалидизации и представляющее собой серьёзную медико-социальную проблему. Выделяют два основных типа диабета. Сахарный диабет 1 типа – заболевание, связанное с недостатком у пациента β-клеток поджелудочной железы вследствие разрушения последних, главным образом, за счет аутоиммунных механизмов. Инсулин перестаёт синтезироваться в достаточном количестве и требуется его искусственное введение. Сахарный диабет 2 типа – хроническое заболевание неиммунной природы, которое чаще встречается у взрослых пациентов; с возрастом риск его возникновения увеличивается. Причина развития СД-2 – инсулинрезистентность периферических тканей организма. Выработка инсулина остаётся высокой на протяжении длительного времени, но не даёт необходимого физиологического эффекта, из-за чего происходит истощение β-клеток и также появляется потребность в искусственном введении инсулина.
В будущем технология позволит отказаться от регулярных инсулиновых уколов для людей, страдающих сахарным диабетом. В октябре 2017 года министр Вероника Скворцова сообщила, что в ближайшие годы российские пациенты смогут ознакомиться с клеточными технологиями лечения сахарного диабета, которые в перспективе позволят отказаться от регулярных инсулиновых уколов. Доклинические исследования разработки завершились успешно: они привели к ускоренному восстановлению при инсульте, посттравматической кисте и другой патологии.
"Фактически мы уже сейчас находимся в периоде, когда мы можем формировать эквиваленты органов и систем органов человека из аутологичных клеток. Мы создали уже аутологичную уретру, мы создали элементы хрящевой ткани. Безусловно, прорывом является создание инсулин-продуцирующих клеток, которые при внедрении в кровь человеку с сахарным диабетом второго типа фактически являются заместительной терапией”, - рассказала Скворцова.
3."Плазон" - аппарат для заживления ран
В конце прошлого века физики из МГТУ имени Баумана и их коллеги-медики из Сеченовского университета создали "Плазон", первый генератор холодной плазмы, который успешно справлялся с этой задачей. Ключом для этого стало использование моноокиси азота (NO) в качестве одного из "лечебных" компонентов этой формы материи.
Сам аппарат отлично зарекомендовал себя в лечении хирургических заболеваний, в частности, гнойных ран мягких тканей, ожогов, гнойно-воспалительных процессов, трофических и диабетических язв и прочих незаживающих ран.
Однако не все так хорошо, его применение было ограничено по той причине, что он вырабатывал достаточно горячий поток плазмы, чья температура составляла от 40 до 60 градусов, что могло вызвать ожоги и усугубить состояние больного, а не помочь ему.
"Наш прибор "Плазон", а также моноокись азота, используются в медицине уже более 17 лет. Они заметно снижают вероятность развития осложнений после операций и заживляют диабетические язвы. Вместе с тем, у них есть недостаток – температура плазмы оставалась достаточно высокой, что может повредить ткани. Мы решили эту проблему", — пишут исследователи.
Шехтер и его коллеги задумались о том, можно ли поменять конструкцию этого прибора таким образом, чтобы он вырабатывал плазму комнатной температуры, не уступающую по своим свойствам ее более горячей разновидности.
Объединив усилия с коллегами по МГТУ, российские медики смогли решить эту задачу, значительно изменив устройство "Плазона". Как и его предшественник, новый прибор одновременно вырабатывает низкотемпературную плазму и моноокись азота, пропуская разряды электричества через струю воздуха и затем охлаждая ее до низкой температуры.
Используя этот прибор, ученые попытались ускорить заживление достаточно крупных дефектов в коже крыс, обдувая их с разного расстояния плазмой на базе NO, а также простым воздухом.
Как оказалось, новая версия "Плазона" не уступала в эффективности своему предшественнику, но при этом она исключает то, что внутренние органы человека будут повреждены при лечении перитонита, гнойного плеврита, ожогов и язв роговицы глаза и других чувствительных тканей.
Ученые надеются, что в ближайшее время они начнут клинические испытания на добровольцах, что в конечном итоге позволит их устройству войти в медицинскую практику и облегчить жизнь многим диабетикам и другим больным, страдающим от незаживающих ран и инфекций.
2.Безопасный анальгетик - Тиовюрцин
Алтайские ученые создали первый в мире анальгетик, не имеющий побочных эффектов. На данный момент он успешно прошёл стадию доклинических испытаний. Лекарственное средство «Тиовюрцин» разработано учеными из Бийска и их томскими коллегами. Не имеющий аналогов анальгетик создан в рамках федеральной целевой программы «Фарма 2020».
Примечательно, что тиовюрцин создан на основе гексаазоизовюрцитана — измененной молекулы мощного взрывчатого вещества CL-20. Его неоспоримыми преимуществами является отсутствие «побочек», свойственных опиоидными анальгетикам: он не влияет на центральную нервную систему (не вызывает сонливости или эйфории), не губит ЖКТ и безвреден для дыхательного центра и кроветворной системы. Препарат можно будет применять длительное время, поскольку, согласно результатам эксперимента, он не вызывает зависимости и синдрома отмены.
Проректор по научной и инновационной деятельности ТГУ, главный научный сотрудник ИПХЭТ СО РАН, профессор Александр Ворожцов отмечает: пока американское правительство тратит миллионы долларов на создание безопасного обезболивающего, в российских лабораториях такой препарат уже создан. Сейчас ему предстоит пройти клинические испытания. И хотя этот этап является наиболее дорогостоящим — на него понадобится более 500 миллионов рублей — отечественные ученые не сдаются.
«Уверен, что в обозримом будущем нам удастся найти серьёзного инвестора для поддержки клинических испытаний и регистрации анальгетика, и тогда Россия, во-первых, сможет более эффективно решать проблемы пациентов, которые страдают хроническими болями, во-вторых, с помощью тиовюрцина обеспечит себе преимущество на мировом фармацевтическом рынке», — отмечает Александр Ворожцов.
1.Биочипы
Большие матрицы с ДНК и белками, фиксированными на фильтре или зафиксированными в лунках планшета, были известны достаточно давно. Но были неудобны в использовании и стоили относительно дорого. Сама же идея о создании микрочипов современного формата появилась лишь в конце прошлого века. Первая работа по ДНК-микрочипам и одна из первых — по белковым чипам были опубликованы группой академика А. Д. Мирзабекова из московского Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта АН СССР.
Технология производства гелевых биочипов прошла несколько этапов развития. Технология первого поколения, еще достаточно громоздкая и несовершенная, была разработана и запатентована в ИМБ в 1989–1993 гг., а впоследствии реализована в совместной лаборатории, организованной институтом и Аргоннской национальной лабораторией (США), и лицензирована американскими компаниями Motorola и Packard Instruments. Однако из-за технологических проблем фирмы стали производить биочипы, матрица которых представляла собой поверхность, сплошь покрытую полиакриламидным гелем. Сам же патент, как и львиная доля разработок, принадлежала России. Американские партнеры приглашали ученых работать в США, под руководством их специалистов, так как им не нравились две аспекта сотрудничества с российскими учеными. Во-первых, они хотели, чтобы наши специалисты работали в США на постоянной основе и под контролем - тогда плоды их трудов полностью принадлежали бы Штатам. Американцы даже уговаривали исследователей остаться в США и получить гражданство. Мирзабеков же и часть его коллег, напротив, хотели работать «вахтовым» методом. Во-вторых, американцы были недовольны тем, что руководит проектом не их соотечественник, а иностранный ученый, который половину своего времени проводит в России. В результате группа раскололась: часть исследователей осталась в США, другая под руководством Мирзабекова вернулась в Россию.
В настоящее Институтом молекулярной биологии им. Энгельгардта основана компания "Биочип-ИМБ" (Biochip-IMB), руководителем которой стал Виктор Барский.
Биочипы применяют как для исследовательских целей, так и в практической медицине. Они помогают в поиске и установлении функций различных генов. За короткий промежуток времени становится возможным проанализировать генетические мутации и выявить предрасположенность человека, например, к онкозаболеваниям (она выявляется у 60 % больных раком). В настоящее время в процессе сертификации находится биочип для диагностики лейкемии.
Микрочипы помогают изучать молекулярные механизмы и осуществлять проверку действия различных лекарств, причем показания и противопоказания по применению препаратов можно выявлять на индивидуальном уровне.
Существенную помощь призваны оказать биочипы и при пересадке органов. Основная проблема при подобного рода операциях заключается в отторжении имплантированных тканей иммунной системой человека. Маркерами, которые находятся в каждой человеческой клетке и служат для идентификации своих клеток, являются белки главного комплекса гистосовместимости. Для того чтобы избежать отторжения, необходимо, чтобы белки-маркеры на имплантированной ткани как можно меньше отличались от белков-маркеров пациента. Биочипы облегчат подбор наиболее подходящих доноров, пересадка органов от которых вызовет минимальный иммунный ответ.
Разрабатываются также биочипы для диагностирования различных форм туберкулеза. В настоящее время появилось множество разновидностей туберкулезной палочки, устойчивых к воздействию антибиотиков. Биочип позволит выявить все известные на сегодняшний день формы возбудителя туберкулеза, а также определить, каким именно антибиотиком нужно лечить конкретную форму заболевания. Причем вероятность выявления биочипом формы заболевания туберкулезом с устойчивыми к лекарствам возбудителями близка к 100 %. Диагностику можно будет провести в течение дня, тогда как другие традиционные методы требуют нескольких недель или даже месяцев.
Биочипы можно применять для контроля за некоторыми смертельно опасными бактериями (так, есть биочипы, позволяющие определять возбудителей сибирской язвы, оспы, чумы и бруцеллеза), а также для диагностики гриппа и определения его штаммов. Российские ученые получили грант Американского центра по контролю заболеваний (CDC) для совместной работы по выявлению штаммов вирусов гриппа.
Приведенные примеры свидетельствуют в пользу того, что в ближайшее время технология биочипов будет стремительно развиваться, а их массовое производство приведет к резкому уменьшению стоимости этой продукции. Сейчас число размещаемых на биочипе ячеек достигает уже нескольких тысяч, что соответствует тысячам пробирок с проводимыми в них анализами. Такие биочипы представляют собой целые экспресс-лаборатории, которые позволяют сэкономить массу времени как врачам, так и пациентам. Развитие технологии использования биочипов не только приведет к резкому сокращению сроков проведения анализов, но и даст возможность осуществлять диагностику на индивидуальном уровне.
Заключение
Далеко не все я смог вместить в эту статью, потому что хочется рассказать и о русском роботе-хирурге, и о новейших операциях, и о 3D-принтерах, и о рентгеновских аппаратах и многом другом. Если вам статья понравится - напишу продолжение, где обязательно расскажу обо всем этом подробнее!