Применение роботов в хирургии, установка киберпротезов, выращивание живых тканей в лабораторных условиях – все это больше не выдумки писателей-фантастов, а реальные медицинские разработки.
Население развитых стран стареет, экология ухудшается, а распространенность хронических заболеваний стремительно растет. Эти факторы подталкивают компании к поиску новых технологичных решений и проведению масштабных исследований, меняющих здравоохранение.
Применение новых технологий уже сегодня позволяет успешно бороться с болезнями, которые долгие годы считались неизлечимыми. По данным международной консалтинговой компании Deloitte общие вложения в новые медицинские разработки к 2022 году достигнут 10,059 трлн. долларов. Рынок высоких технологий в здравоохранении ежегодно пополняется новыми игроками, среди которых такие гиганты как Google, Apple, Microsoft.
Роботизированная хирургия
Использование роботов при проведении хирургических вмешательств расширяет спектр возможностей хирурга, повышает точность манипуляций и уровень контроля. По прогнозам Markets and Markets, мировой рынок хирургических роботов будет демонстрировать ежегодный рост на 10,4% с 3,9 млрд долларов в 2018 году до 6,5 млрд долларов к 2023 году. Спектр возможностей роботов в хирургии растет.
Они уже нашли применение в офтальмологии, гинекологии и урологии, и постепенно проникают в другие сферы медицинской практики. В ближайшие годы ученые предсказывают появление в операционных следующих хирургических роботов:
Технология виртуальной реальности CorPath
Жители отдаленных районов не имеют доступа к неотложной медицинской помощи. Проблемы связаны с нехваткой квалифицированных хирургов в местных больницах. Роботизированная система CorPath от Corindus Vascular Robotics позволяет проводить дистанционные вмешательства, что было доказано в условиях реальной операционной.
В 2019 году кардиолог Теджас Пател, работающий в Институте сердца Apex в Ахмадабаде (Индия), выполнил первую в мире операцию на расстоянии. Врач использовал джойстик-манипулятор и видеомонитор, чтобы установить пациенту коронарный стент. При этом сам больной находился в 30 километрах от хирурга. Это дает надежду на оказание срочной хирургической помощи пациентам, состояние которых исключает транспортировку.
Хирургическая система PRECEYES
Оксфордский университет проводит исследование хирургической системы PRECEYES, разработанной для выполнения сверхточных операций на сетчатке глаза. В исследовании принимает участие 12 пациентов с возрастной дегенерацией желтого пятна. Половину офтальмологических операций провели хирурги, в то время как вторую половину выполнила роботизированная хирургическая система PRECEYES. Сравнительный анализ показал, что роботизированный подход оказался более эффективным, в сравнении с процедурами, выполненными вручную. Это делает технологию PRECEYES одной из самых перспективных разработок в офтальмологии.
Платформа Monarch
Это первая в мире хирургическая платформа, объединяющая эндоскопическое оборудование и робототехнику в единую панель. Такой подход позволяет врачам выполнять сложнейшие микрохирургические операции без рассечения тканей.
Роботизированное оборудование вводится в организм через естественные отверстия, после чего управляется хирургом через экран монитора. Главная цель разработчиков на ближайшие годы – использование платформы Monarch для удаления рака легких.
Пока роботизированные системы лишь помогают хирургам выполнять сложные операции, но уже в ближайшем будущем симбиоз роботов с искусственным интеллектом позволит полностью автоматизировать этот процесс.
Будущее трехмерной печати в медицине
Главная задача, которую медицина ставит перед трехмерной печатью, – создание функциональных органов по требованию. Сегодня 3D-модели, созданные на основе магнитно-резонансной томографии (МРТ) и данных ультразвуковой визуализации, используются для обучения начинающих хирургов. Эта технология обучения демонстрирует лучшие результаты, в сравнении с подготовкой на трупах.
Уже сегодня тестируются разработки, позволяющие создавать индивидуальные 3D-имплантаты, фактически заменяющие живые ткани и сосуды. Рассмотрим наиболее успешные из них:
Печать кожи
В данный момент Джеймс Йоо из университета Уйэк-Форест, работает над созданием первого в мире 3D-принтера, печатающего человеческую кожу. Материал планируется использовать для трансплантации людям, пострадавшим от ожогов.
3D-протезы ушей
Ученые из университета Шеффилда последние 5 лет посвятили созданию 3D-протезов ушей, носов и подбородков. Эта технология уже успешно проходит испытание на пациентах.
Выращивание сосудов
Компания Humacyte Inc. представила медицинской общественности кровеносный сосуд, созданный в условиях лаборатории. Заменитель разработали для пациентов, которые проходят процедуру диализа почек.
Ткани, напечатанные на 3D-принтере, в отличие от донорских заменителей, не отторгаются иммунной системой организма. Тем не менее, в лаборатории до сих пор не удалось создать человеческие органы, имеющие сложное строение (печень, сердце, легкие, почки). Пока биопечать находится на уровне испытаний, которые проводятся в США, Швеции, Испании и Израиле. В частности, надо печатью моделей печени и сердца работают ученые Массачусетского технологического института. Проект финансируется правительством США.
Прецизионная (персонализированная) медицина
Времена, когда схема лечения определялась исключительно диагнозом пациента, уходят в прошлое. Сегодня врачам очевидно, что одно и то же заболевание проявляется у разных пациентов по-разному. Принципы прецизионной медицины и фармакогенетики основаны на индивидуальном подборе терапии каждому больному. Лекарство и его доза подбирается на основе изучения генетического кода человека и особенностей метаболизма препаратов в организме.
Медицинский директор Американского ракового общества Отис Броули считает, что именно эта технология позволит человечеству эффективно бороться с онкологией.
За прошедшие годы мы стали лучше понимать, что происходит внутри клетки и как она становится злокачественной. Зная внутриклеточные молекулярные механизмы и генетические мутации, можно найти уязвимые части опухоли и проводить направленное лечение
Броули в интервью Healthline.
Технология генного редактирования CRISPR
CRISPR – система точного редактирования ДНК, которая в ближайшем будущем позволит бороться с заболеваниями на генетическом уровне. Принцип метода заключается в частичном «вырезании» участков ДНК, поврежденных мутациями. Сегодня проводится несколько десятков серьезных исследований, посвященных использованию редактора генома CRISPR в борьбе с вирусами, бактериями и онкологией.
Прорывом ученые считают результаты эксперимента, проведенного в Гарвардской Медицинской школе. Ученым, под руководством профессора микробиологии и молекулярной генетики Дэвида Найпа, удалось использовать редактор генома CRISPR-Cas9 для разрушения активных и спящих форм вируса герпеса. По мнению медиков это позволит навсегда решить проблему «неизлечимых» инфекций и вирусов.
Превентивная медицина
Ежедневно в мире ведутся новые разработки, меняющие здравоохранение. Цель высоких технологий в медицине – избавить человечество от неизлечимых болезней и продлить полноценную жизнь людей. Самыми прогрессивными считаются разработки, направленные на предотвращение развития заболеваний, а не на устранение их последствий. Такой подход позволит в полной мере реализовать принципы превентивной медицины, признанные мировым стандартом. Это подчеркнул основатель и генеральный директор исследовательского центра InBioVeritas профессор Коен Кас, во время свой открытой лекции в рамках Ассамблеи «Здоровая Москва».
Наше настроение и состояние здоровья напрямую связано с физической активностью. Понимая это, крупные компании разрабатывают программы, цель которых, – заставить нас больше двигаться. Например, приложение Netflix Personal Trainer предлагает нам возможность посмотреть любимый сериал только после физической активности. На Манхеттене мы видим вендинговые аппараты от «Nike», которые выдают товары, если я докажу, что двигался. Alfa-Bank платит больший процент по моему вкладу, если я сделаю больше 10 тыс. шагов в сутки.
По мнению профессора, такие меры позволят улучшить не только физическое, но ментальное здоровье современных людей.