В новом выпуске "Дайджеста" новостей аватар-технологий от общественного движения "Россия 2045" речь пойдет: о миниатюрном кардиостимуляторе, который имплантируется прямо в сердце с помощью катетера; технологии изготовления внутриклеточных электродов; перепрограммировании клетки костной и жировой тканей в индуцированные мультипотентные стволовые клетки; пересадке бабуину сердца свиньи; машине, способной производить лекарственные препараты по рецепту.
1. Уникальный кардиостимулятор
Управление по продуктам и лекарствам США (FDA) одобрило к применению миниатюрный кардиостимулятор, который имплантируется прямо в сердце с помощью катетера. Устройство под названием Micra – самый маленький кардиостимулятор на сегодняшний день. В отличие от "классических" устройств, установка Micra не требует операции и подведения к сердцу электродов – он вводится в сердце через бедренную вену с помощью катетера и закрепляется гибкими зубцами в правом желудочке.
Новое устройство рассчитано на автономную работу в течение 12 лет, может быть перепрограммировано и не препятствует проведению МРТ. Показаниями для его имплантации служат различные аритмии и блокады сердца, а также дисфункция синусового узла с синдромом тахикардии-брадикардии.
В клинических испытаниях были задействованы 719 пациентов. У 98% участников к концу шестого месяца исследования сохраняется адекватная кардиостимуляция. Осложнения наблюдались менее чем в 7% случаев, что на 51% меньше, чем в среднем при установке обычных кардиостимуляторов.
2. Внутриклеточные электроды
Новая технология изготовления внутриклеточных электродов позволит регистрировать активность отдельных клеток в глубине живых тканей и органов, в том числе и в головном мозге. Группа ученых из Технологического университета в Тоехаси разработала конусовидные внутриклеточные электроды (NTE, Nanoscale-Tipped Electrodes), которые достаточно длинны и прочны для того, чтобы проникать сквозь клетки и ткани. Диаметр кончика иглы электродов – до 300 нм (нанометров), а длина – до 120 мкм (микрометров). До этого получить электроды длиннее 10 мкм не удавалось.
Иглы для электродов японские ученые получили осаждением испаренных атомов кремния на кристаллической подложке, напылением нескольких дополнительных слоев иридия и парилена. Работоспособность электрода авторы продемонстрировали, измерив мембранные потенциалы клеток в глубине передней большеберцовой мышцы мышей. Полученные результаты указывают на возможность создания систем многоточечного внутритканевого мониторинга активности клеток в живых тканях, в том числе в работающем головном мозге подопытных животных.
3. Перепрограммирование клеток
Ученые из австралийского Университета Нового Южного Уэльса научились перепрограммировать клетки костной и жировой тканей в индуцированные мультипотентные стволовые клетки таким образом, что они способны восстанавливать абсолютно любые ткани, не вызывая побочных эффектов типа формирования опухолей.
Ученые как бы "отключают память" костных и жировых клеток при помощи азацитидина (AZA) и особого фактора роста, тем самым превращая их в стволовые. Процесс превращения занимает не более трех недель. После этого стволовые клетки вводят в поврежденный участок ткани, где они размножаются и способствуют дальнейшему росту клеток и заживлению ткани. Новый метод похож на процесс регенерации конечностей саламандры, клетки которой способны восстанавливать разные типы тканей, в зависимости от того, какой орган нуждается в замене.
С помощью такой технологии можно будет решить множество проблем современной медицины, включая лечение серьезных травм, смертельных заболеваний и даже обращение процесса старения вспять.
4. Обезьяна с сердцем свиньи
На днях американские ученые опубликовали результаты исследования по совершенствованию технологий по трансплантации. Им удалось пересадить бабуину сердце свиньи, которое не только не отторгалось организмом животного, но и бесперебойно проработало два с половиной года. Успехи эксперимента позволяют говорить о том, что в скором времени трансплантацию свиного сердца можно будет проводить и людям.
Раньше процесс обычно затруднялся тем, что иммунная система оперируемого отторгала новые органы. Средний срок выживания перенесших ксенотрансплантацию (пересадку органов от одного вида другому) составлял от 140 до 180 дней. Чтобы избежать этого, ученые начали работать с генетически модифицированными свиньями-донорами, повысив совместимость их органов с организмом приматов.
Всего в рамках эксперимента свиные сердца были пересажены пяти обезьянам. Одна особь прожила с новым органом 945 дней, однако средний срок составил 298 дней – таким образом, успешность нового метода пока далека от идеальной.
5. Машина для лекарств
Ученые из Массачусетского технологического института создали компактную машину, способную производить лекарственные препараты по рецепту. На сегодняшний день система производит четыре распространенных препарата, отпускаемых по рецепту: антидепрессант, антигистаминное вещество, седативное средство и местный анестетик. На приготовление тысячи доз уходит всего 24 часа.
Инженеры уже работают над расширением списка препаратов, а также над тем, чтобы сделать устройство более компактным. Сейчас оно примерно с холодильник, но его вполне можно уменьшить до размеров микроволновки. По словам экспертов, подобные технологии позволят производить лекарства в особых условиях – на поле боя, в регионах стихийных бедствий, во время разгара эпидемий и в тех случаях, когда конкретный препарат необходим человеку с редким заболеванием.
