Organen en weefsels printen
Biomaterialen zijn al behoorlijk succesvol gebruikt voor 3D-printen. 3D-bioprinttechnologie voor de vervaardiging van biologische structuren omvat in de regel de plaatsing van cellen op een biocompatibele basis, met behulp van een laag-voor-laag-methode voor het genereren van driedimensionale structuren van biologische weefsels.
Omdat weefsels in het lichaam uit verschillende soorten cellen bestaan, verschillen de technologieën voor hun fabricage door middel van 3D-bioprinting ook aanzienlijk in hun vermogen om de stabiliteit en levensvatbaarheid van cellen te waarborgen. Enkele van de technieken die worden gebruikt bij 3D-bioprinting zijn fotolithografie, magnetische bioprinting, stereolithografie en directe celextrusie. Het op een bioprinter geproduceerde celmateriaal wordt overgebracht naar een incubator, waar het verder wordt gekweekt.
3D-bioprinting kan in de regeneratieve geneeskunde worden gebruikt om essentiële weefsels en organen te transplanteren. In vergelijking met 3D-printen van anorganische materialen zijn er complicerende factoren bij bioprinting, zoals de keuze van materialen, celtypen, hun groei- en differentiatiefactoren, evenals technische problemen die verband houden met celgevoeligheid en weefselvorming.
Om deze problemen op te lossen, is de interactie tussen technologieën uit de techniek, biomaterialen, celbiologie, fysica en geneeskunde noodzakelijk. 3D-bioprinting wordt al gebruikt om verschillende weefsels te laten groeien en transplanteren, waaronder gestratificeerd epitheel, bot, vaattransplantaten, tracheale spalken, hartweefsel en kraakbeenstructuren. Andere toepassingen voor 3D-bioprinting zijn onder meer hoge farmacodynamische weefselmodellering voor onderzoeksdoeleinden, evenals de ontwikkeling van geneesmiddelen en toxicologische analyse.
CRISPR
De snelle ontwikkeling van CRISPR-technologie voor het bewerken van genen dankt zijn vermogen om genetische pathologieën te behandelen. Ondanks de enorme hoeveelheid onderzoekswerk op dit gebied blijft een dergelijke behandeling helaas voor veel patiënten onbereikbaar: de veiligheid van de methode laat te wensen over, een verandering in het genetisch materiaal brengt vaak ongewenste gevolgen met zich mee.
Promotie video:
CRISPR is een nieuwe genome editing-technologie voor hogere organismen, gebaseerd op het immuunsysteem van bacteriën. Dit systeem is gebaseerd op speciale gebieden van bacterieel DNA, korte palindrome clusterherhalingen of CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Tussen identieke herhalingen bevinden zich verschillende DNA-fragmenten - spacers, waarvan er vele overeenkomen met delen van het genoom van virussen die parasiteren op een bepaalde bacterie. Wanneer een virus een bacteriële cel binnendringt, wordt het gedetecteerd met behulp van gespecialiseerde Cas-eiwitten (CRISPR-geassocieerde sequentie) geassocieerd met CRISPR-RNA.
Als een fragment van het virus is "geschreven" in een CRISPR RNA-spacer, snijden Cas-eiwitten het virale DNA af en vernietigen het, waardoor de cel wordt beschermd tegen infectie. Begin 2013 toonden verschillende groepen wetenschappers aan dat CRISPR / Cas-systemen niet alleen in bacteriële cellen kunnen werken, maar ook in cellen van hogere organismen, waardoor CRISPR / Cas-systemen het mogelijk maken om onjuiste gensequenties te corrigeren en zo erfelijke ziekten te behandelen. mens.
Actief gebruik van big data en IoT
In het Westen werd deze trend geschetst in 2015-2016, toen de grootste farmaceutische bedrijven gebruik gingen maken van de diensten van datacentra voor het verzamelen en verwerken van gegevens, en het gebruik van verschillende randapparatuur om zinvolle informatie te verkrijgen over potentiële drugsgebruikers.
Global Data-experts verwachten dat het volume van software- en IoT-dienstenmarkten in de farmaceutische industrie tegen 2020 zal groeien tot $ 2,4 miljard. De groeitrend veronderstelt de actieve ontwikkeling van big data en investeringen in gerelateerde infrastructuur.
Het meest opvallende voorbeeld van het gebruik van IoT in het Westen is de ervaring van Amazon en het gebruik van het AWS-platform voor medische en farmaceutische doeleinden. De cloud-array helpt de implementatie van technologische innovaties in de farmaceutische industrie te vereenvoudigen, vereenvoudigt de toepassing en integratie voor de behoeften van de farmaceutische ontwikkeling van high-performance computing en machine learning. Het bedrijf plant een nieuwe dienst die het werk met systemen voor het registreren van klinische gegevens, het voorschrijven van medicijnen en de keuze van medicijnen tegen de beste prijs zal vereenvoudigen.
Aangenomen wordt dat de nieuwe Amazon-service tips zal geven om patiënten beter te behandelen en te besparen op medicijnen. Het bedrijf is van plan om in de service de erkenning van medische dossiers op te nemen en de mogelijkheid om gesproken aanbevelingen te geven. Het bedrijf zei zelfs dat "medisch" handschrift geen probleem zou zijn voor herkenning.
Operaties in virtual reality
Gezondheidszorg is een van de belangrijkste en meest praktische industrieën voor augmented en virtual reality-technologieën. Bij moderne laparoscopische operaties wordt het beeld op de endoscoop aangevuld met het beeld dat wordt verkregen tijdens intraoperatieve angiografie. Hierdoor kan de chirurg precies weten waar de tumor zich in het orgaan bevindt en zo het verlies van gezond weefsel uit het orgaan van de patiënt minimaliseren tijdens de operatie om de tumor te verwijderen.
Met behulp van gespecialiseerde software kunnen artsen modellen van individuele protheses ontwikkelen op basis van patiëntscans. Het creëren van simulatoren op basis van virtual reality-technologieën kan de kwaliteit van de opleiding van artsen aanzienlijk verbeteren, de kosten verlagen en het aantal medische fouten verminderen.
Bionische prothesen
Cybernetische handen worden al met succes op de markt gebracht in het VK, Frankrijk en nu in de VS. Op 4 april 2019 kondigde Open Bionics zijn samenwerking aan met het Hanger-netwerk van klinieken, waarmee het de levering van Hero Arm-prothesen aan Amerika tot stand bracht.
Robotarmen zijn 3D-geprint en kunnen in 40 uur worden gemaakt. Myo-elektrische sensoren zijn binnenin ingebed, waardoor signalen van spieren en hersenen kunnen worden gelezen en er zo snel mogelijk op kunnen reageren. Zo kunnen mensen met een handicap weer een vol leven leiden. Volgens de ontwikkelaars van Open Bionics zijn Hero Arm-prothesen ongelooflijk nauwkeurig en intuïtief. Ze houden ook van kinderen, omdat de ingenieurs geïnspireerd waren door de film "Iron Man" en het spel Deus Ex.
Bionische beenprothesen moeten, naast de motorische functie, zorgen voor een effectieve schokabsorptie. Compacte en efficiënte motoren en accu's met een hoge capaciteit maken deze apparaten mobiel en gebruiksvriendelijk. Dergelijke technologieën hebben een positief effect op de kwaliteit van moderne prothesen, maar veroorzaken hun prijsstijging.
Volgens het Amerikaanse analytische bedrijf Frost & Sullivan varieert de prijs van moderne verbeterde prothesen van $ 5.000 tot $ 50.000.
3D-printtechnologie heeft de beschikbaarheid van moderne prothesen sterk beïnvloed. Hiermee kunt u snel en gemakkelijk goedkope maar functionele protheses maken, waardoor de uiteindelijke kosten voor de consument worden verlaagd en vooruitzichten worden gecreëerd voor de ontwikkeling van de industrie.
Met de ontwikkeling van technologie is er een nieuw type prothese verschenen - augmentatie, waarbij niet alleen een verloren orgaan wordt vervangen, maar ook vaardigheden worden verworven die voorheen niet kenmerkend waren voor mensen.
