10 Medizintechnologien, die die Zukunft gestalten könnten

Es versteht sich von selbst, dass sich unsere Gesellschaft schneller bewegt als jemals zuvor. Während die Medizintechnik mit beispielloser Geschwindigkeit und Genauigkeit voranschreitet, bleiben viele von uns im Staubsturm veralteter Verfahren, die vor Jahrzehnten üblich waren. Aber wenn wir aufschauen und in die nahe Zukunft blicken, können wir die Anfänge einer völlig neuen Welt medizinischer Behandlungen sehen, die sich die Ärzte von gestern nicht einmal vorstellen konnten. Hier sind 10 medizinische Technologien, die die Zukunft sehr gut gestalten könnten.

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Anti-Blutendes Gel

In der Regel kommt ein medizinischer Fortschritt aus jahrelanger Forschung mit hohem Budget. Manchmal ist es ein reiner Zufall. Und manchmal wird ein kleines Team von Pionieren mit einer wirklich innovativen Entdeckung voranschreiten. Das ist bei Joe Landolina und Isaac Miller und ihrem Veti-Gel der Fall, einer cremeartigen Substanz, die sofort eine Wunde versiegelt und den Gerinnungsprozess startet.

Das Anti-Blutungsgel bildet ein synthetisches Gerüst, das die extrazelluläre Matrix imitiert, eine erstaunlich benannte natürliche Substanz, die das Zusammenwachsen von Zellen im Körper unterstützt. Hier ist ein Video vom Gel in Aktion (Warnung, es ist ziemlich blutig). Im Video wird Schweineblut in einen Schweineschnitzel geleitet. Wenn das Schweinefleisch in Scheiben geschnitten wird, fängt es sofort an zu bluten, stoppt aber sofort, wenn Veti-Gel angewendet wird.

In anderen Tests verwendete Landolino das Gel, um die Blutung an der Halsschlagader einer Ratte zu stoppen, sowie an einer lebenden Leber, die in Scheiben geschnitten worden war. Wenn dieses Produkt kommerziell wird, kann es Millionen von Leben retten, insbesondere in Kampfgebieten.

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Magnetschwebetechnik

Künstliches Lungengewebe, das mit magnetischer Levitation gewachsen ist: Es klingt nach Science-Fiction-Effekt und war es bis jetzt. 2010 begannen Glauco Souza und sein Team nach einem Weg zu suchen, um realistisches menschliches Gewebe unter Verwendung von Nanomagneten herzustellen, das es dem im Labor gezüchteten Gewebe ermöglichte, über einer Nährlösung zu schweben.

Das Ergebnis war das realistischste synthetisch gewachsene Organgewebe, das jemals gezüchtet wurde. Normalerweise wird im Labor gewachsenes Gewebe in einer Petrischale erzeugt. Durch die Erhöhung des Gewebes kann es jedoch in eine 3D-Form wachsen, die komplexere Zellschichten ermöglicht. Dieses 3D-Wachstumsmuster ist eine perfektere Simulation der Art und Weise, wie Zellen im menschlichen Körper wachsen, was bedeutet, dass dies ein großer Schritt in Richtung künstlicher Organe ist, die in den Menschen transplantiert werden können.

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Künstliche Zellnachahmung

Es ist offensichtlich, dass die Richtung der Medizintechnik mehr darauf abzielt, menschliches Gewebe außerhalb des Körpers zu reproduzieren, sodass wir sozusagen „Ersatzteile“ herstellen können. Wenn eine Orgel nicht funktioniert, können wir sie einfach durch eine neue ersetzen, die vom Fließband kommt. Nun bewegt sich diese Idee mit einem Gel, das die Wirkung bestimmter Zellen nachahmt, auf die Zellebene.

Das Material wird in Bündeln gebildet, die nur 7,5 Milliardstel Meter breit sind - zum Vergleich: Das ist etwa viermal so breit wie eine DNA-Doppelhelix. Zellen haben ihren eigenen Skeletttyp, bekannt als Zytoskelett, das aus Proteinen besteht. Das synthetische Gel tritt an die Stelle dieses Zytoskeletts in einer Zelle, und wenn es beispielsweise auf eine Wunde aufgetragen wird, ersetzt es alle Zellen, die verloren oder beschädigt wurden. In praktischer Hinsicht würde es wie ein winziger, winziger Abwasserkanalrost wirken. Flüssigkeiten können durch die Zelle dringen, wodurch die Wunde weiter heilen kann. Das künstliche Skelett verhindert jedoch, dass Bakterien mit der Flüssigkeit durchdringen.

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Gehirnzellen aus Urin

In einem Satz, den wir nicht oft verwenden werden, haben Forscher aus Pee menschliche Gehirnzellen gemacht. Am Guangzhou Institute of Biomedicine and Health in China haben Biologen Abfallzellen aus dem Urin entnommen und mithilfe von Retroviren zu Vorläuferzellen modifiziert, die der Körper als Bausteine ​​für Gehirnzellen verwendet. Der wertvollste Vorteil dieser Methode ist, dass die neu geschaffenen Neuronen bei keiner der getesteten Mäuse zu Tumoren geführt haben.

Sehen Sie, in der Vergangenheit wurden dafür embryonale Stammzellen verwendet, aber eine ihrer Nebenwirkungen war, dass sie nach der Transplantation eher Tumore entwickelten. Aber schon nach wenigen Wochen hatten sich die auf Piss basierenden Zellen zu Neuronen entwickelt, ohne dass unerwünschte Mutationen auftraten.

Der offensichtliche medizinische Vorteil, Zellen aus dem Urin zu bekommen, ist, dass sie frei verfügbar ist und Wissenschaftler daran arbeiten könnten, Neuronen zu entwickeln, die von derselben Person stammen, was die Chance erhöht, dass sie vom Körper angenommen werden.

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Elektrische Unterwäsche

Wir wissen, wir wissen, aber wenn wir hören, dass elektrische Unterwäsche wirklich Tausende von Leben retten kann. Wenn ein Patient tagelang, wochenlang oder monatelang in einem Krankenhausbett liegt, kann er bodenseitige Wunden entwickeln, die durch mangelnde Durchblutung und komprimierte Haut entstehen. Und glauben Sie es oder nicht, Bettwunden können tödlich sein. Etwa 60.000 Menschen sterben jedes Jahr an Wunden und Folgeinfektionen, die der medizinischen Industrie in den USA 12 Milliarden Dollar abnehmen.

Die vom kanadischen Forscher Sean Dukelow entwickelte elektrische Unterhose namens Smart-E-Pants liefert alle zehn Minuten eine kleine elektrische Ladung. Der Effekt ist derselbe, als würde sich der Patient von alleine bewegen - er aktiviert die Muskeln und erhöht die Durchblutung in diesem Bereich, beseitigt effektiv Wundliegen und rettet so Leben.

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Pollenimpfstoffe

Blütenpollen ist eines der häufigsten Allergene der Welt und es ist so effektiv bei dem, was es aufgrund der Art und Weise, wie Pollen aufgebaut wird, tut. Die Pollen-Außenhülle ist unglaublich hart und robust genug, um der zerfallenden Kraft des menschlichen Verdauungssystems standzuhalten. Und das ist mehr, als die meisten Impfstoffe sagen können - die Mehrheit der Impfstoffe wird injiziert, weil sie keine Magensäure vertragen, wenn sie oral eingenommen werden. Der Impfstoff bricht zusammen und wird unbrauchbar.

Aber fassen Sie die beiden zusammen, und Sie haben im medizinischen Labor des Himmels ein Match gemacht.Forscher der Texas Tech University suchen nach Möglichkeiten, Pollen als Mittel zu verwenden, um im Ausland stationierte Soldaten mit lebensrettenden Impfstoffen zu versorgen. Der leitende Forscher des Projekts, Harvinder Gill, hat das Ziel, in Pollen zu knacken, um die Allergene zu entfernen, und dann einen Impfstoff in den leeren Raum zu injizieren. Forschung wie diese kann die Art und Weise, wie Impfstoffe und Medikamente an Menschen verabreicht werden, erheblich verändern.

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Gedruckte Knochen

Erinnern Sie sich an die Tage, als Sie sich den Arm gebrochen haben und dann wochenlang einen Gipsverband tragen müssen, während sich der Knochen natürlich selbst heilt? Es sieht so aus, als wären diese Tage hinter uns. Mithilfe von 3D-Druckern haben Forscher der Washington State University ein Hybridmaterial entwickelt, das die gleichen Eigenschaften und die gleiche Stärke und Flexibilität aufweist wie der echte Knochen.

Dieses „Modell“ kann dann am Ort der Fraktur im Körper platziert werden, während der echte Knochen wie ein Gerüst um ihn herum wächst. Sobald der Prozess abgeschlossen ist, wird das Modell aufgelöst. Der Drucker, den sie verwenden, ist eine ProMetal 3D-Drucker-Consumer-Technologie, die jedem zur Verfügung steht, der über ausreichend Geld verfügt. Das Material für die Knochenstruktur war das eigentliche Problem, aber sie haben eine Formel entwickelt, die eine Kombination aus Zink, Silizium und Calciumphosphat verwendet, die gut funktioniert, so dass der gesamte Prozess bereits funktioniert hat erfolgreich an Kaninchen getestet. Wenn das Knochenmaterial mit Stammzellen kombiniert wurde, wuchs der natürliche Knochen viel schneller zurück als normal.

Der eigentliche Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass Gewebe mit 3D-Druckern gewachsen werden kann, selbst wenn es sich um volle Organe handelt, wenn wir die richtige Kombination von Ausgangsmaterialien haben.

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Brain Damage Repair

Das Gehirn ist ein empfindliches Organ, und selbst ein leichtes Trauma kann nachhaltige Auswirkungen haben, wenn es an den falschen Stellen angestoßen wird. Für Menschen mit einer traumatischen Hirnverletzung ist eine umfassende Rehabilitation die einzige Hoffnung, wieder ein normales Leben zu führen. Alternativ könnten sie nur einen Schlag auf die Zunge bekommen.

Ihre Zunge ist durch Tausende von Nervengruppen mit dem Nervensystem verbunden, von denen einige direkt in das Gehirn führen. Basierend auf dieser Tatsache stimuliert der Portable NeuroModulation Stimulator (PoNS) bestimmte Nervenregionen auf der Zunge, um das Gehirn hoffentlich darauf zu konzentrieren, die beschädigten Nerven zu reparieren. Und soweit funktioniert es. Patienten, die mit dieser Art von Neuromodulation behandelt wurden, zeigten bereits nach einer Woche eine deutliche Verbesserung. Faire Warnung, Sie könnten Hirnschäden bekommen, wenn Sie versuchen, diesen Link zu lesen.

Abgesehen von stumpfen Traumata könnte das PoNS-System praktikabel eingesetzt werden, um das Gehirn vor allem von Alkoholismus, Parkinson, Schlaganfällen und Multipler Sklerose zu reparieren.

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Mensch angetriebene Ausrüstung

Manchmal nimmt eine neue Innovation nicht unbedingt die Form an, die Sie erwarten. Die meisten von uns denken an bahnbrechende neue Verfahren oder Heilmittel gegen Krebs, aber dieses Beispiel zeigt, dass das Denken außerhalb der Grenzen einen großen Unterschied machen kann.

Herzschrittmacher werden derzeit bei etwa 700.000 Menschen verwendet, um den Herzrhythmus zu regulieren. Nach etwa sieben Jahren hat das Gerät keinen Saft mehr, was einen teuren chirurgischen Eingriff erforderlich macht. Nun, Wissenschaftler an der University of Michigan könnten dieses Problem gelöst haben, indem sie einen Weg entwickelten, um Elektrizität aus der Bewegung eines schlagenden Herzens zu ziehen - Elektrizität, die einen Schrittmacher antreiben kann.

Dr. Amin Karami hat Laborversuche mit überwältigenden positiven Ergebnissen gemacht und ist bereit, sein Gerät aus Materialien zu testen, die Elektrizität erzeugen, wenn sie die Form eines lebenden menschlichen Herzens verändern. Wenn der Test funktioniert, könnte dies nicht nur die Schrittmacherindustrie, sondern auch die gesamte medizinische Wissenschaft revolutionieren, indem der von Menschen erzeugte Strom verwendet wird, um eine Reihe von medizinischen Geräten anzutreiben. Dieses Gerät erntet zum Beispiel Elektrizität aus den Schwingungen des Innenohrs und treibt damit ein kleines Radio an.

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DNA Legos

DNA funktioniert wie die Anweisungen für das Leben und sagt den Zellen, was sie tun sollen. Ändern Sie die Struktur und die Nachricht ändert sich. DNA wird oft als die Bausteine ​​des Lebens bezeichnet, aber die Ingenieure in Harvard machen diesen Satz jetzt etwas wörtlicher. Sie verwenden DNA als Bausteine, Legos in Nanogröße, um Strukturen aufzubauen.

Das Lego-Image wurde von Peng Yin, dem leitenden Forscher des Projekts, ermutigt, weil es den Ingenieuren half, zu visualisieren, was sie schufen. Und der Vergleich hörte nicht auf - DNA wird im Wesentlichen mit vier verschiedenen Buchstaben-A, T, G und C codiert. Wenn DNA kombiniert wird, verbindet sich G mit C und A mit T. Always. So erstellten sie einen DNA-Strang, der zwei Buchstaben enthielt, wie die Stifte eines Lego-Steins. Schnappen Sie sie zusammen und Sie können alles bauen.

Das Konzept erobert die Biologiewelt und die Möglichkeiten sind endlos. Das Harvard-Team erstellte eine genetische Kopie eines 284-seitigen Buches, indem es es in eine Binärdatei übersetzt und dann die Einsen und Nullen der Binärstruktur mit der A-, T-, G- und C-Struktur der DNA assoziierte. Der resultierende DNA-Strang kann von jedermann dekodiert werden, um den vollständigen Text des Buches zu erhalten.

Diese Forscher in Oxford bauten einen DNA-Roboter, der Anweisungen befolgte und eine völlig andere Welt medizinischer Potenziale eröffnete.

Andrew Handley

Andrew ist freiberuflicher Autor und Besitzer des sexy, sexy HandleyNation Content Service. Wenn er nicht gerade schreibt, wandert oder klettert er oder genießt die frische Luft von North Carolina.