Сьогодні одне з соціально значущих для здоров'я человеканаправленій науки і техніки лежить на стику трьох дисциплін: біотехнології, інформаційної технології, нанотехнології. Саме біо-інфо-нано можуть стати тією птицею-трійкою, що привезе нас до нової якості життя.
Пігулка-робот
У Зеленограді (одному з наукоградів) свого часу була розроблена «кремлівська таблетка» - прообраз лікарського засобу з вбудованим чіпом, - яка, потрапляючи в організм, діяла зсередини. Кремлівської її прозвали за частого використання «кремлівськими старцями». Тепер в наукомісті розробляють діагностичні біочіпи. Чіп - це мікроелектронна схема на напівпровідниках в цілісному нерозбірному корпусі. Нанобіо-чіпи - це пристрої, де в якості провідників застосовуються біомолекули (зазвичай олігопептиди). Використовується їх властивість змінювати електропровідність при приєднанні до деяких хімічних групам в молекулах різних речовин. Ці біомолекули грають роль маркерів. Їх робота виглядає так: на витратні смужки фіксуються різні антитіла. Оскільки біотехнології часто застосовують для боротьби з інфекціями, це можуть бути антитіла відразу декількох з них - туберкульозу, гепатиту, СНІДу і т.д. У чіп вбудовані відповідні маркери «є-ні», все це під'єднується до електричного датчику, далі отримані дані розшифровуються і відображаються на екрані монітора. Так можна швидко і точно визначити присутність в організмі того чи іншого мікроба.
Наступний напрямок - захист ліків від фальсифікації. На жаль, для Росії ця проблема актуальна. Виробники медикаментів будуть проставляти на свої упаковки радіофіковані коди (RFID-мітки). При цьому аптеки будуть мати єдину систему зчитування таких позначок. Вже йдуть випробування міток в тестовому режимі на ліках російського виробництва.
Прийми мене!
У світі гостро стоїть проблема забудькуватості при прийомі ліків. За підрахунками дослідників з Інституту охорони здоров'я Нової Англії в США, витрати на медичні витрати через неточний дотримання лікарських приписів складають 290 млрд доларів щорічно. У розвинених країнах не забувають вчасно приймати ліки тільки 50% пацієнтів з хронічними захворюваннями, а та розвитку - і того менше, відзначає Всесвітня організація охорони здоров'я.
На Заході винайшли нову систему: ліки самі нагадують, що прийшла пора їх прийняти. Нові пристрої, засновані на бездротових технологіях, чітко стежать за розсіяними пацієнтами, до того ж з'явилася можливість повідомити лікуючого лікаря або родича хворого про пропуск прийому необхідного препарату.
Американські та англійські оператори мобільного зв'язку вже пропонують послугу - дзвінок на мобільний номер пацієнта, якщо той забув про чергову пігулці. У ПАР недавно сконструювали комплекс під назвою SIMpill. Він містить пухирець-контейнер з ліками і приставку - міні-мобільний телефон, де розташовується SIM-карта, батарейка, передавач і електронний чіп. Кожен раз, коли контейнер відкривається, чіп посилає сигнал центрального серверу. Той, використовуючи унікальний ідентифікаційний код на упаковці, знаходить в базі даних конкретного пацієнта і порівнює час надходження сигналу з призначеннями лікаря. Якщо людина припізнилися або, навпаки, вирішив прийняти препарат завчасно - негайно відсилається CMC в три адреси: самому пацієнту, його родичу і лікаря.
Чому б і російським операторам не взяти це на озброєння? Адже іноді подібне нагадування може в буквальному сенсі врятувати життя хворого.
Деяким пацієнтам просто необхідна ця технологія. Насамперед - людям з порушеннями в психіці. За допомогою таких ліків можна скоротити число візитів до лікаря людей, які страждають заразними хворобами, наприклад туберкульозом.
Хронічні захворювання, у тому числі цукровий діабет, гіпертонія або серцеві недуги, вимагають регулярного прийому медикаментів, що також могла б забезпечити «розумна пігулка».
Якщо взяти до уваги ще й лікарські помилки, коли препарати попросту виписуються не в тій кількості, яка необхідна конкретному пацієнту, то користь від таблетки хай-тек буде вагомою.
І діагностика, і лікування
Таблетки з чіпами, про які вже йшлося, можуть застосовуватися для моніторингу стану здоров'я пацієнтів. У міру проходження по організму така таблетка «доповідає з місця подій» про роботу ліки і про побічні ефекти. Влаштована вона так: у пілюлю, крім необхідного пацієнту ліки, вмонтований ще й сенсорний чіп. Розміром він не більше піщинки, складається з безпечних харчових матеріалів і вітамінів. Під дією кислоти шлунку матеріали чіпа активізуються, і він випускає модульовані високочастотні електромагнітні хвилі, що поширюються по тканинах організму. Ці хвилі збирають інформацію про ритм серця, куті нахилу тіла, температурі і сні пацієнта, потім посилають її у вигляді сигналів на трансдермальний пластир, наклеєний на тіло людини або введений підшкірно. Якщо людина перебуває на відстані не більше 6 м від телефону, інформація з пластиру зчитується і направляється на сервер поліклініки, звідки розшифровані дані, а також рекомендації щодо прийняття того чи іншого препарату надсилаються пацієнту, його родичам або безпосередньо лікареві на телефон або електронну пошту.
Голландська фірма винайшла пігулку, призначену для кишкових хвороб, таких як хвороба Крона, коліт і колоректальний рак. Ці захворювання лікуються дуже важкими для організму препаратами, від передозування яких у пацієнта можуть виникнути небажані побічні ефекти. Пігулка вимірює кислотність вмісту стравоходу і шлунку і відкриває відсік з медикаментом в тому місці, де це необхідно, доставляючи потрібну кількість лікарської речовини. Ризик передозування практично зводиться до нуля. Також високотехнологічна пігулка може виміряти температуру тіла в різних його областях і органах і надіслати інформацію разом із зображенням хворого («гарячого») органу на спеціальний приймач, який носять на поясі.
Нещодавно в Москві на виставці в МІФІ був представлений діагностичний комплекс «Конвалія», розроблений студентським конструкторським бюро. Він включає в себе одноразову капсулу з відеокамерою і джерелом світла, передавач-зчитувач, програмне забезпечення для обробки та аналізу даних, а також кишеньковий комп'ютер для перегляду отриманого відеозображення. Пацієнт ковтає капсулу розміром 15x7x7 мм, яка подорожує по шлунково-кишковому тракту, здійснюючи безперервну зйомку. Вся отримана відеоінформація транслюється в передавач, який закріплюється на поясі пацієнта. Через 14 годин запис відправляється в програмний комплекс, де виявляються ті ділянки ШКТ, які можуть викликати сумнів. Після цього отримані дані переглядає лікар, який і ставить остаточний діагноз.
Пацієнт не відчуває дискомфорту, неминучого при традиційному ендоскопічному дослідженні, а у лікаря з'являється можливість проникнути в ті відділи ШКТ, які недоступні звичайному ендоскоп (наприклад, тонка кишка). Це перспективна технологія, хоча її широке впровадження передбачає відповідний розвиток інформаційно-технічної інфраструктури.
Одним з найбільших проривів по створенню штучного зору став американський проект «Бостонський імплантат сітківки». Старт йому був даний в 1980-х. А нещодавно оприлюднено останнє досягнення. Протягом трьох років творці мають намір випробувати його на людях. Мініатюрна камера на окулярах по бездротовому каналу транслює сигнал на крихітний чіп, встановлений на очному яблуці. Чіп переводить цю інформацію в набір слабких електричних сигналів, що посилаються на решітку з електродів, які впроваджені в товщу сітківки. Вони стимулюють нервові клітини, і людина знаходить зір.
Сьогодні також інтенсивно проводять клінічні випробування пристрою, до складу якого входить імплантат з 60 стимулюючими електродами. Це далеко від потрібних декількох тисяч пікселів, при яких пацієнти могли б уже розрізняти поблизу особи людей і читати. Але навіть можливість виявляти кордону світла і тіні (дверні прорізи, сходи) або яскраві предмети - велике досягнення.
Журнал «Будь здоровий»