20 technologii przyszłości
- Sławomir Kosieliński,
- 31.12.2009, godz. 09:44
Wytworzenie sztucznych mięśni i tkanek daje szansę na naprawianie i zastąpienie uszkodzonych lub słabo funkcjonujących organów, wpływając tym samym na zdrowie. Technologia ma duże perspektywy rozwojowe z uwagi na potrzeby zastąpienia tkanek, które starzeją się szybciej od innych, w sytuacji wydłużania się długości życia człowieka. Niezbędna jest także dla poszkodowanych w wypadkach i działaniach wojennych. Jej wprowadzenie umożliwi zmniejszenie kosztów leczenia osób poszkodowanych w wypadkach, przywrócenie do pełnej sprawności i powrót do pracy.
Produktami mogą być np.: sztuczne narządy, narządy hybrydowe, nośniki leków - nanonośniki leków, hipertermia i terapia fotodynamiczna - niszczenie komórek, sprzęt rehabilitacyjny, protezy, ektotezy, ontezy.
Obecnie najbardziej typowe zastosowanie inżynierii tkankowej to leczenie rozległych oparzeń i ran skóry, poprzez zastosowanie sztucznej, wyhodowanej laboratoryjnie tkanki skórnej. Nie jest to metoda stosowana zbyt często z uwagi na bardzo wysoką cenę. W perspektywie najbliższych lat rozwiną się całkowicie zautomatyzowane hodowle sztucznej skóry, co pozwoli obniżyć jej koszt wytwarzania i poprawić jej dostępność.
W praktyce medycznej w zakresie inżynierii biomateriałów stosuje się z powodzeniem implanty wszystkich stawów (zwłaszcza biodrowych, kolanowych krążków kręgosłupa). Trudniejsze, ale możliwe do wymiany są stawy barkowe i skokowe. Znane są modele sztucznego serca, ścięgien i więzadeł.
W wielu ośrodkach badawczych na świecie, także w Polsce, trwają intensywne prace nad sztucznymi mięśniami z pobudzanych elektrycznie kompozytów oraz nad wprowadzaniem materiałów biodegradowalnych, np. w miejsce uszkodzonej kości. Materiały te stanowią wypełniające "rusztowanie" pozwalające na miejscowe odnowienie się żywej tkanki.
Zaawansowane metody diagnostyki i chirurgii
Urządzenia, materiały, metody diagnostyczne pozwalające na poprawę precyzji diagnozowania, tak aby zbadać, czy dana osoba jest bardziej lub mniej podatna na określone choroby. Również chodzi o znaczny wzrost dokładności i skuteczności zabiegów chirurgicznych przy równoczesnym zmniejszeniu stopnia inwazyjności i skróceniu czasu powrotu do zdrowia.
Kluczowe technologie badawcze w biotechnologii
- Obliczenia w chmurze, obliczenia gridowe - cloud computing, grid computing.
- Modelowanie interakcji dużych cząsteczek (np. białka z białkiem).
- Przyspieszenie obliczeń dla dużych układów.
- Wykorzystywanie do wspierania decyzji danych przechowywanych w różnych formatach, znajdujących się w rozproszonych bazach danych administrowanych przez niezależne podmioty.
- Integracja w czasie rzeczywistym danych in silico z danymi uzyskanymi in vitro i in vivo.
- Rozbudowa baz danych informacji elementarnych.
- Bardziej wiarygodne przewidywanie toksyczności (np. genotoksyczność) i interakcji pomiędzy lekami.
- Analiza metabolizmu leków in silico.
- Włączanie rozbudowanych danych z badań klinicznych zwłaszcza z obszaru genomiki i proteomiki.
- Budowa wirtualnych modeli organów i pacjentów i wprowadzanie do tych modeli chorób i leków.
Prewencyjne badania genetyczne mogą dostarczyć informacji medycznej, która może mieć wpływ na decyzje odnośnie podjęcia specyficznych działań zaradczych i leczenia prewencyjnego z potencjalnym wpływem na poziom zachorowalności i umieralności, a co za tym idzie - na poziom zdrowia społeczeństwa. Najczęściej wykonywane prewencyjne badania genetyczne dotyczą diagnostyki prenatalnej, ryzyka wystąpienia chorób nowotworowych, anemii sierpowatej, cukrzycy, choroby Parkinsona, itp.