Loimen nopeus biotekniikan utopiaan: 5 hienoa lääketieteellistä kehitystä

Ihmiset elävät pidempään kuin koskaan, lähinnä lääketieteellisen tekniikan läpimurtojen takia. Mielenkiintoista on kuitenkin se, että monissa uusimmissa hengenpelastussovelluksissa on tekniikka, jota voidaan käyttää myös jokapäiväisessä elämässämme. Tämänkaltaiset edistykset tuovat laitteitamme yhä lähemmäksi sydämemme - kirjaimellisesti - samoin kuin silmiämme, ihoamme ja muita elimiä. Tämä johtuu siitä, että biotekniikka tai tekniikan integrointi ihmiskehoon on tulossa yleisemmäksi. Näiden edistysaskelten toimiminen muissa sovelluksissa on vain luonnollinen jatko teknologialle keksinnölle. Tässä on katsaus viiteen kehitykseen, jotka näyttävät olevan suoraan tieteiskirjallisuudesta poistumattomia, mutta liikkuvat kohti lääketieteellistä todellisuutta - ja sen jälkeenkin. (Jos haluat nähdä vielä mielenkiintoisen lukemisen, katso Astounding-tieteellisiä ideoita, jotka tulivat totta (ja joitain, jotka eivät pitäneet).

Bioniset silmälasit

Bionisten silmälasien kenttä kasvaa nopeasti. Useat yritykset kehittävät ja testaavat "älykkäitä" piilolinssejä. Esimerkiksi Washingtonin yliopiston tutkijat pyrkivät linssiin, joka tarkkailee diabeetikoiden verensokeritasoja ja etsii glaukooman varoitusmerkkejä.

Valvonnan lisäksi nämä älykkäät linssit käyttävät pieniä merkkivaloja digitaalisen tiedon näyttämiseen suoraan käyttäjälle samalla lisätyllä todellisuudella, jota jotkut älypuhelimet käyttävät digitaalisen datan päälle saattamiseksi todellisen maailman kuviin. Mahdollisuuksia on helppo kuvitella; tällä tekniikalla, emme ehkä vain pysty tarkistamaan sähköpostia ja lukemaan tekstiviestejä yhteystietojemme kautta, mutta voimme myös saada päivityksen tärkeistä terveysmerkeistä, kuten verensokeri. (Kuulostaa vähän Google-lasien seuraavalta ulottuvuudelta!)

Ei ole yllättävää, että Microsoft Research on ryhtynyt yhteistyöhön Washingtonin yliopiston kanssa edistääkseen tämän älykkään linssin nimisen tuotteen kehitystä. Yhtiö aikoo julkaista nämä parannetut linssit "heti kun kaikki on valmis".

Itse paraneva iho

Iho on ihmiskehon suurin elin; se on myös joustavin. Ihoomme tarjoaa suojaesteen herkille sisäisille komponenteillemme. Se on paineherkkä, ja antaa meille kokea sensaation kevyimmästä kosketuksesta kipuun, ja se on erittäin tehokas parantamaan itseään. Sellaisena se on ollut erittäin vaikeaa jäljentää, vaikka kyky synteettisesti toistaa iho johtaisi maanvyöryyn lääketieteen potentiaaliin ja moniin muihin aloihin.

Stanfordin yliopiston tutkijoiden ansiosta synteettisestä korvaavasta ihosta on tullut totta. Ryhmä on kehittänyt erikoistyyppisestä polymeerimuovista ja nikkelin nanohiukkasista valmistetun materiaalin, joka on sekä paineherkkä että joustava. Se on myös kestävä - ja pystyy parantamaan itseään. Testissä, kun materiaali leikattiin puoliksi ja sitten puristettiin takaisin yhteen, se sai 75 prosenttia alkuperäisestä lujuudestaan ​​muutamassa ensimmäisessä sekunnissa. Jaettu pala palautettiin lähes 100 prosenttiin noin 30 minuutin kuluttua.

Tämän tekniikan yksi ilmeinen käyttö on proteesien valmistuksessa. Koska tämä synteettinen iho on paineherkkä ja pystyy havaitsemaan esimerkiksi kädenpuristusta ja taipumista, synteettisen ihon levittäminen proteesien raajoihin avaa mahdollisuuden luoda paljon realistisempi proteesitettu käsi, käsivarsi tai jalka. Materiaalia voidaan käyttää myös itseparantuvien elektronisten laitteiden, kuten älypuhelimien, tablet-laitteiden ja kannettavien tietokoneiden luomiseen. (Katso lisätietoja kohdasta 6 viidettä puettavaa laitetta.)

Itse latautuvia sisäisiä komponentteja

Joiden vuosikymmenien ajan sydämentahdistin on laajentanut ja parantanut sydänongelmista kärsivien ihmisten elämää. Yksi harvoista tämän laitteen haitoista on, että se tarvitsee akun toimiakseen. Kuten kaikki akut, myös virran sydämentahdistimien elimet ovat rajalliset, mikä tarkoittaa, että käyttäjien on tehtävä leikkaus pariston tyhjentyessä. Kalifornian teknillisen instituutin ja Princetonin yliopiston insinöörit ovat kuitenkin kehittäneet materiaalin, joka voisi mahdollisesti poistaa sydämentahdistimen paristojen vaihtokirurgian tarpeen - ja paljon muuta.

Joukkue upotti silikonikumilevyt keraamisilla nanoriboneilla lyijysirkonaattititanaattia (PZT), erittäin tehokasta pietsosähköistä materiaalia. Tuloksena oleva kumilevy tuottaa voimaa liikkumisen kautta, sieppaa 80 prosenttia mekaanisesta energiasta ja muuntaa sen sähköksi, jota sydämentahdistin voi käyttää. Jos materiaalia käytetään sydämentahdistimissa, sillä on potentiaalia pitää laitteita ladattuna määrittelemättömästi, yksinkertaisesti hengitysliikkeiden avulla.

Mutta vaikka yksi pieni arkki voi käyttää sydämentahdistinta, isommilla materiaalilevyillä on vielä suurempi energiapotentiaali. Ne voidaan upottaa kenkiin ja käyttää matkapuhelimien lataamiseen kävellen tai juoksemalla. Ne voivat jopa valjastaa ajoneuvon jousitusjärjestelmän liikkumisen ja pitää akun latautuneena tarjoamalla tyhjentämätöntä virransyöttöä tuleville sähköautoille.

Itse paranevat pinnat

Nanoteknologialla on suuri rooli biokehityksessä. Esimerkiksi MIT: n tutkijat ovat kehittäneet nanomittakaavan liiman, joka perustuu pieniin karvoihin, jotka peittävät gekojen jalat. Tämä aine antaa näiden pienten liskojen tarttua pinnoille, mutta tutkijoiden mielestä sitä voitaisiin käyttää myös haavojen sulkemiseen ja ehkä jopa korjaamaan sisäisiä reikiä, kuten mahahaavan aiheuttamat. Tämä materiaali on täysin vesitiivis, ja sitä voidaan käyttää myös sähköisten laitteiden suojaamiseen. (Lisätietoja nanoteknologiasta on artikkelissa Nanoteknologia: Suurin pieni innovaatio tekniikassa.)

Tulevaisuuden pyörätuoli

Entä älykäs pyörätuoli? Myös MIT: ssä tutkijat ovat luoneet pyörätuolin, joka hyväksyy äänikomennot ja oppii ympäristöstään. Autonominen tuoli rakentaa navigointikarttoja Wi-Fi-signaaleilla. On selvää, että tällainen laite olisi suuri edistysaskel vammaisille. Ja hei, ehkä se johtaa lopulta niihin ääniohjattuihin autoihin, joista me kaikki haavelemme.

Biotekniikan läpimurtot

Lääketieteellistä kehitystä kehitetään hämmästyttävällä vauhdilla. Hajoamista torjuvista mikrobeista, jotka pitävät hampaasi puhtaina, rakettimoottorisiin aseisiin, jotka antavat voimaa proteesille raajoille, tutkijat ja insinöörit tuovat meidät yhä lähemmäksi bionista utopiaa. Tietenkin, että näiden useiden edistysasemien tuominen markkinoille vie aikaa. Silti tiede hiipii yhä lähemmäksi tieteiskirjallisuutta, ja vaikka kaikki fiktion ennusteet tulevaisuudesta eivät ole myönteisiä, lääketiede on alue, jolla näyttää siltä, ​​että tulevaisuus ei pääse tänne tarpeeksi nopeasti.