Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Search the Community

Showing results for tags 'proteza'.



More search options

  • Search By Tags

    Type tags separated by commas.
  • Search By Author

Content Type


Forums

  • Nasza społeczność
    • Sprawy administracyjne i inne
    • Luźne gatki
  • Komentarze do wiadomości
    • Medycyna
    • Technologia
    • Psychologia
    • Zdrowie i uroda
    • Bezpieczeństwo IT
    • Nauki przyrodnicze
    • Astronomia i fizyka
    • Humanistyka
    • Ciekawostki
  • Artykuły
    • Artykuły
  • Inne
    • Wywiady
    • Książki

Find results in...

Find results that contain...


Date Created

  • Start

    End


Last Updated

  • Start

    End


Filter by number of...

Joined

  • Start

    End


Group


Adres URL


Skype


ICQ


Jabber


MSN


AIM


Yahoo


Lokalizacja


Zainteresowania

Found 20 results

  1. Powszechnie występujące infekcje jamy ustnej mogą być zwalczane za pomocą „doładowywanych” żywic zabijających bakterie i grzyby. Naukowcy z Manchester Metropolitan University poinformowali o znalezieniu sposobu na poradzenie sobie np. z kandydozami. To infekcje drożdżami, na które cierpi wiele osób noszących protezy. Kandydozy nie tylko utrudniają przełykanie, ale mogą prowadzić do poważnych infekcji krwi, mózgu, oczu czy kości. Naukowcy z Manchesteru stworzyli żywicę do plomb, która przez 45 dni uwalnia srebro. Nowa żywica to właśnie mieszanina srebra i zeolitu, materiału, który pozwala na kontrolowane powolne uwalnianie srebra. To zaś wykazuje silne właściwości antybakteryjne. Wypełnienia można „doładowywać” dodając do nich kolejne porcje srebra. Co interesujące żywica zwalcza grzyby i bakterie, ale jednocześnie nie wpływ na wygląd protezy. Infekcje jamy ustnej często dotykają ludzi noszących protezy. Mogą one prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych, zatem kluczowe jest, by protezy mogły zwalczać potencjalne choroby w miejscu, w którym się one rozwijają. Nasz zespół stworzył przeciwmikrobową żywicę, składającą się z zeolitu i srebra. Pozwala ona protezom zabijać bakterie i grzyby, a to oznacza, że posiadacze takich protez mogą mieć zdrowe usta bez przykładania zbytniego wysiłku, mówi główna autorka badań doktor Lubomira Tosheva. Żywica nie tylko działa przez 45 dni i można ją „doładowywać”, ale też nie wykorzystuje antybiotyków, co daje gwarancję, że mikroorganizmy nie zyskają oporności. « powrót do artykułu
  2. Ku zaskoczeniu amerykańskich naukowców okazało się, że nawilżaczem w implantach stawów biodrowych typu metal-metal jest grafit, nie białka. Wiedza ta pozwoli zaprojektować lepsze materiały do implantów, które będą mniej podatne na zużycie. Zespół złożony ze specjalistów z Northwestern University, Centrum Medycznego Rush University oraz Universität Duisburg-Essen odkrył, że kluczowym składnikiem lubrykantu z powierzchni implantu typu metal-metal jest grafit. Nawilżacz jest zatem bardziej podobny do występującego w silniku spalinowym niż w naturalnym stawie. Materiały protetyczne stawów biodrowych (metale, polimery i ceramika) wytrzymują przeważnie powyżej 10 lat. Po upływie dekady mamy jednak do czynienia ze zwiększoną częstotliwością uszkodzeń, zwłaszcza u młodych, aktywnych osób. Nic dziwnego więc, że marzeniem ortopedów jest wydłużenie żywotności implantów stawów biodrowych do 30-50 lat. Najlepiej zaś, by służyły pacjentowi do końca życia. Teraz, gdy zaczynamy rozumieć, jak przebiega nawilżanie tych implantów w organizmie, mamy punkt zaczepienia, żeby je ulepszyć - podkreśla prof. Laurence D. Marks. Wcześniejsze badania 2 członków ekipy, Alfonsa Fischera z Universität Duisburg-Essen i Markusa Wimmera z Centrum Medycznego Rush University, wykazały, że nawilżająca warstwa tworzy się na metalowych stawach w wyniku tarcia (następuje tzw. zużycie trybologiczne). Kiedy już powstanie, zmniejsza tarcie, a także ogranicza zużycie i korozję. Autorzy opracowania opublikowanego w Science porównują film graniczny protezy do cienkiej warstewki wody pozwalającej łyżwiarzowi ślizgać się po lodzie. Naukowcy wiedzieli więc już o istnieniu warstwy smarującej, która występuje zarówno na powierzchni głowy, jak i panewki, dotąd nie mieli jednak pojęcia, z czego jest ona zbudowana. Zakładano, że to białka albo inna substancja występująca w organizmie. Zespół złożony ze specjalistów z wielu dziedzin badał 7 implantów, pobranych od pacjentów z różnych względów. Akademicy posłużyli się m.in. mikroskopami optycznymi i elektronowymi. Spektra utraty energii elektronów wskazały na grafit. Bazując na tym i na innych dowodach, naukowcy doszli do wniosku, że warstwa nawilżająca składa się głównie z grafitu.
  3. Sztuczny móżdżek u szczurów to, wg futurystów, kolejny krok na drodze do stworzenia cyborgów, u których wzmocniono by działające prawidłowo funkcje. Dla biologów i lekarzy osiągnięcie Mattiego Mintza z Uniwersytetu w Tel Awiwie ma jednak nieco inne znaczenie: daje nadzieję na zastąpienie struktur uszkodzonych przez udar, wypadek czy procesy starzenia. Naukowcy podkreślają, że dotychczasowe protezy, np. implant ślimakowy, pozwalały na jednokierunkową komunikację – od urządzenia do mózgu albo na odwrót. W przypadku sztucznego móżdżku przepływ informacji zachodzi w obie strony. Urządzenie otrzymuje dane czuciowe z pnia mózgu. Interpretuje je, a następnie wysyła sygnał do różnych regionów pnia mózgu i znajdujących się tu obwodowych neuronów ruchowych (to do nich dostarczają część bodźców włókna związane z odruchami i programem ruchów). To dowód, że można nagrywać dane z mózgu, analizować je podobnie jak sieć biologiczna i kierować do mózgu informację zwrotną – cieszy się Mintz. Z kilku względów móżdżek doskonale nadawał się do zastąpienia sztucznym odpowiednikiem. Niemal doskonale znamy jego anatomię i niektóre z jego zachowań. Na początku akademicy analizowali sygnały napływające z pnia mózgu do sterującego równowagą, koordynacją i czasowaniem ruchów móżdżku. Później przyglądali się generowanej przez móżdżek odpowiedzi. Na końcu stworzyli sztuczną wersję móżdżku w postaci chipa, który znajduje się na zewnątrz czaszki i jest podłączony do mózgu za pomocą wszczepionych elektrod. W ramach testów znieczulono szczura i wyłączono jego móżdżek. Zwierzę poddano warunkowaniu klasycznemu. Najpierw miało ono mrugać w odpowiedzi na dmuchnięcie w oko połączone z dźwiękiem, potem po zadziałaniu samego dźwięku. W pierwszym scenariuszu naukę prowadzono bez podłączonego chipa (wtedy szczur nie był w stanie opanować odruchu). W drugim chip podłączano i gryzoń uczył się jak zwykłe zwierzę. Naukowcy komentujący doniesienia Izraelczyków podkreślają, że w przyszłości trzeba będzie stworzyć modele większych obszarów móżdżku, które mogłyby się uczyć całych sekwencji ruchowych. Wg nich, warto by też sprawdzić, jak sprawuje się chip u przytomnych zwierząt, a nie będzie to łatwe ze względu na artefakty w sygnale generowane przez sam ruch.
  4. Cztery amerykańskie uniwersytety podzielą się grantem w wysokości 1,2 miliona dolarów, który przeznaczony jest na stworzenie interfejsu pozwalającego na kontrolę protez za pomocą mózgu. Naukowcy z Rice University zbudują sztuczną dłoń sterowaną za pomocą elektrod przyczepionych do głowy. Dane EEG zostaną w czasie rzeczywistym połączone z informacjami o przepływie krwi i poziomie tlenu w płacie czołowym. Będzie to możliwe dzięki działającej w bliskiej podczerwieni technologii opracowanej na Drexler University. Sztuczna ręka będzie zawierała czujniki zbierające informacje z palców i dłoni, a dane będą przesyłane użytkownikowi za pomocą wibrujących części protezy, które w punkcie styku z ciałem pacjenta będą dawały sygnały, informujące np. o konieczności zmiany siły uchwytu. Trzecią z uczelni biorących udział w projekcie jest University of Maryland, gdzie powstała technologia EEG pozwalająca na przesuwanie kursora po ekranie za pomocą myśli. Chcemy połączyć te wszystkie technologie - nieinwazyjne dekodowanie neuronalne, bezpośrednią kontrolę za pomocą mózgu oraz system dotykowych informacji zwrotknych - mówi Marcia O'Malley, jedna z głównych badaczy na Rice University. Z trzema wspomnianymi uczelniami będzie współpracował też University of Michigan. W perspektywie długoterminowej mogą powstać protezy o takich samych możliwościach jak prawdziwe kończyny - dodaje O'Malley. To niejedyny w USA program mający na celu stworzenie zaawansowanych protez. W ubiegłym roku DARPA przyznała Uniwersytetowi Johnsa Hopkinsa grant w wysokości 34,5 miliona dolarów. Pieniądze zostaną przeznaczone na stworzenie interfejsu pozwalającego na sterowanie za pomocą mózgu sztucznym ramieniem o 22 stopniach swobody.
  5. Specjaliści z Instytutu Badawczego Sabana Szpitala Dziecięcego w Los Angeles dzięki inżynierii tkankowej uzyskali u myszy działające jelito cienkie. Wszyscy podkreślają, że to niezbędny pierwszy krok, by kiedyś zastosować opisywaną technikę w ludzkiej medycynie regeneracyjnej. Dr Tracy C. Grikscheit uważa, że skoro udało się już uzyskać protezę jelita, teraz trzeba stwierdzić, jak zrobić to lepiej. Jako chirurg dziecięcy Amerykanka często spotyka się z martwiczym zapaleniem jelit (ang. necrotizing enterocolitis, NEC) u wcześniaków. Szybkie rozpoczęcie leczenia NEC ma zapobiec przedostaniu się bakterii do jamy otrzewnej. Często jedynym rozwiązaniem jest usunięcie jelita cienkiego, jednak później dziecko musi być karmione dożylnie i zagraża mu uszkodzenie wątroby. Przeszczep jest możliwy, ale to nie rozwiązanie długoterminowe, gdyż istnieje tylko 50% szans, że nowe jelito będzie sprawne po 5. urodzinach małego pacjenta. Szukając innego rozwiązania, Grikscheit zauważyła, że jelito cienkie jest doskonale regenerującym się narządem. W ciągu całego życia stale zachodzi utrata komórek i zastępowanie ich nowymi. Czemu więc nie wykorzystać tych zdolności, by pomóc chorym dzieciom? Na początku zespół z Los Angeles pobrał od myszy próbki tkanki jelit. Pozyskano komórki reprezentujące różne warstwy jelita, w tym mięśniowe oraz nabłonkowe. Następnie zespół wszczepił mieszaninę komórek do jamy brzusznej myszy (zastosowano rusztowanie z biodegradowalnego polimeru). Okazało się, że nowe jelito urosło, w dodatku występowały w nim wszystkie typy komórek naturalnego jelita. Wszczepiane komórki były znakowane na zielono, wiadomo więc, gdzie trafiły. W ten sposób ustalono, że wszystkie główne elementy protezy jelita powstały właśnie z nich. Co istotne, nowe organy zawierały wszystkie najważniejsze części oryginału. W przypadku dzieci z niewydolnością jelitową zawsze szukamy rozwiązań długoterminowych i wytrzymałych, które nie wymagają podawania toksycznych leków na podtrzymanie przeszczepu. Proteza jelita, która ma wszystkie krytyczne elementy dojrzałego jelita, stanowi naprawdę ekscytujący, ale na razie pierwszy krok we właściwym kierunku – podsumowuje dr Henri Ford.
  6. Inżynierowie z Uniwersytetu Południowej Kalifornii uzyskali funkcjonującą synapsę z węglowych nanorurek. Rozwiązanie będzie można wykorzystać w protezach mózgowych lub po spięciu wielu takich synaps, do stworzenia syntetycznego mózgu. Pracami zespołu kierowali profesorowie Alice Parker i Chongwu Zhou. Parker zaczęła się zastanawiać nad możliwościami uzyskania sztucznego mózgu już w 2006 roku. "Chcieliśmy uzyskać odpowiedź na pytanie: czy możemy zbudować obwód, który działałby jak neuron? Następny krok był jeszcze bardziej złożony. Jak z takich obwodów zbudować strukturę naśladującą działanie mózgu, w którym znajduje się 100 mld neuronów, a na jedną komórkę nerwową przypada 10 tysięcy synaps?". Pani profesor podkreśla, że od rzeczywistego sztucznego mózgu dzielą nas jeszcze lata pracy. Następną przeszkodą, z jaką muszą się teraz zmierzyć naukowcy, jest odtworzenie w obwodach naturalnej plastyczności mózgu. Ludzki mózg stale pozyskuje bowiem nowe neurony, tworzy nowe połączenia i przystosowuje się do zmieniających się warunków. Odtworzenie tych procesów w syntetycznych obwodach to nie lada wyzwanie. Parker pokłada spore nadzieje w obecnych badaniach nad inteligencją. Wg niej, ich wyniki będą mieć decydujące znaczenie dla wielu dziedzin nauki: od rozwoju prostetycznej nanotechnologii w celu leczenia pourazowego uszkodzenia mózgu (ang. traumatic brain injury, TBI) po nowoczesne samochody, które chroniłyby kierowcę i pasażerów w nieosiągalnym dotąd stopniu. Tranzystor CNTFET (od ang. Carbon Nanotubes FET) uzyskano z nanorurek węglowych, ułożonych równolegle między źródłem i drenem ze stopu palladu z tytanem. Bramkę o średnicy 50 nm utworzono z dwutlenku krzemu.
  7. Dr Jacky Finch z Uniwersytetu w Manchesterze wykazała, że dwa sztuczne palce, z których jeden znaleziono przytwierdzony do stopy mumii, były najprawdopodobniej najstarszymi na świecie funkcjonalnymi protezami. Brytyjka przetestowała nawet na ochotnikach ich repliki. Jeden z artefaktów jest na co dzień przechowywany w Muzeum Egipskim w Kairze, a drugi w Bristish Museum (trafił tam dzięki kolekcjonerowi Greville'owi Chesterowi). Sztuczne palce pochodzą sprzed 600 r. p.n.e., co oznacza, że są o kilkaset lat starsze od uznawanej obecnie za najstarszą protezy Roman Capula Leg. Dr Finch przekonała dwie osoby pozbawione prawych paluchów do przetestowania dokładnych kopii starożytnych palców w Laboratorium Chodu Centrum Rehabilitacyjnego Salford University. Aby mógł zostać zaklasyfikowany jako prawdziwa proteza, każdy zastępnik musi spełnić kilka kryteriów. Materiał powinien wytrzymywać siły działające na ciało, by nie pęknąć w czasie użytkowania. Ważne są też odpowiednie proporcje i wystarczająco naturalny wygląd, by niby-palec wyglądał zadowalająco tak dla właściciela, jak i jego otoczenia. Kikut należy utrzymywać w czystości, dlaczego proteza musi być łatwa do założenia i zdejmowania. Najważniejszą funkcją jest jednak wspomaganie chodu. Paluch przenosi ok. 40% wagi ciała i jest odpowiedzialny za przedni napęd, choć osoby, które go nie mają, dobrze się przystosowują – tłumaczy pani doktor na łamach pisma The Lancet. Podczas eksperymentów wykorzystano kamery oraz wbudowane w specjalną matę ciśnieniomierze. Ochotnicy zakładali palce i repliki egipskich sandałów. Okazało się, że jeden z nich poruszał się w obu protezach naprawdę świetnie. Nie odnotowano znaczącego wzrostu ciśnienia pod którymkolwiek z palców, choć obaj wolontariusze zgodnie twierdzili, że palec z Kairu jest wygodniejszy. Palec z Kairu składa się z 3 części i jest wykonany z drewna oraz skóry, natomiast palec Greville'a Chestera uformowano z lnu, kleju zwierzęcego i gipsu. Drugi nosi ślady używania, w pierwszym zastosowano zaś prosty zawias, ściętą przednią krawędź oraz wewnętrzne spłaszczenie. Znoszenie palca Greville'a Chestera i ważne cechy projektu palca kairskiego spowodowały, że zaczęłam spekulować, że były one zapewne używane przez właścicieli i nie zostały po prostu przymocowane podczas mumifikacji z powodów religijnych bądź rytualnych. Na palcu Chestera, który został znaleziony koło Luksoru, znajduje się wklęśnięcie, gdzie prawdopodobnie tkwił kiedyś zdobiony paznokieć. Palec przechowywany w Kairze należał do córki kapłana o imieniu Tabaketenmut. Kobieta żyła między 950 a 710 r. p.n.e. Niektórzy naukowcy spekulują, że chorowała na cukrzycę i straciła palec w wyniku gangreny. Palec testowy z drewna wykonano na zamówienie, lecz z kartonażem Finch poradziła sobie sama. Posłużyła się klejem z króliczej skórki i tkaniną lnianą z liczbą nici podobną do oryginalnej.
  8. Ferrografia jest od dawna stosowana do analizy olejów, smarów i płynów hydraulicznych. Próbkę umieszcza się w silnym polu magnetycznym. W ten sposób można np. odseparować cząstki pochodzące ze zużycia silników. Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie chcą zastosować zmodyfikowaną wersję tej metody – bioferrografię – do oceny stanu implantów ortopedycznych, skuteczności leków czy diagnozowania różnych chorób, np. nowotworów, na wczesnych etapach. Wyniki badań zespołu profesora Noama Eliaza ukazały się w periodyku Acta Biomaterialia. W chorobie zwyrodnieniowej stawów chrząstki ulegają stopniowym uszkodzeniom. W skrajnych przypadkach dochodzi do tarcia kości. Obecnie diagnoza opiera się w dużej mierze na wynikach prześwietlenia, w ten sposób trudno jednak precyzyjnie ocenić zaawansowanie choroby. Wg Izraelczyków, bioferrografię można wykorzystać do uchwycenia jej na wczesnym etapie, poza tym jest ona bardziej obiektywna od rtg. Za pomocą bioferrografu izoluje się docelowe komórki lub tkanki. Urządzenie wychwytuje oznakowane magnetycznie cząstki kości/chrząstki z mazi stawowej pobranej od pacjenta. Naukowcy z zespołu Eliaza zliczają je, analizują ich skład chemiczny, kształt i rozmiary. Liczbę i wymiary cząstek pochodzących ze zużycia stawu można skorelować z zaawansowaniem choroby, natomiast skład chemiczny i kształt wskazują, z jakiej warstwy histologicznej chrząstki pochodzą. Metoda jest bardzo wrażliwa – pozwala na wychwycenie cząstek o wielkości mierzonej w nanometrach. To tak wczesny etap choroby zwyrodnieniowej, że żaden ortopeda nie byłby w stanie zobaczyć niczego niepokojącego na zdjęciu. W 2003 r. prof. Donna Meyer z University of Rhode Island również proponowała, by zastosować ferrografię przy ocenie zużycia protez stawów kolanowych i biodrowych. Koledzy z Uniwersytetu w Tel Awiwie zrealizowali ten postulat, w dodatku rozwijając procedurę, stwierdzili, że technika przyda się nie tylko ortopedom, ale i farmaceutom. Izraelczycy oceniali skuteczność wstrzykiwania w staw kolanowy związków kwasu hialuronowego. U pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stosuje się serię 4 iniekcji. Przed każdą z nich przedstawiciele zespołu Eliaza pobierali próbki mazi stawowej, by ocenić, czy lek spowalnia proces uszkodzenia chrząstki lub w ogóle go zahamowuje. Bioferrograf wykazał, że podczas terapii spadło stężenie zarówno cząstek chrząstki, jak i kości. Po czwartym zastrzyku w serii ich poziom jednak wzrastał, co może stanowić podstawę do wyeliminowania ostatniej iniekcji ze schematu leczenia. Eliaz sądzi, że za pomocą bioferrografii można na etapie projektowania oceniać okres przydatności implantów ortopedycznych. Korzystając z tej technologii, projektant ustali, jak nowa geometria, wymiary i materiały wpływają na funkcjonalność protezy. Po wszczepieniu lekarze będą zaś mogli zbadać płyn maziowy i sprawdzić, czy implant eroduje, a jeśli tak, to w jakim tempie.
  9. Obserwując skutki wyobrażania sobie ruchu w określonym kierunku, mózg bardzo szybko potęguje siłę sygnału, by zwiększyć przesunięcie kursora. Oznacza to, że interfejsy mózg-komputer naprawdę mają przyszłość, a wbrew sceptycznemu nastawieniu niektórych naukowców, proces uczenia powinien przebiegać szybciej, niż ktokolwiek się spodziewał. Eksperci z University of Washington współpracowali z ośmioma pacjentami ze szpitali w Seattle, którzy chorowali na padaczkę i czekali na operację. Do powierzchni ich mózgów przyczepiono rejestrujące siłę sygnału elektrody. Proszenie ludzi, by wyobrazili sobie wykonywanie jakiegoś ruchu, np. przemieszczania ramienia, to powszechna praktyka, w wyniku której ma powstać sygnał pozwalający kontrolować jakieś urządzenie, np. komputer bądź protezę. Dotąd proces ten był słabo poznany. Przeprowadzono wiele badań na nieczłekokształtnych naczelnych. Ale jak poprosić zwierzę o wyobrażenie robienia czegoś? Nawet nie wiemy, czy to potrafią – tłumaczy doktorant Kai Miller. Dlatego postanowiono przeprowadzić podobny eksperyment z ludźmi. Na początku zmierzono natężenie sygnału, gdy ochotnicy ściskali i rozluźniali pięść, wystawiali język, wzruszali ramionami lub wymawiali słowo "ruch". Potem Amerykanie prosili o wyobrażenie sobie wykonywania tych samych czynności i ponownie przeprowadzali pomiar. Jak oczekiwano na podstawie wcześniejszych studiów, sygnał był podobny jak przy rzeczywistych działaniach, ale o wiele słabszy. Ostatecznie naukowcy obserwowali aktywność mózgu, gdy chorzy wyobrażali sobie dany ruch, a sygnał wykorzystywano do przesunięcia kursora w stronę celu widocznego na ekranie komputera. Po mniej niż 10 min treningu sygnały związane z wyobrażonym ruchem stały się znacznie silniejsze niż służące do wykonania fizycznego ruchu w rzeczywistym świecie. Szybki wzrost aktywności [...] potwierdza tezę o niesamowitej plastyczności mózgu podczas uczenia się kontroli niebiologicznych urządzeń – podkreśla prof. Rajesh Rao. Nie minęło 10 min, kiedy dwóch ochotników donosiło, że nie muszą już myśleć o ruchach części ciała, by przemieścić kursor. Zdolność badanych do zmiany sygnału pod wpływem sprzężenia zwrotnego była o wiele większa, niż się spodziewaliśmy – cieszy się kolejny współautor studium neurochirurg dr Jeffrey Ojemann. Badacze z University of Washington porównują to, co zaszło w mózgu, to rozrostu mięśni kulturysty pod wpływem podnoszenia ciężarów. Posłużenie się interfejsem doprowadziło do pojawienia się w mózgu populacji superaktywnych neuronów. Odkrycie to daje nadzieję na opracowanie skuteczniejszych metod rehabilitacji pacjentów po udarach. Amerykanom udało się też najprawdopodobniej stwierdzić, które sygnały mózg wychwytuje. Porównali wzorce sygnałów o niskiej częstotliwości, które są wykorzystywane do kontroli zewnętrznych urządzeń, i o wysokiej częstotliwości, które uznaje się przeważnie za szum. Odkryli, że dla każdego typu ruchu najbardziej specyficzne były właśnie te ostatnie. Ponieważ każdy obejmuje niewielką część mózgu, można jednocześnie wychwytywać kilka sygnałów o wysokiej częstotliwości, aby kontrolować bardziej złożone urządzenia.
  10. Leczenie ofiar ciężkich urazów kończyn może już niedługo stać się znacznie prostsze. Wszystko dzięki badaczom z University of Michigan, którzy opracowali skuteczny protokół wytwarzania w warunkach in vitro szczurzego więzadła krzyżowego przedniego - podstawowego elementu stawu kolanowego, łączącego ze sobą kości udową oraz piszczelową. Podobna technika mogłaby zostać zastosowana także u ludzi. Badacze z Michigan podkreślają, że zaproponowana przez nich metoda wytwarzania więzadła krzyżowego przedniego (ACL, od ang. anterior cruciate ligament) przeczy koncepcjom stosowanym zwykle podczas projektowania protez tej struktury. Uznaliśmy, że sztywność i wytrzymałość nie są najważniejszymi wymaganiami. Krytyczną, choć ignorowaną właściwością jest rozciągliwość, podkreśla prof. Ellen Arruda, jeden z autorów nowatorskiej metody. Nie prosimy więzadła o to, by utrzymywało masę pacjenta. Chcemy od niego, by rozciągało się i stabilizowało staw. Nowa metoda wytwarzania sztucznego ACL polega na wykorzystaniu komórek macierzystych wyizolowanych ze szpiku kostnego. W przeciwieństwie jednak do konkurencyjnych metod, polegających na stymulacji komórek do wzrostu na specjalnym rusztowaniu, badacze z Michigan wytworzyli protezę bez jakiejkolwiek wewnętrznej podpory. Efektem jest zwiększenie elastyczności oraz ilości zawartego w niej kolagenu - białka sprzyjającego osiągnięciu optymalnych właściwości mechanicznych. Więzadła wyhodowane z wykorzystaniem nowej metody wszczepiono szczurom, u których uszkodzono wcześniej ich własne ACL. Jak się okazało, wszczepiona tkanka doskonale radzi sobie w organizmie i jest lepiej unaczyniona od konkurencyjnych protez. Co więcej, z biegiem czasu korzystne właściwości poprawiały się pod wpływem naturalnych obciążeń związanych z poruszaniem się. Obecnie ciężko przewidzieć, czy i kiedy nowa metoda mogłaby zostać wykorzystana do leczenia ludzi. Jeżeli jednak wyniki wstępnych testów na zwierzętach potwierdzą się, można oczekiwać, że leczenie ciężkich przypadków urazu ACL mogłoby zmienić się nie do poznania w ciągu najbliższych kilkunastu lat.
  11. Jest rzeczą oczywistą, że osoby korzystające z protez z biegiem czasu radzą sobie z ich obsługą coraz lepiej. Dopiero teraz udało się jednak wyjaśnić, jak do tego dochodzi. Jak wykazali w eksperymencie na małpach badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego, długotrwałe sterowanie obiektem nienależącym do ciała wywołuje powstanie trwałej pamięci ruchowej wynikającej z utworzenia nowych połączeń pomiędzy neuronami. Autorzy studium stworzyli specjalne urządzenie, nazwane dekoderem, a następnie podłączyli je do mózgu makaka. Zadaniem tak skonstruowanego układu było "tłumaczenie" sygnałów wysyłanych przez neurony na ruchy kursora na ekranie komputera. Zwierzęta były trenowane tak, by wywoływały określone ruchy kursora zarówno za pomocą ruchów kończyny górnej (zwierzęta były wówczas podłączane do kontrolera działającego podobnie do dżojstika), jak i dzięki aktywności neuronów podłączonych do dekodera. Jak wykazali badacze, małpy potrzebowały zaledwie pięciu dni, by nauczyć się obsługi kursora wyłącznie za pomocą myśli. Zdolność do utrzymania wysokiej precyzji sygnałów wywoływanych przez ich komórki nerwowe utrzymywała się aż do końca eksperymentu, tzn. przez dwa tygodnie od momentu wyuczenia nowej umiejętności. Co więcej, analiza funkcji elektrycznej mózgu potwierdziła powstanie trwałego połączenia odpowiedzialnego za tę czynność. Badacze z Kalifornii twierdzą, że jako pierwsi na świecie wykazali, iż mózg jest w stanie wytworzyć trwałą pamięć motoryczną pozwalającą na kontrolowanie elementów nienależących do ciała danego osobnika. Dokładne zrozumienie mechanizmów rządzących tym zjawiskiem pozwoli na udoskonalenie zarówno konstrukcji samych protez, jak i metod treningu pozwalającego na opanowanie coraz bardziej skomplikowanych sztucznych organów.
  12. Hydroksyapatyt jest minerałem stanowiącym rusztowanie dla tkanki łącznej kości. Materiał można pozyskiwać z innych źródeł i wykorzystywać jako podporę przy odtwarzaniu amputowanych czy uszkodzonych tkanek. Ostatnio naukowców z Włoch zainspirowała hierarchiczna struktura wzrostu drzewa, która przypomina budowę samej kości. Postanowili je więc wykorzystać do uzyskania protezy. Anna Tampieri i zespół z Institute of Science and Technology for Ceramics w Faenzie stwierdzili, że tego typu architektura nie występowała w materiałach używanych dotąd do uzyskania hydroksyapatytu. Przez to nie udawało się otrzymać protez, które wytrzymywałyby ciężar ciała i naprężenia. Chemicy podgrzali drzewo, by doprowadzić do rozkładu części organicznych. W ten sposób stworzyli formę dla protezy. Następnie posłużyli się wapniem, tlenem i dwutlenkiem węgla i uzyskali węglan wapnia. Dzięki donorowi grupy fosforanowej przekształcili go potem w hydroksyapatyt. Wewnętrzna struktura drewnianej protezy nie jest identyczna z kością, ale okazała się na tyle podobna, że komórki i naczynia krwionośne ją przenikają. Gwarantuje to lepszą asymilację i sprawia, że cała konstrukcja staje się mocniejsza. Tampieri podkreśla, że drzewny hydroksyapatyt można stosować nie tylko w protezach kości. Wg niej, jako materiał doskonale znoszący wysokie temperatury i napięcia mechaniczne nadaje się np. na powłoki statków kosmicznych.
  13. Beauty (Piękna) to odratowana przez biologów samica bielika amerykańskiego (Haliaeetus leucocephalus). Niestety, w rzeczywistości nie wygląda ona zbyt pięknie, ponieważ przed kilkoma laty kłusownicy odstrzelili jej kawałek dzioba. Mając do dyspozycji tylko żuchwę, drapieżnik nie może normalnie polować, jeść, pić ani utrzymywać piór w czystości. Opiekunowie Beauty pracują nad sztucznym dziobem, który ma zastąpić ten utracony już w przyszłym miesiącu. Gdyby zabieg się udał, uratowałoby to samicy życie. Jane Fink Cantwell, biolog, która prowadzi ośrodek rekonwalescencyjny dla drapieżników w Panhandle w USA, porównuje sytuację Pięknej do posługiwania się tylko jedną pałeczką. W ten sposób niewiele da się zdziałać. Szefowa centrum przez dwa lata zbierała członków zespołu, który miałby zaprojektować, a następnie zbudować protezę dzioba. Ze sztucznym dziobem 7-letni bielik może dożyć nawet pięćdziesiątki. Będąc kaleką, na pewno nie przetrwałby bez pomocy człowieka. Bielik został znaleziony w 2005 roku na alaskańskim wysypisku śmieci. Żebrał o jedzenie, zagrażała mu śmierć głodowa. W wyniku postrzału miał stale odsłonięty język i zatoki. Nie mógł chwycić łupu ani go rozerwać. Początkowo Beauty trafiła do ośrodka rehabilitacyjnego w Anchorage. Tam karmiono ją z ręki i czekano, aż dziób sam odrośnie. Tak się jednak nie stało, a po 2 latach jej opiekunom wyczerpały się środki finansowe. Jak zauważa Cantwell, zostałaby zapewne uśpiona, ale na szczęście udało się uzyskać odpowiednie pozwolenia władz federalnych i w 2007 roku drapieżnika przewieziono na farmę Birds of Prey Northwest w Idaho. Wkrótce potem Cantwell spotkała pierwszego członka swojej ekipy naprawczej: inżyniera mechanika Nate'a Calvina. Potem dołączyli do niego kolejni wolontariusze, m.in. dentysta i weterynarz. Zrobiono odlew zachowanej części dzioba i zeskanowano go do komputera. Dzięki temu bioniczny twór będzie świetnie dopasowany do tego, w co wyposażyła ptaka natura. Jedna strona jest bardziej uszkodzona od drugiej. Nowy dziób powstaje z nylonowych kompozytów. Ze względu na bliskość mózgu i oczu zostanie przyklejony, a nie przykręcony śrubami. Jeśli odpadnie, trzeba się będzie jednak uciec do innych metod mocowania. Dziób jest lekki i wytrzymały, jednak nie na tyle, by umożliwić Beauty wyszarpywanie kawałów mięsa. Pozwoli na picie, a także samodzielne przytrzymywanie spożywanych kąsków. Do tej pory podczas karmienia Pięknej, która często dostawała paski łososia, Cantwell przytrzymywała rybę cęgami. Specjaliści podkreślają, że zakończone sukcesem mocowanie dzioba zdarza się dość rzadko, ale takie zabiegi przeprowadzono już w przeszłości. Nie wiadomo tylko, czy bioniczny dziób będzie działał. Oby tak... Piękna przyzwyczaiła się już do kręcących się wokół ludzi. Toleruje Cantwell i osoby, które dotykają jej w czasie pomiarów. Kiedyś przeleżała dwie godziny na stole. Była w pełni świadoma, jednak nie uciekała. Podejrzewam, że ona wie, iż chcemy jej pomóc. W przyszłości Beauty zostanie matką lub zaopiekuje się osieroconymi pisklętami.
  14. Ośmioletnia krowa o wdzięcznym imieniu Wilhelmina stała się bohaterką doniesień prasowych dzięki nietypowej protezie, którą wszczepiono w miejsce jej uszkodzonego więzadła. Operacji na zwierzęciu dokonali lekarze z kliniki weterynaryjnej Uniwersytetu Stanu Kansas. Do wypadku, który spowodował uraz Wilhelminy, doszło w grudniu 2007 roku. Podczas próby krycia przez byka doszło u niej do pęknięcia więzadła krzyżowego kolana. Jest to włókno, którego zadaniem jest utrzymanie tworzących staw kości w odpowiednim położeniu względem siebie. Uszkodzenie tego organu jest niezwykle groźne - może spowodować trwałą niepełnosprawność, a nawet śmierć zwierzęcia. Ze względu na wysoką wartość krowy jej właściciel zgłosił się do weterynarzy z Uniwersytetu Stanu Kansas. Postanowili oni przetestować na niej swój nowy wynalazek: wykonane z nylonu sztuczne więzadło najnowszej generacji. Stworzona na ich potrzeby proteza jest zbudowana z pojedynczego włókna o grubości słomki do napojów. Tę specjalną odmianę nici nazwano "Wildcat Power Cord". Operację przeprowadzono niecały miesiąc po tym przykrym dla krowy zdarzeniu. Już na drugi dzień zwierzę zostało przebadane za pomocą specjalnej maszyny do określania sprawności motorycznej. Wyniki zabiegu okazały się bardzo zadowalające: długość pojedynczego kroku wzrosła o 30%, a zdolność do obciążania operowanej kończyny - o 25% w stosunku do stanu sprzed operacji. To ogromny postęp w porównaniu do poprzednio stosowanych technik, np. wszczepiania podobnych implantów wykonanych z poliestru. Włókna takie, jak to wszczepione przez weterynarzy z Kansas są w stanie wytrzymać rozciąganie z siłą o wartości 12000 niutonów - to wystarczająco dużo, by utrzymać na nogach dorosłego byka. Czy i kiedy podobne implanty znajdą swoje miejsce w "ludzkiej" medycynie? Na ten temat badacze niestety milczą.
  15. Jednym z ważniejszych wątków badań związanych z robotami jest nadanie maszynom jak największej liczby cech ludzkich. Mechaniczni pupile naukowców mają nie tylko wyglądać jak my, ale też widzieć, słyszeć czy czuć. Część badaczy zapomniała jednak, że podobne możliwości przydałyby się również osobom niepełnosprawnym. Sytuacja ta może ulec poprawie dzięki sztucznej skórze dla protez. W ramach programu prowadzonego przez amerykańską agencję DARPA opracowywane są zmechanizowane protezy, które umożliwiają odczuwanie dotyku, temperatury a nawet położenia sztucznych kończyn. Co więcej, naukowcy uczestniczący w tych pracach nie zajmują się jedynie teorią – istnieje już działający prototyp podobnej protezy. Korzystający z niego Jesse Sullivan (niepełnosprawny pozbawiony obu rąk) potrafi m.in. ułożyć piramidę z plastikowych kubków i wyjąć kartę kredytową z kieszeni. Zwykle do wykonania takich zadań potrzebna jest skoordynowana współpraca mięśni, mózgu oraz receptorów nerwowych. Amerykanie potrafią tego dokonać za pomocą sztucznej ręki z palcami wyposażonymi w 80 czujników. Kolejna wersja protezy otrzyma znacznie większą liczbę czujników wykonanych z węglowych nanorurek, które zostaną umieszczone w sztucznej skórze, pokrywającej mechaniczne ramię. Owa skóra to w rzeczywistości wytrzymały polimer o właściwościach piezoelektrycznych (co pozwala na pomiar siły nacisku). Nanorurki będą odpowiedzialne za przewodzenie ciepła oraz impulsów elektrycznych, a zarazem wzmocnią strukturę powłoki. Proteza ręki, która ma w pełni zastąpić amputowaną kończynę jest zapowiadana na 2010 rok. Ma być ona mocna i lekka, a co najważniejsze – ma komunikować się bezpośrednio z mózgiem swojego właściciela, wykonując jego polecenia oraz przesyłając "odczuwane" wrażenia.
  16. Zawrotne tempo rozwoju naszej cywilizacji powoduje, że gwałtownie rośnie ilość informacji, jakie każdy z nas musi spamiętać. Ponieważ z wiekiem coraz gorzej radzimy sobie z przypominaniem różnych faktów, pojawiają się pomysły, aby wspomóc nasz biologiczny komputer za pomocą maszyn cyfrowych. Takimi właśnie protezami (?) mózgu zajmuje się Gordon Bell, szef działu Media Presence Research Group firmy Microsoft. Technologia tzw. pamięci zastępczej oczywiście jeszcze nie powstała, a system który ma umożliwić rejestrowanie, przeszukiwanie oraz odtwarzanie wszystkich wydarzeń z naszego życia to raczej odległa przyszłość. Niemniej namiastka tej technologii już istnieje i nazywa się MyLifeBits. Bell od dziesięciu lat prowadzi bowiem szczegółowy cyfrowy dziennik zawierający dokumenty, zdjęcia i nagrania, oraz pracuje nad metodami pozwalającymi na opanowanie ogromnych ilości danych. Obecnie nosi on także specjalną kamerę SenseCam, która samodzielnie robi zdjęcia, gdy tylko sterujący nią algorytm uzna to za stosowne. MyLifeBits stara się nie tylko zbierać, ale także uporządkować zebrane informacje. W systemie dostępna jest wyszukiwarka, za pomocą której można m.in. odnajdywać powiązania między wskazanymi osobami czy miejscami. Zdaniem Bella, oprogramowanie opracowywane przez jego zespół będzie w przyszłości nie tylko uzupełniało naszą pamięć: w przyszłości ono ma naszej pamięci dorównać...
  17. Przeprowadzone niedawno symulacje wykazały, że cienkie warstewki lodu nie roztopią się w temperaturze 42°C, jeśli zostaną umieszczone na diamentach powleczonych kationami sodu. Takie diamentowo-lodowe filmy stanowią idealne pokrycie sztucznych zastawek serca czy odpornych na ścieranie protez. Alexander D. Wissner-Gross i Efthimios Kaxiras, dwaj fizycy z Uniwersytetu Harvarda, odkryli, że lód pozostaje w pewnych okolicznościach nietknięty nawet powyżej punktu wrzenia wody. Sztucznie uzyskiwane filmy diamentowe są niezwykle wytrzymałe. Ta i inne właściwości sprawiają, że bardzo poważnie rozważa się ich wykorzystanie nie tylko w medycznych implantach, ale także w ogniwach słonecznych. Dodanie lodu przetrzymującego wysokie temperatury zwiększa atrakcyjność diamentów dla przemysły medycznego. W ten sposób otrzymuje się bowiem materiał odporniejszy na zarysowanie i ograniczający nadbudowywanie się na nim białek. Amerykańscy fizycy sądzą, że dzięki ich odkryciu zwiększy się też wydajność baterii słonecznych. Krótki film nakręcony przez badaczy podczas symulacji znalazł się w finale tegorocznego Festiwalu Filmów nt. Badań Materiałoznawczych (2007 Materials Research Film Festival). Chętnych zapraszamy do jego obejrzenia.
  18. Kiedy powstała pierwsza dobrze spełniająca swoje funkcje proteza kończyny? Większość ludzi wytypowałaby niezbyt odległe daty, tymczasem archeolodzy z Uniwersytetu w Manchesterze są przekonani, że potrafią wykazać, że duży palec przymocowany do stopy egipskiej mumii nie tylko wyglądał jak palec, ale pozwalał swojemu właścicielowi na normalne poruszanie się. Artefakt należy do Muzeum w Kairze. Jeśli Anglikom udałoby się udowodnić swoje twierdzenia, pierwsza użyteczna proteza świata byłaby o setki lat starsza od tej stworzonej 300 lat p.n.e., do której teraz należy zaszczytny tytuł. Jacky Finch z uniwersyteckiego Centrum Egiptologii Biomedycznej szuka wolontariuszy, który stracili duży palec u prawej stopy, by przetestować działanie dokładnej kopii protezy mumii. Drugi model protezy tego samego palca także zostanie przetestowany w pobliskim laboratorium Uniwersytetu w Salford. Ta proteza stanowi z kolei część ekspozycji British Museum. Palce datuje się na 1000-600 r. p.n.e., więc jeśli jeden lub oba okażą się funkcjonalne, będziemy mogli przesunąć w czasie początki protetyki o jakieś 700 lat – opowiada Finch. Z większym prawdopodobieństwem uda się to w przypadku protezy z Kairu, ponieważ bardziej przypomina prawdziwy palec i nosi ślady użytkowania. Nadal jest przymocowana do stopy mumii kobiety, która zmarła w wieku 50-60 lat. Przypuszczenia uzasadnia ponadto dobrze wygojone miejsce amputacji. Artefakt z British Museum nazwano Dużym Palcem Greville'a Chestera, od imienia i nazwiska kolekcjonera, który w 1881 roku przekazał go placówce. Jest wykonany z czegoś w rodzaju kartonu, przygotowywanego z lnu, kleju i gipsu. On także nosi ślady zniszczenia, co oznacza, że nie został przyczepiony do nogi podczas mumifikacji z powodów czysto religijnych. W odróżnieniu od protezy kairskiej, palec brytyjski nie zgina się, dlatego można przypuszczać, że spełniał raczej funkcje estetyczne, a nie użytkowe. Jeśli po badaniach w Human Performance Laboratory okaże się, że któraś z protez sprawdziła się, warto będzie wyprodukować ją z nowoczesnych materiałów i przeprowadzić próby kliniczne z udziałem ludzi z amputowanymi palcami.
  19. Naukowcy posunęli się o krok bliżej w kierunku odczytywania myśli. Urządzenia skanujące mózg pozwalają ocenić zmiany w przepływie krwi, które sygnalizują intencje — donosi Daily Telegraph. Prace te stanowią kamień milowy, ponieważ nigdy przedtem nie udawało się wnioskować na podstawie aktywności mózgu o przyszłych zachowaniach konkretnej osoby (Current Biology). Profesor John-Dylan Haynes z Instytutu Maxa Plancka współpracował z kolegami z Oksfordu, Londynu oraz Tokio. Wolontariusze mogli w skrytości ducha wybierać między dwoma zadaniami: dodawaniem i odejmowaniem. Następnie proszono ich o "przechowanie" zamiaru przez kilka sekund w pamięci, do czasu gdy odpowiednie liczby wyświetlano na ekranie. Za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) akademicy potrafili z 70-proc. trafnością przewidzieć, co postanowili badani. A polegali przy tym wyłącznie na aktywności ich mózgu. Odkrycia te mają w przyszłości umożliwić tetraplegikom (osobom z porażeniem wszystkich kończyn spowodowanym uszkodzeniem rdzenia szyjnego) poruszanie protezami oraz posługiwanie się komputerem.
  20. Człowiek wytwarzał i zażywał leki ponoć już od neolitu. Na początku miały one postać płynu, potem przyszedł czas na inhalacje, zastrzyki i obecnie najpopularniejsze tabletki. Te ostatnie tak nam spowszedniały, że często się o nich zapomina. Przewlekle chorzy gubią się w schematach, kiedy mają połknąć jaką pigułkę, a dla pacjentów z demencją zapamiętanie wszystkiego stanowi nie lada problem. Duże ułatwienie stanowią więc dozujące leki protezy. Wydzielają odpowiednie dawki medykamentów do błony śluzowej jamy ustnej. Robią to stale, dlatego nie pojawiają się okresowe szczyty stężenia substancji czynnej. Urządzenie może nawet monitorować poziom leku we krwi i wyrównywać go, gdy zajdzie taka potrzeba. Wcześniej istniały podobne rozwiązania, lecz inteligentna proteza IntelliDrug przebiła je swoimi rozmiarami. Dzięki miniaturyzacji zajmuje miejsce tylko dwóch zębów trzonowych. Składa się z pojemniczka z lekiem, zastawki, dwóch czujników i kilku elementów elektronicznych. Jest łatwo dostępna, bez problemu można więc uzupełnić zapas medykamentu — tłumaczy dr Oliver Scholz z Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering IBMT w St. Ingbert. Ślina wnika przez membranę do pojemnika. Rozpuszcza fragment zestalonego leku i wypływa przez niewielką rurkę do jamy ustnej, gdzie jest absorbowana przez błonę śluzową policzków pacjenta. W rurce znajdują się dwa czujniki, które monitorują ilość uwalnianej substancji czynnej. Jeden sensor to czujnik przepływowy, który mierzy objętość przechodzącego płynu. Drugi oznacza stężenia. W zależności od ich wskazań elektroniczny układ albo otwiera, albo częściowo zamyka znajdującą się na końcu rurki zastawkę. Gdy zapas leku się wyczerpuje, system alarmuje użytkownika. Pojemnik trzeba napełniać co kilka tygodni. Przy okazji można wymienić baterie i przeprowadzić przegląd protezy. Urządzenie zostanie pokazane po raz pierwszy na targach MedTec w Stuttgarcie, które rozpoczną się 27 lutego. W tym roku produkt przejdzie testy kliniczne. Pojemnik będzie wypełniony Naltrexonem, lekiem podawanym przy terapii uzależnień.
×
×
  • Create New...