Ultradźwięki jako antykoncepcja dla mężczyzn
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Obrazowanie ultradźwiękowe (USG) jest bezpieczną nieinwazyjną metodą, dzięki której lekarz może zdobyć cenne informacje na temat organów wewnętrznych pacjenta. Obecnie jednak wymaga ono stosowania dużego, nieporęcznego i kosztownego sprzętu, dostępnego jedynie w gabinetach lekarskich. Inżynierowie z MIT opracowali projekt miniaturowego systemu USG, który – na podobieństwo plastra – można przykleić do skóry i prowadzić obrazowanie przez 48 godzin.
Eksperymenty przeprowadzone na ochotnikach wykazały, że urządzenie dobrze trzyma się skóry, zapewnia dobrej jakości obraz głównych naczyń krwionośnych oraz głębiej położonych organów. Co więcej, można było za jego pomocą rejestrować zmiany w organach podczas różnych aktywności, gdy badani siedzieli, stali, biegali czy jeździli na rowerze.
Na obecnym etapie prototyp wymaga przewodowego połączenia z urządzeniem przekładającym odbite fale na obrazy. Jednak, jak zapewniają jego twórcy, może przydać się już teraz. Może zostać np. wykorzystany w szpitalu do ciągłego monitorowania pacjenta bez potrzeby obecności lekarza wykonującego badanie.
Obecnie trwają prace nad zapewnienie plastrom łączności bezprzewodowej. Wówczas takie plastry USG można by założyć w gabinecie lekarskim lub nawet w domu, wysyłać dane np. na telefon pacjenta, skąd obraz mógłby być przesyłany dalej lub też analizowany na bieżąco przez algorytmy sztucznej inteligencji. Sądzimy, że otworzyliśmy nową epokę przenośnego obrazowania. Za pomocą kilku plastrów będzie można obserwować organy wewnętrzne człowieka, mówi główny autor badań, profesor inżynierii Xuanhe Zhao z MIT.
Dotychczas nie udało się opracować urządzenia, które pozwalałoby na długotrwały monitoring USG o wysokiej jakości. Ubieralne urządzenie do obrazowania ultradźwiękowego miałoby olbrzymi potencjał w diagnostyce. Istniejące obecnie plastry USG zapewniają jednak obraz o dość niskiej rozdzielczości i nie obrazują głęboko położonych organów, mówi Chonghe Wang z MIT.
Naukowcom z Massachusetts udało się połączyć elastyczną warstwę samoprzylepną ze sztywną macierzą przetworników. To pozwoliło na umieszczenie urządzenia na skórze przy jednoczesnym utrzymaniu położenia przetworników względem siebie, co zapewnia lepszy obraz. W dotychczas stosowanych rozwiązaniach podobnego typu macierze przetworników są elastyczne, co zmienia ich położenie względem siebie, a to skutkuje deformacją obrazu i obniżeniem jego rozdzielczości.
Element samoprzylepny urządzenia wykonany został z dwóch warstw elastomeru, pomiędzy którymi zamknięto elastyczny rozciągliwy żel. Elastomer zabezpiecza żel przed wyschnięciem, wyjaśnia współautor urządzenia, Xiaoyu Chen. Dolna warstwa elastomeru jest samoprzylepna, w górnej znajdują się przetworniki. Całość ma powierzchnię około 2 cm2 i grubość 3 mm.
Podczas testów na ochotnikach ubieralne USG dobrze trzymało się skóry przez 48 godzin i zapewniało dobry obraz w czasie, gdy badani siedzieli, stali, biegali na mechanicznej bieżni, jeździli na rowerze stacjonarnym i podnosili ciężary. Naukowcy byli np. w stanie obserwować różnicę w średnicy naczyń krwionośnych pomiędzy badanym siedzącym a stojącym. Plastry rejestrowały zmiany kształtu serca podczas ćwiczeń fizycznych czy zmiany żołądka w czasie picia napojów. A gdy uczestnicy podnosili ciężary, USG wykrywało jasne ślady w mięśniach, wskazujące na tymczasowe mikrouszkodzenia. Dzięki temu możemy np. wychwycić moment, w którym ćwiczenia prowadzą do przeciążenia mięśnia i je przerwać, wyjaśnia Chen.
Celem naukowców jest obecnie stworzenie bezprzewodowej wersji plastra USG, który mógłby być stosowany w gabinecie lekarskim czy w domu.Dzięki temu możliwe byłoby nie tylko monitorowanie organów, ale np. obserwowanie postępów guzów nowotworowych czy rozwoju płodu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Fale dźwiękowe o niskiej intensywności mogą selektywnie zabijać komórki nowotworowe, nie uszkadzając przy tym zdrowej tkanki. Dotychczas w onkologii używano ultradźwięków o wysokiej intensywności, za pomocą których podgrzewa się komórki do wysokiej temperatury. Ta metoda zabija jednak wszystkie komórki na danym obszarze.
Badania nad wykorzystaniem pulsujących ultradźwięków o niskiej intensywności (low-intensity pulsed ultrasound – LIPUS) rozpoczęły się przed pięcioma laty na California Institute of Technology (Caltech). Wtedy to profesor Michael Ortiz zzaczł się zastanawiać, czy fizyczne różnice pomiędzy komórkami nowotworowymi a zdrowymi – ich wielkość, grubość ściany komórkowej czy rozmiary struktur wewnętrznych – mogą wpłynąć na to, w jaki sposób wibrują pod wpływem ultradźwięków i czy w ten sposób można zabić komórkę nowotworową.
Ortiz stworzył więc model matematyczny, za pomocą którego badał, jak komórki będą reagowały na ultradźwięki o róznej częstotliwości. W 2016 roku naukowiec poinformował, że istnieją różnice w rezonansie pomiędzy komórkami zdrowymi i nowotworowymi. Te różnice oznaczały, że – przynajmniej teoretycznie – precyzyjnie dobierając częstotliwość fali dźwiękowej, można wprowadzić komórki nowotworowe w taki rezonans, że ich ściany ulegną zniszczeniu. Jednocześnie zaś nie będzie to szkodziło zdrowym komórkom. Ortiz nazwał cały proces onkotripsją, od greckich słów ὄγκος (guz) i τρίβω (ścieram).
Uczony, podekscytowany uzyskanymi wynikami, zaprosił do współpracy kilu innych naukowców z Caltechu, w tym wynalazcę Mory'ego Ghariba, który specjalizuje się w technologiach medycznych i ich komercjalizacji, współpracującego z nim doktoranta Davida Mittelsteina, pracującego nad różnymi protezami czy eksperta od ultradźwięków profesora Mikhaila Shapiro. Do grupy dołączyło też kilku ekspertów w dziedzinie onkologii. Gdy usłyszałem o tym pomyśle, byłem zaintrygowany. Jeśli to się powiedzie, powstanie rewolucyjna metoda walki z nowotworami, mówi profesor Peter P. Lee, dyrektor Wydziału Immunoterapii Onkologicznej w City of Hope, centrum badawczym w Duarte.
Naukowcy zbudowali prototypowe urządzenie i rozpoczęli testy. Badali różne typy komórek nowotworowych, poddając je ultradźwiękom o różnej częstotliwości. Sprawdzali też, w jaki sposób częstotliwości te wpływają na zdrową tkankę.
Profesor Lee mówi, że celem zespołu jest nie tylko zabijanie komórek nowotworowych, ale też przywabienie na miejsce zniszczonego guza komórek układu odpornościowego, by zabiły one te komórki, które przeżyły terapię ultradźwiękami. Guzy nowotworowe są heterogeniczne. Jest niemal niemożliwe znalezienie takiej częstotliwości dźwięku, by zabił on wszystkie komórki pojedynczego guza. Jeśli jakieś komórki przetrwają, to guz odrośnie, mówi Lee. Stąd potrzeba zaangażowania w terapii również układu odpornościowego.
Każdego dnia w organizmie człowieka giną dziesiątki milionów komórek. Większość z nich umiera w wyniku naturalnego procesu zwanego apoptozą. Bywa jednak i tak, że komórki giną w wyniku infekcji czy zranienia. Układ odpornościowy potrafi odróżnić apoptozę od zranienia. Ignoruje śmierć komórki w wyniku apoptozy, gdy jednak komórka ginie w wyniku infekcji, komórki układu odpornościowego zjawiają się na miejscu, by walczyć z patogenami.
Grupa Ortiza ma zamiar stworzyć taki system ultradźwiękowy, by układ odpornościowy otrzymywał informację, że doszło do śmierci komórek w wyniku ich uszkodzenia. To spowodowałoby mobilizację limfocytów, które po przybyciu na miejsce zabiją, jak mają naukowcy nadzieję, pozostałe przy życiu komórki nowotworowe.
Na razie udane eksperymenty przeprowadzono na różnego typu komórkach hodowanych w laboratorium. Na ich podstawie udoskonalono prototypowe urządzenie do ultrasonografii. Dowiadujemy się coraz więcej na temat tego, jak wibrują poszczególne rodzaje komórek nowotworowych i jak pojawiają się u nich uszkodzenia, stwierdzają uczeni. W następnym etapie badań mają zamiar sprawdzić, jak system ultradźwiękowy poradzi sobie z całymi guzami nowotworowymi. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, w przyszłości rozpoczną się testy na zwierzętach, a później na ludziach.
Szczegóły badań ukazały się na łamach Applied Physics Letters, w artykule zatytułowanym Selective ablation of cancer cells with low intensity pulsed ultrasound.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zanieczyszczenia chemiczne obecne w otoczeniu i pokarmach, np. ftalany, wywierają niekorzystny wpływ na plemniki mężczyzn i psów.
Specjalistów martwi spadek męskiej płodności w ostatnich dziesięcioleciach. Niektóre badania wskazują na 50% globalny spadek jakości nasienia na przestrzeni ubiegłego 80-lecia. Poprzednie studium ekipy z Uniwersytetu Nottingham zademonstrowało, że jakość nasienia u psów także ostro się pogarsza. To rodzi pytanie, czy mogą za to odpowiadać, przynajmniej po części, związki chemiczne obecne w domowym środowisku.
W ramach najnowszego badania akademicy z Nottingham badali wpływ 1) ftalanu dwu-2-etyloheksylu (DEHP), plastyfikatora występującego np. w dywanach czy zabawkach, oraz 2) polichlorowanego bifenylu 153 (PCB153), który choć zakazany, nadal jest wykrywany w środowisku i pokarmach.
Wykorzystano próbki spermy 9 mężczyzn będących zarejestrowanymi dawcami i 11 psów-reproduktorów z tego samego regionu Wielkiej Brytanii. Okazało się, że w stężeniach odpowiadających domowej ekspozycji DEHP i PCB153 uszkadzały plemniki obu gatunków.
To badanie stanowi dowód, że domowe psy są gatunkiem wskaźnikowym [ang. sentinel species] stanu ludzkiego męskiego układu rozrodczego. Nasze wyniki sugerują, że związki, które były szeroko wykorzystywane w domach i miejscach pracy, mogą odpowiadać za spadek jakości nasienia, o którym mówi się zarówno u ludzi, jak i u psów [...] - podkreśla prof. Richard Lea.
W badaniu, którego wyniki ukazały się w Scientific Reports, określano wpływ DEHP i PCB153 na ludzkie i psie plemniki w warunkach in vitro. Plemniki inkubowano z 1) DEHP, 2) PCB153 oraz 3) DEHP i PCB153 łącznie w stężeniach będących wielokrotnością (0x, 2x, 10x i 100x ) stężeń stwierdzanych w psich jądrach.
Ekspozycja na oba związki (pojedynczo i łącznie) prowadziła do spadku ruchliwości plemników i zwiększonej fragmentacji DNA.
Wiemy, że gdy ruchliwość plemników jest słaba, fragmentacja DNA jest nasilona i że ludzka męska niepłodność jest powiązana z podwyższoną fragmentacją DNA w plemnikach. Obecnie sądzimy, że to samo zjawisko występuje u psów, ponieważ żyją one w tym samym domowym środowisku i są wystawiane na oddziaływanie tych samych zanieczyszczeń - opowiada dr Rebecca Sumner. Stąd pomysł, że będą one dobrym modelem badań nad wpływem zanieczyszczeń na płodność, zwłaszcza że np. ich dietę łatwiej kontrolować niż u ludzi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Występujące na Filipinach, Sumatrze i sąsiednich wyspach wyraki Tarsius syrichta są jedynymi naczelnymi, które posługują się czystymi ultradźwiękami.
Marissa Ramsier z Uniwersytetu Stanowego Humboldta była zaskoczona, że wyraki otwierają pysk jak przy wokalizowaniu, ale nie towarzyszą temu żadne dźwięki. Badania ujawniły, że dźwięki są, tyle że niesłyszalne dla ludzi...
Amerykanie umieszczali 6 dzikich osobników wewnątrz specjalnej komory dźwiękowej. Wykorzystano technologię opracowaną w ramach Programu Ssaczego Marynarki Wojennej USA, która mierzy odpowiedź pnia mózgu na bodźce słuchowe. Wyrakom podawano przez głośniki serię dźwięków zróżnicowanych pod względem częstotliwości i głośności. Wykorzystano także EEG. To, co wg zespołu, miało być ziewaniem, okazało się nawoływaniami o dominującej częstotliwości 70 kiloherców. Ustalono, że zakres słyszenia tych wyraków kończy się na 91 kilohercach.
Po zakończeniu pierwszej części eksperymentu 6 wyrakom zwrócono wolność - zostały wypuszczone na wyspie Mindanao. Resztę studium przeprowadzono w naturalnych warunkach. Skoro już wiedziano, co T. syrichta słyszą, trzeba było nagrać ich komunikaty. Udało się to w przypadku 35 okazów. Dzięki temu biolodzy zauważyli, że minimalna częstotliwość sygnału wynosi 67 kiloherców.
Posługiwanie się ultradźwiękami zapewnia kilka korzyści. Po pierwsze, ułatwia chowanie przed drapieżnikami i potencjalnymi ofiarami (karaczanami i świerszczami). Po drugie, pozwala na odfiltrowanie niskiego szumu tła - tropikalnej dżungli.
Na czym polega wyjątkowość T. syrichta? Choć niektóre naczelne również komunikują się za pomocą ultradźwięków, nigdy nie są to czyste ultradźwięki. Odkryliśmy, że T. syrichta nie tylko słyszy najwyższe dźwięki ze wszystkich naczelnych, ale i generuje wokalizacje o najwyższej udokumentowanej w tej grupie zwierząt częstotliwości. Gatunek, który wydawał się cichy, może wydawać szereg odgłosów. Nie mieliśmy o nich pojęcia, bo są dla nas niesłyszalne.
Wielu moich kolegów zaobserwowało ciche otwieranie pyska przez szeroki zakres gatunków. Niewykluczone, że istnieje cały zestaw sygnałów czekających na usłyszenie - ekscytuje się Ramsier.
Antropolog podkreśla, że 4-letnie badania jej ekipy ujawniły, że nawet blisko spokrewnione naczelne bardzo różnią się pod względem wrażliwości słuchowej. Zależy to najprawdopodobniej od diety, habitatu, presji ze strony drapieżników i współzawodnictwa.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Liczbę jaj składanych przez żółwie zielone (Chelonia mydas) na filipińskiej wyspie Baguan - najdalej wysuniętej na wschód w archipelagu Wysp Żółwich - monitoruje się od 1984 r. W zeszłym roku gady pobiły rekord. W 14.220 jamach złożyły 1,44 mln jaj. W drugim pod względem "obfitości" 1995 r. znaleziono 12.311 gniazd.
Jak podkreśla Romeo Trono, dyrektor wykonawczy Conservation International na Filipinach, 1,44 mln jaj to świetny wynik, który pozwala wierzyć w lepszą przyszłość Ch. mydas. Skoro dojrzałość płciową osiąga ok. 1% lęgu, zeszłoroczny sukces reprodukcyjny z Baguan zasili populację 13 tysiącami dorosłych osobników.
Po wyżu z roku 1995 nastąpił ogromny spadek - wg danych z Wydziału Środowiska i Zasobów Naturalnych, w 2003 r. znaleziono nieco ponad 4 tys. jam z jajami. Mimo że Baguan stanowi obszar chroniony, żółwiom zagraża kłusownictwo, kradzież jaj na pokarm i handel, nielegalne metody połowu ryb oraz niedostateczny stopień wdrożenia uregulowań prawnych. Na szczęście wzrastająca ponownie liczba gniazd sugeruje, że gdy żółwie są chronione na plażach lęgowych i wodach przez odpowiednio długi czas, mogą się odrodzić - uważa Bryan Wallace z Conservation International. Co ważne, dzięki wspólnym wysiłkom różnych organizacji, prawo jest przestrzegane w coraz większym stopniu. Strażników z rezerwatu przeszkolono, wzmożono patrole i skorzystano z pomocy ochotników z lokalnych społeczności. Niebagatelne znaczenie ma też zapewne zaangażowanie filipińskiej straży przybrzeżnej oraz marines.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.