Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Powstały mikroroboty, które w przyszłości trafią do ludzkiego organizmu

Recommended Posts

Niewielkie roboty, które pędzą przez płyn z niewiarygodna prędkością, mogą pewnego dnia posłużyć do naprawy ludzkiego ciała od wewnątrz. Wyobraźmy sobie roboty, które będą mogły przeprowadzać zabiegi chirurgiczne. Zamiast kroić pacjenta, będziemy mogli podać mu roboty w formie pigułki lub zastrzyku, a one przeprowadzą zabieg, mówi doktor Jin Lee z Wydziału Inżynierii Biologicznej i Chemicznej University of Colorado w Boulder. Taka wizja to obecnie odległa przyszłość, ale same roboty już powstały.

Lee i jego zespół stworzyli urządzenia o średnicy 20 mikrometrów. To około 3-krotnie mniej niż średnica ludzkiego włosa. Roboty poruszają się w płynie w prędkością 3 mm/s zatem w ciągu minuty przebywają odległość 9000 razy większą niż ich własna długość. Przeciętny samochód osobowy, żeby poszczycić się takim osiągami, musiałby poruszać się z prędkością ok. 2400 km/h.

Jednak zalety mikrorobotów nie ograniczają się do szybkiego przemieszczania się. Podczas eksperymentów naukowcy wykorzystali je do dostarczenia deksametazonu do pęcherza myszy. To wskazuje, że można by je wykorzystać do leczenia chorób pęcherza i innych schorzeń u ludzi.

Mikroroboty zostały wykonane z biokompatybilnych polimerów metodą podobną do druku 3D. Przypominają niewielką rakietę z przyczepionymi trzema łopatami. W każdym z nich uwięziono pęcherzyk powietrza. Gdy taki robot zostanie wystawiony na działanie fal akustycznych – w eksperymentach wykorzystano ultradźwięki – pęcherzyk zaczyna wibrować, odpycha płyn i robot się porusza.

Naukowcy postanowili przetestować swoje urządzenie na mysim modelu śródmiąższowego zapalenia pęcherza moczowego. To bolesna choroba powodująca silny ból w miednicy. Jej leczenie jest niekomfortowe. Pacjenci muszą zgłaszać się do lekarza, gdzie za pośrednictwem cewnika do pęcherza wprowadzany jest deksametazon. Naukowcy stworzyli mikroroboty zawierające ten lek, a następnie wprowadzili urządzenia do pęcherza myszy. Roboty rozprzestrzeniły się po organizmie, a następnie przylgnęły do ścian pęcherza, gdzie przez dwa dni powoli uwalniały środek leczniczy. Dzięki temu można było w dłuższym czasie podczas więcej lekarstwa, poprawiając stan pacjenta.

Twórcy robotów zastrzegają, że zanim trafią one do ludzkiego organizmu, muszą zostać jeszcze udoskonalone. Pierwszym celem jest uczynienie urządzeń w pełni biodegradowalnymi, by całkowicie rozpuszczały się w organizmie po zrealizowaniu zadania.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 22.06.2023 o 10:46, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Wyobraźmy sobie roboty, które będą mogły przeprowadzać zabiegi chirurgiczne.

Polegające na eliminowaniu wybranych polityków. ;-)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W Journal of Medical Internet Research ukazał się opis eksperymentu, w ramach którego ChatGPT miał stawiać diagnozy medyczne i proponować dalsze działania na podstawie opisanych objawów. Algorytm poradził sobie naprawdę nieźle. Udzielił prawidłowych odpowiedzi w 71,7% przypadków. Najlepiej wypadł przy ostatecznych diagnozach, gdzie trafność wyniosła 76,9%, najgorzej poradził sobie z diagnozą różnicową. Tutaj jego trafność spadła do 60,3%.
      Autorzy eksperymentu wykorzystali 36 fikcyjnych przypadków klinicznych opisanych w Merck Manual. Przypadki te są wykorzystywane podczas szkoleń lekarzy i innego personelu medycznego. Naukowcy z Harvard Medical School, Brigham and Women'a Hospital oraz Mass General Brigham wprowadzili do ChataGPT opisy tych przypadków, a następnie zadawali maszynie pytanie, dołączone w podręczniku do każdego z przypadków. Wykluczyli z badań pytania dotyczące analizy obrazów, gdyż ChatGPT bazuje na tekście.
      Najpierw sztuczna inteligencja miała za zadanie wymienić wszystkie możliwe diagnozy, jakie można postawić na podstawie każdego z opisów. Następnie poproszono ją, by stwierdziła, jaki dodatkowe badania należy przeprowadzić, później zaś ChatGPT miał postawić ostateczną diagnozę. Na koniec zadaniem komputera było opisanie metod leczenia.
      Średnia trafność odpowiedzi wynosiła 72%, jednak różniła się w zależności od zadania. Sztuczna inteligencja najlepiej wypadła podczas podawania ostatecznej diagnozy, którą stawiała na podstawie początkowego opisu przypadku oraz wyników dodatkowych badań. Trafność odpowiedzi wyniosła tutaj 76,9%. Podobnie, bo z 76-procentową trafnością, ChatGPT podawał dodatkowe informacje medyczne na temat każdego z przypadków. W zadaniach dotyczących zlecenia dodatkowych badań oraz metod leczenia czy opieki, trafność spadała do 69%. Najgorzej maszyna wypadła w diagnozie różnicowej (60,3% trafnych odpowiedzi). Autorzy badań mówią, że nie są tym zaskoczeni, gdyż diagnoza różnicowa jest bardzo trudnym zadaniem. O nią tak naprawdę chodzi podczas nauki w akademiach medycznych i podczas rezydentury, by na podstawie niewielkiej ilości informacji dokonać dobrego rozróżnienia i postawić diagnozę, mówi Marc Succi z Harvard Medical School.
      Być może w przyszłości podobne programy będą pomagały lekarzom. Zapewne nie będzie to ChatGPT, ale rozwijane już systemy wyspecjalizowane właśnie w kwestiach medycznych. Zanim jednak trafią do służby zdrowia powinny przejść standardowe procedury dopuszczenia do użytku, w tym testy kliniczne. Przed nimi zatem jeszcze długa droga.
      Autorzy opisanych badań przyznają, że miały one ograniczenia. Jednym z nich było wykorzystanie fikcyjnych opisów przypadków, a nie rzeczywistych. Innym, niewielka próbka na której testowano ChatGPT. Kolejnym zaś ograniczeniem jest brak informacji o sposobie działania i treningu ChataGPT.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od ponad dekady Catia Lattouf de Arída opiekuje się w swoim mieszkaniu w mieście Meksyk chorymi, rannymi i osieroconymi kolibrami. W jej azylu-szpitalu znajduje się jednorazowo nawet kilkadziesiąt tych ptaków.
      Siedemdziesięciotrzylatka poświęca potrzebującym kolibrom większość swojego wolnego czasu i zasobów.
      Misja Catii rozpoczęła się w 2012 roku (wcześniejsze lata nie były dla niej łatwe, bo w 2009 r. przeżyła śmierć męża, a później zdiagnozowano u niej raka jelita grubego). Pewnego razu, idąc ulicą, zobaczyła młodego kolibra z urazem oka. Zabrała go do domu. Nie miała pojęcia, jak się nim zajmować. Znajomy weterynarz zachęcał ją jednak, by się nie zrażała. Zapewnił jej niezbędne informacje nt. opieki, leków czy pokarmu.
      To był początek mojego nowego życia - mówi Catia o swoim pierwszym podopiecznym Guccim (jego imię wzięło się od marki etui na okulary, w którym u niej mieszkał). Ich drogi przecięły się, gdy kobieta przechodziła chemioterapię.
      Gucci, którego udało się ostatecznie wykurować, nadał życiu Catii nowy wymiar. Stał się jej ptakiem terapeutycznym. Dowiedziawszy się o sukcesie mieszkanki dzielnicy Polanco, ludzie zaczęli przynosić do niej ptaki. By dobrze się nimi zajmować, kobieta musiała poznać ich biologię i zwyczaje. Obecnie Lattouf de Arída jest skarbnicą wiedzy dla miłośników ptaków z kraju i zagranicy. Niekiedy, gdy w profesjonalnych instytucjach brakuje miejsca czy środków na zajęcie się kolejnym potrzebującym, ptaki trafiają do Catii.
      Popularność 73-latki bardzo wzrosła 3 miesiące temu, gdy na TikToku zamieszczono nagranie dokumentujące jej pracę.
      W opiece nad stadkiem kolibrów pomaga seniorce asystentka - Cecilia Santos. Początkowo chore/ranne ptaki mieszkają w sypialni właścicielki apartamentu. Gdy czują się lepiej, trafiają do sąsiedniego pokoju. Kolejnym krokiem jest wypuszczenie w lesistym terenie na południe od stolicy Meksyku. Nie wszystkie kolibry udaje się, oczywiście, uratować. Tym ptakom kobieta zapewnia opiekę paliatywną.
      Lattouf de Arída podkreśla, że choć głównym celem jest uratowanie i rehabilitacja jak największej liczby kolibrów, zależy jej też na uświadomieniu ludziom, jak ważną rolę te ptaki spełniają w ekosystemie.
      Catia urodziła się w Libanie. To tam poznała męża, który podróżował po Azji Zachodniej. W związku z sytuacją polityczną para przeprowadziła się w pewnym momencie do Paryża, a następnie do Meksyku. Kobieta najpierw studiowała w Bejrucie, później na Sorbonie. Jej wykształcenie nie miało nic wspólnego z biologią, ale zbieg okoliczności sprawił, że poświęciła ptakom spory kawałek życia...
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naturalnie występujący w ludzkim organizmie cukier mannoza, obecny też w wielu różnych owocach, może wspomóc leczenie nowotworów. Mannoza jest zabójcza dla pszczół miodnych, a od pewnego czasu wiemy, że ma też właściwości przeciwnowotworowe. Dotychczas jednak naukowcy nie rozumieli tego mechanizmu. Badania przeprowadzone właśnie przez Sanford Burnham Prebys i Osaka International Cancer Institute rzuciły światło na działanie mannozy i stwierdzili, że cukier może wspomagać leczenie onkologiczne.
      Wraz z innymi sposobami leczenia cukier ten może zadać nowotworowi dodatkowy cios. A jako, że występuje naturalnie w ludzkim organizmie, można będzie poprawić terapię przeciwnowotworową bez niepożądanych działań ubocznych, mówi współautor badań Hudson Freeze, dyrektor Human Genetics Program w Sanford Burnham Prebys.
      Mannoza to cukier, który służy naszemu organizmowi do stabilizowania struktury białek i pomaga im we wchodzeniu w interakcje z innymi molekułami w procesie glikozylacji. To kluczowy dla życia proces, w którym bierze udział połowa białek w naszym organizmie. Zaburzenia glikozylacji są powiązane z ciężkimi, zagrażającymi życiu chorobami.
      Dotychczas najbardziej obiecującym sposobem zastosowania mannozy w medycynie było leczenie wrodzonych zaburzeń glikozylacji. Sądzimy jednak, że mannozę można zaangażować do walki z nowotworami i innymi chorobami, dodaje Freeze.
      Jakiś czas temu zauważono, że w hodowlach komórkowych mannoza powstrzymuje wzrost komórek nowotworowych. Naukowcy, chcąc bliżej zbadać ten fenomen przyjrzeli się... pszczole miodnej. Od ponad wieku wiadomo, że mannoza jest zabójcza dla pszczół, gdyż ich organizmy nie przetwarzają jej w taki sposób, jak organizm człowieka. Zjawisko to znane jest pod nazwą „syndromu pszczoły miodnej”. Chcieliśmy sprawdzić, czy istnieje związek pomiędzy syndromem pszczoły miodnej a przeciwnowotworowymi właściwościami mannozy, przyznaje Freeze.
      Naukowcy wykorzystali zmodyfikowane genetycznie komórki rzadkiego ludzkiego nowotworu złośliwego, włókniakomięsaka, do odtworzenia syndromu pszczoły miodnej i odkryli, że bez enzymu potrzebnego do metabolizowania mannozy komórki nowotworu rozwijały się wolniej i były bardziej podatne na chemioterapię. Odkryliśmy, że wywołanie syndromu w tych komórkach nowotworowych spowodowało, że nie były one w stanie syntetyzować elementów DNA i normalnie się dzielić. To wyjaśnia obserwowany efekt przeciwnowotworowy, cieszy się Freeze.
      Naukowcy ostrzegają jednak, że syndrom pszczoły miodnej dotyka kluczowych procesów metabolicznych, zatem potrzeba jeszcze wielu badań, by sprawdzić, które nowotwory są najbardziej na niego podatne.
      Jeśli znajdziemy nowotwory o niskiej aktywności enzymu przetwarzającego mannozę, podanie im dodatkowej mannozy może wspomóc chemioterapię, wyjaśnia Freeze. Naukowcy wezwali też do szerzej zakrojonych badań nad cukrami biorącymi udział w glikolizacji i ich roli w zapobieganiu nowotworom. Wciąż nie rozumiemy biologii metabolizmu cukrów w komórkach nowotworowych. A może być to bardzo obiecujący kierunek prac nad nowymi metodami leczenia nowotworów, stwierdzają.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sztuczna inteligencja lepiej niż technik-elektroradiolog ocenia i diagnozuje funkcjonowanie serca na podstawie badań ultrasonograficznych, wynika z badań przeprowadzonych przez naukowców z Cedars-Sinai Medical Center. Randomizowane testy prowadzili specjaliści ze Smidt Heart Institute i Division of Articifial Intelligence in Medicine.
      Uzyskane wyniki będą miały natychmiastowy wpływ na obrazowanie funkcji serca oraz szerszy wpływ na całe pole badań obrazowych serca, mówi główny autor badań, kardiolog David Ouyang. Pokazują bowiem, że wykorzystanie sztucznej inteligencji na tym polu poprawi jakość i efektywność obrazowania echokardiograficznego.
      W 2020 roku eksperci ze Smidt Heart Institute i Uniwersytetu Stanforda stworzyli jeden z pierwszych systemów sztucznej inteligencji wyspecjalizowany w ocenie pracy serca, a w szczególności w ocenie frakcji wyrzutowej lewej komory. To kluczowy parametr służący ocenie pracy mięśnia sercowego. Teraz, bazując na swoich wcześniejszych badaniach, przeprowadzili eksperymenty, w ramach których wykorzystali opisy 3495 echokardiografii przezklatkowych. Część badań została opisana przez techników, część przez sztuczną inteligencję. Wyniki badań wraz z ich opisami otrzymali kardiolodzy, którzy mieli poddać je ocenie.
      Okazało się, że kardiolodzy częściej zgadzali się z opisem wykonanym przez sztuczną inteligencję niż przez człowieka. W przypadku SI poprawy wymagało 16,8% opisów, natomiast kardiolodzy wprowadzili poprawki do 27,2% opisów wykonanych przez techników. Lekarze nie byli też w stanie stwierdzić, które opisy zostały wykonane przez techników, a które przez sztuczą inteligencję. Badania wykazały również, że wykorzystanie AI zaoszczędza czas zarówno kardiologów, jak i techników.
      Poprosiliśmy naszych kardiologów, by powiedzieli, które z opisów wykonała sztuczna inteligencja, a które technicy. Okazało się, że lekarze nie są w stanie zauważyć różnicy. To pokazuje, jak dobrze radzi sobie sztuczna inteligencja i że można ją bezproblemowo wdrożyć do praktyki klinicznej. Uważamy to za dobry prognostyk dla dalszych testów na wykorzystaniem SI na tym polu, mówi Ouyang.
      Badacze uważają, że wykorzystanie AI pozwoli na szybszą i sprawniejszą diagnostykę. Oczywiście o ostatecznym opisie badań obrazowych nie będzie decydował algorytm, a kardiolog. Tego typu badania, kolejne testy i artykuły naukowe powinny przyczynić się do szerszego dopuszczenia systemów AI do pracy w opiece zdrowotnej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Uniwersytecie Jagiellońskim powstał materiał, który może pomóc w dobudowaniu ubytków kostnych oraz służyć jako nośnik leków na osteoporozę. Jest on dziełem naukowców z Wydziału Chemii kierowanych przez profesor Marię Nowakowską. Nowy materiał ma postać hydrożelu, który wstrzykuje się w miejscu ubytku. Następnie dochodzi do jego zestalenia w temperaturze 37 stopni Celsjusza. Hydrożel trwale przyczepia się do tkanki kostnej i pełni rolę rusztowania, na którym w naturalny sposób tworzy się nowa tkanka wypełniająca ubytek.
      Hydrożel ma też dodatkową zaletę – może posłużyć jako nośnik podawanych miejscowo leków na osteoporozę. To zaś pozwala na uniknięcie ogólnoustrojowego podawania leków niosących ze sobą skutki uboczne oraz dalej możliwość aplikowania znacznie większych stężeń w bezpośrednie sąsiedztwo chorych tkanek.
      Komponenty naszego hydrożelu naśladują naturalny skład tkanki kostnej. Wśród jego składników jest między innymi kolagen, kwas hialuronowy oraz chitozan, czyli polisacharyd o udowodnionych właściwościach antybakteryjnych, przeciwzapalnych i przeciwbólowych. Oprócz tego w jego skład wchodzi kluczowy składnik nieorganiczny. Jest nim syntetyzowany przez nas układ cząstek krzemionki dekorowanych hydroksyapatytem, który w hydrożelu i projektowanej terapii pełni kilka istotnych i pożytecznych funkcji. Składowe hydrożelu, po jego wstrzyknięciu, już w organizmie, wiążą się ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi. Właściwość ta pozwala podać hydrożel nieinwazyjną drogą a cały materiał zachowuje swoją funkcjonalność, ponieważ nie ulega niekontrolowanej degradacji, opisuje działanie hydrożelu doktor Joanna Lewandowska-Łańcucka.
      Naukowcy z UJ przeprowadzili już wstępne badania na modelu mysim. Wykazały one, że hydrożel nie jest toksyczny. Naukowcy zauważyli też, że miejscu wstrzyknięcia powstają włosowate naczynia krwionośne, co stanowi podstawę do obudowania się tkanki kostnej. Hydrożel ulega stopniowej powolnej degradacji. Po 60 dniach od podania wciąż były widoczne jego resztki. Z kolei podczas badań in vitro stwierdzono, że podany w hydrożelu lek jest uwalniany stopniowo, co może zwiększyć skuteczność terapii.
      Pierwsze testy hydrożelu na liniach komórkowych i modelach zwierzęcych wypadły bardzo obiecująco. Na razie planujemy przeznaczyć ten materiał do projektowania terapii mniejszych ubytków kostnych, spowodowanych przede wszystkim osteoporozą, ale również różnego rodzaju urazami czy ubytków, jakie powstają na przykład w wyniku operacji neurologicznych. Materiał
      powinien więc zainteresować szerokie grono lekarzy reumatologów, ortopedów, jak również neurologów i stomatologów, dodaje doktor Gabriela Konopka-Cupiał, dyrektor CITTRU – Centrum Transferu Technologii UJ.
      Teraz naukowcy poszukują inwestorów, którzy wezmą udział w rozwoju wynalazku oraz zaangażują się w badania kliniczne.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...