На минулих заходах Tech Today Hub (у Києві та Одесі) наші вчені доводили, що можуть допомогти краще працювати. А на вчорашній зустрічі українські науковці показали, як можуть допомогти швидше одужати. Так, вітчизняні винахідники роблять великий внесок у розвиток світової медицини, і в цьому переконують їхні останні розробки. Дещо про них ви можете дізнатися з цієї розповіді.
1. Сам собі окуліст
У медицині є одна головна проблема, яка може звести будь-яке високотехнологічне обладнання лікарень та високу кваліфікацію лікарів нанівець. Це пацієнти, які просто не хочуть або не мають бажати ходити до медичних закладів.
Наприклад, хворі на діабет 2 типу мають відвідувати офтальмолога щонайменше раз на рік. Це пов’язано з тим, що надмірний рівень цукру в крові при діабеті робить стінки судин м’якими. Судини на сітківці очей від стресів та напружень лопаються, і стається невеликий крововилив. Досить довго це непомітно, але коли кількість таких пошкоджень досягає критичної величини, людина може за кілька місяців чи навіть тижнів втратити зір.
Регулярні візити до офтальмолога допомагають відстежувати стан сітківки та вчасно вживати заходів. Однак, за словами доктора фізико-математичних наук Ігоря Плюто, добре, якщо хворі на діабет відвідують окуліста хоча б раз на сім років.
Тому він разом зі своїми колегами з Інституту металофізики ім. Курдюмова створив прилад, який можна використовувати в домашніх умовах, і при цьому не потрібно мати медичну освіту. Це аутоофтальмоскоп Pluto, який заснований на базі новітньої технології трансклеральної офтальмоскопії.
Звучить дуже по-науковому, але на практиці це означає, що в око потрібно просто посвітити спеціальним ліхтариком. Якщо робити це через закриті віки, тоді пацієнт сам побачить стан своєї сітківки. Коли буде видно лише тоненькі прожилки судин – усе гаразд, але якщо є плями та дефекти, необхідно звернутися до лікаря.
Ігор Плюто продемонстрував роботу новинки прямо під час свого виступу. Добровольці просто сиділи із закритими очима, поки науковець просвічував їм сітківку крізь віки. Кілька секунд на спостереження, і вони бачили стан здоров’я своїх очей.
Pluto також можна використовувати в лікарнях замість звичайних офтальмоскопів, адже останні мають певні обмеження. Їх, наприклад, не можна використовувати в післяопераційний період, отримані результати не завжди зручні для діагностування проблем на ранніх стадіях, необхідно використовувати препарати для розширення зіниці. При цьому все, що потрібно для роботи із Pluto, – це ноутбук, камера, випромінювач світла та програмне забезпечення для аналізу стану сітківки.
2. Жодної крові при аналізі крові
У людському організмі є речовина гемоглобін, яка відіграє дуже важливу роль – вона переносить кисень із легенів до кожної клітинки тіла. Майже при будь-яких проблемах зі здоров’ям спершу необхідно перевірити її концентрацію, що донедавна означало отримати дірку в пальці, з якої беруть кілька краплин крові. Це болісна та малоприємна процедура, яку змогли залишити в минулому науковці з Інституту кібернетики ім. Глушкова.
Вони створили фотометричний гемоглобінометр, з яким для аналізу крові потрібно лише доторкнутися датчиком до тіла. За кілька секунд на екрані ноутбука з’явиться стовпчик із даними.
Можливості гаджета приголомшили присутніх, і останні почали сипати запитаннями: де на тілі краще торкатися сенсором, яка точність показань тощо. Представник інституту та один із розробників пристрою Анатолій Мержвинський не став детально відповідати, а просто продемонстрував роботу гемоглобінометра на добровольці. Науковець приклав сенсор до зап’ястка, і майже одразу на екрані відобразилися показники – старенький ноутбук довше виходив із режиму очікування, ніж проходило сканування.
3. Німі зможуть висловитись
Українська наука також допомагає вирішити одне з непростих питань: якщо людина не може вимовити ані слова, як її зрозуміти медику чи тим, хто її оточує? Ігор Галелюка та його колеги з Інституту кібернетики ім. Глушкова знайшли вихід – звичайний планшет. Особливе в ньому – програма, яка є своєрідним розмовником, що має набір популярних фраз, озвучених актором. Якщо натиснути на якесь з висловлювань, воно підсвічується на екрані, і динаміки гаджета промовляють його.
Програмне забезпечення комунікатора складається з двох частин:
- для медицини першого контакту і надання детальної інформації про захворювання й травми та надання невідкладної допомоги постраждалим;
- для забезпечення альтернативного спілкування з пацієнтами, які тимчасово або назавжди втратили можливість говорити.
Щоб спілкування проходило швидше, створений комунікатор має вбудований пошуковий механізм, довідник із захворювань і травм та іншу потрібну інформацію. А ще в нього є вікно локалізації болю – картинка людського тіла, на якій можна показати, де болить. Усе це, кажуть розробники, допоможе лікарю зрозуміти, на що скаржиться пацієнт, якого він може бачити вперше, та не втрачати зайвого часу.
Вартість програми з планшетом становить близько $300, а без гаджета – $100.
4. Сітка для дружби внутрішніх органів
При хірургічному лікуванні одним із найскладніших етапів є одужування, адже розрізані скальпелем органи та м’язи повинні правильно зростися. Це іноді може займати кілька місяців, які пацієнти змушені проводити на ліжку в медичному закладі. Зменшити цей термін до кількох днів можна, якщо використати сітчасті ендопротези. А українські науковці з Інституту прикладних проблем фізики і біофізики НАН України зробили так, щоб людське тіло їх не відторгало.
Сітчастий ендопротез – це звичайна сітка з пластику, яку хірурги накладають поверх розрізу. Тканини тіла закріплюються на цій сітці та швидше зростаються, завдяки чому пацієнти можуть швидше повернутися до нормального життя.
Проблема в тому, що людський організм – це агресивне середовище для будь-яких зовнішніх об’єктів. Щоб встановлений ендопротез не викликав запалення та відторгнення тілом, українські науковці використали покриття з хітозану. Ця речовина також пригнічує розвиток шкідливих мікроорганізмів.
За словами розробників, проведені експерименти показали ефективність їхнього винаходу, хоча для використання в медичних установах вона має пройти ще декілька етапів, із сертифікацію включно.
5. Найкраще поглинання у світі
Фільтр для технологічних розчинів і стічних вод, фільтри для питної води, системи очищення повітря і поглиначі запаху, системи вентиляції і спеціального газоочищення повітря на атомних станціях, засоби швидкої допомоги при аварійних ситуаціях на атомних станціях – це та багато іншого можна створити на основі активованого вуглецевого волокнистого матеріалу (АВВМ). Його розробили співробітники Інституту проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича, і, за словами науковця Ірини Уварової, поки він є найкращим у світі адсорбційним матеріалом.
Учені почали створювати цю розробку ще кілька десятиліть тому для військових, які вже використовували його аналоги ще в Афганістані. Нині науковці вирішили його відновити, але з використанням сучасної технологічної бази, та зробити його доступним для цивільних цілей.
АВВМ, за словами Ірини Уварової, на порядок ефективніший за традиційне активоване вугілля та іноземні аналоги. Він має настільки сильну поглинальну дію, що це може стати навіть його недоліком. Адже, наприклад, його не можна використовувати щодня, як активоване вугілля, через те, що крім токсинів АВВМ поглине і корисні для організму вітаміни.
І все ж цей матеріал можна використовувати для виведення токсинів при отруєннях хімічної і бактеріальної природи. Він дозволяє ефективно очищувати рани, завдяки чому вони загоюються у 1,5-2 рази швидше. АВВМ також пригнічує життєдіяльність мікроорганізмів, не прилипає до обпаленої шкіри і не має токсичної та алергічної дії.
6. Вирощування кісток
Народна мудрість говорить, що своє – це найкраще, і це особливо актуально, коли йдеться про здоров’я. Науковці з Інституту проблем матеріалознавства імені І. М. Францевича пропонують дотримуватися цього та відновлювати пошкоджені кістки та суглоби за допомогою біоактивної кераміки.
У традиційних металевих імплантатів є один суттєвий недолік: із часом вони отруюють організм, наповнюючи його іонами алюмінію чи титану. Через це, наприклад, вдало зроблений протез суглобу ноги може знадобитися переробити вже через кілька років, оскільки кістки, до яких він кріпиться, руйнуються.
Як розповіла співробітник інституту Наталя Ульянчич, кісткові імплантати з біоактивної кераміки дозволяють повноцінно відновлювати кісткову тканину. Наприклад, стоматологи часто не мають куди поставити штифт для штучного зуба – кістка щелепи розчинилася. Біоактивна кераміка дозволить наростити її та створити основу для вживляння штифта. Цей матеріал також механічно сумісний з кістковою тканиною – це дозволяє відновлювати суглоби та хребет.
Окрім цього, подібні імплантати допоможуть лікуватися й від складних хвороб, працюючи у ролі доставки для ліків. Так можна забезпечити локальну дію досить токсичних медпрепаратів та зменшити їхній шкідливий вплив на організм.
7. Пов’язка ХХІ століття
Забути про біль при відриванні марлевих пов’язок від ран від травм та опіків дозволяє нове рішення Інституту фізики НАН України. Науковці пропонують замінити традиційний перев’язочний матеріал на новітній гідрогель. Він на 90% складається з води, і завдяки цьому його можна використовувати і при внутрішніх пошкодженнях, наприклад, виразці.
Щоправда, випускати подібні гідрогелеві пов’язки непросто – потрібно застосовувати джерело потужної радіації, яка опромінює основу. Проте це дозволяє отримати унікальний за властивостями продукт, який:
- миттєво охолоджує та знеболює рану;
- не викликає подразнень;
- не прилипає до рани;
- захищає від зовнішньої інфекції;
- фіксується на поверхнях зі складним рельєфом;
- стерильний та дезінфікує рану.
Вартість такої гідрогелевої пов’язки, за підрахунками розробників, складає близько однієї гривні. А її ефективність можна підвищити, покривши поверхню ліками, і тоді ціна може зрости в кілька разів.
8. Ліпше життя при відмові нирок
В Україні лише один із чотирьох хворих на ниркову недостатність має шанс на життя, оскільки вартість курсу роботи штучних нирок – близько 120 тисяч гривень на одного пацієнта. Проте розробка українських учених з Інституту молекулярної біології та генетики й Інституту фізики напівпровідників НАН України може значно її зменшити. Вони створили новий біосенсор, який дозволяє проводити аналіз забруднення крові буквально за кілька хвилин.
Коли нирки відмовляють, тоді для виведення шкідливих речовин з організму використовується гемодіаліз – процедура, в якій спеціальні машини очищують кров і яку потрібно робити щонайменше тричі на тиждень по три-п’ять годин за сеанс.
Розробка українських науковців дозволяє пацієнтам стати більш вільними, адже вони зможуть стежити за концентрацією шкідливих речовин майже в реальному часі. Завдяки цьому вони проводитимуть біля машини з гемодіалізу оптимальну кількість часу залежно від свого фактичного стану. При цьому користування таким сенсором, кажуть науковці, значно дешевше за традиційні аналізи та коштує $0,5 проти $3-4 за перевірку у лабораторії. Самого сенсора вистачає на 100 аналізів, а його заміна коштуватиме $10.
9. Поліпшені пігулки
Науковці з Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України презентували на зустрічі Tech Today Hub новітні медичні препарати і тести для виявлення хвороб та їхньої профілактики. Це, по-перше, тест-системи для виявлення тромбоутворення і для стеження за імунітетом від дифтерії. По-друге, це нові препарати: від такого, що поєднує вітамін D3 з білком молока казеїном, до такого, що дозволяє збільшити масу та щільність кісткової тканини.
Але ці приклади – не єдині, на що здатні українські вчені. Ми вже писали про те, як наші співвітчизники вирощують кістки для травмованих, – це дійсно унікальна розробка. І як вони придумали дешеві ендопротези. І ще багато чого цікавого, про що будемо писати згодом.
Тож стежте за нашими публікаціями в нашій рубриці Tech Today Hub.
