آينده پزشكي زير چتر فناوري‌هاي جديد

[mahboobeh]

آينده پزشكي زير چتر فناوري‌هاي جديد


طي سال‌هاي گذشته، محققان به پيشرفت‌ قابل توجهي در زمينه‌هاي زيست‌شناسي، الكترونيك و ژنتيك انسان دست يافته‌اند و به كمك آنها توانسته‌اند، ابزارهاي جديدي را براي محافظت و ارتقاي سلامت بشر به خدمت بگيرند.
فناوري‌هاي پزشكي و تجزيه اطلاعات پيچيده، از محدوده‌هاي سنتي بيمارستان‌ها و آزمايشگاه‌ها فراتر رفته و وارد زندگي امروزي بشر شده‌ است.

پزشكان آينده قادر خواهند بود، به جاي انجام آزمايش‌هاي مختلف باليني و آزمون و خطا روي انسان، از اين ابزارها براي بررسي دقيق بيماران و درك ميزان پاسخگويي فرد به درماني خاص استفاده كنند.

پيشرفت‌هاي صورت گرفته در كوچك‌سازي‌ تراشه‌هاي رايانه‌اي، مهندسي زيستي و علوم مواد، زمينه را براي توليد ابزارها و وسايل نوين كاربردي فراهم كرده كه مي‌توانند جايگزين ارگان‌هاي حياتي بدن مانند چشم يا لوزالمعده شده، يا به عملكرد بهتر آنها كمك كنند.



انقلابي بزرگ در دنياي ژن‌ها


كار جمع‌آوري اطلاعات كامل براي ايجاد يك انسان ـ كه حدود 20 سال پيش آغاز شد ـ بسيار زمانبر و پرهزينه بود. در نهايت حدود سال 2003، نخستين توالي ژنوم انساني تهيه شد، ولي اين پيشرفت مهم هنوز نياز به تحقيق و بررسي دارد.

شكاف‌هاي زيادي در نقشه وراثت انسان وجود دارد كه سرنوشت ژنتيك بشر را تعيين مي‌كند و بايد اين خلأ‌ها پر شود.

محققان جعبه‌اي را در ابعاد يك دستگاه پرينتر اختراع كرده‌اند كه توالي كامل ژنتيك يك نفر را در عرض چند ساعت در اختيار شما قرار مي‌دهد و هزينه آن با هزينه خريد يك تلويزيون پلاسماي شيك برابري مي‌كند.

پزشكان از اين طريق مي‌توانند بيماري‌هاي قلبي و سرطان يا بيماري‌هاي وابسته به ژنتيك فردي را درمان كنند، ولي اين روش بيش از حد توسعه‌يافته و گاهي افراد قادر به درك آن به عنوان يكي از ابزارهاي پزشكي نيستند.

مشكل اصلي اين است كه اين فناوري، سريع‌تر از توانايي درك پزشكان از نتايج به دست آمده رشد كرده است. به عنوان مثال، پزشكان بايد الگوي ژنتيك يك فرد را با الگوهاي ژنتيك افراد مختلف مقايسه كنند تا الگوهاي شاخص بيماري و الگوهاي سالم را تشخيص دهند.

بعلاوه بسياري از بيماري‌ها بر اثر جهش‌هاي ژنتيك نادر اتفاق افتاده‌ است كه هنوز شناسايي نشده و همانند معمايي حل نشده باقي مانده‌ است.



ديد مصنوعي با چشم زيستي


نبود امكانات مناسب با شرايط نابينايان در جامعه، بزرگ‌ترين معضلي است كه نابينايان با آن دست به گريبان‌اند. كاشت يك تراشه الكتريكي نازك در چشم، به موفقيت قابل توجهي انجاميده است.

كاشت اين ريزتراشه در افرادي كه گيرنده‌هاي نوري شبكيه چشم آنها صدمه ديده، جايگزيني براي اين خلأ خواهد بود.

با كمك اين تراشه افراد نابينا قادر خواهند بود، نامه‌هاي نوشته شده با كلمات درشت را بخوانند، به افراد نزديك شده و افراد را تشخيص دهند.

در ماه‌هاي اوليه طراحي و استفاده از اين تراشه، محققان مجبور بودند به دليل احتمال بروز عفونت پوستي، آن را پس از سه ماه خارج كنند.

اين تراشه از طريق يك بسته باتري خروجي جيبي در چشم از طريق كابل كوچك متصل به پوست، تقويت مي‌شد كه زخم بزرگي را در پوست ايجاد مي‌كرد.

علاوه بر اين، افرادي كه از اين تراشه استفاده مي‌كردند، بايد نزديك مانيتوري قرار مي‌گرفتند كه به طور بي‌سيم فركانس تكانه‌هاي الكتريكي را كنترل كند.

رفته‌رفته محققان اين تراشه را پيشرفته‌تر و قابليت حمل آن را بهتر كردند.

گيرنده‌هاي نوري مصنوعي ممكن است، در هر نوع نابينايي ناشي از نقص در گيرنده‌هاي نوري مفيد باشد، ولي در مواردي چون آب سياه يا ضعف عصب بينايي مؤثر نخواهد بود.

گروه ديگري از محققان از پيوند شبكيه در اصلاح نابينايي استفاده كردند كه با وجود عملكرد متفاوت، التهاب رنگدانه‌هاي شبكيه را درمان مي‌كند حتي برگرداندن اين حد از قدرت بينايي هم ارزشمند است و هزينه گراني را شامل مي‌شود به طوري كه اين روش درماني براي هر چشم حدود صد هزار دلار هزينه در بر دارد و اميد مي‌رود روش پيوند شبكيه در سال‌هاي آينده به طور گسترده مورد استفاده افراد نابينا قرار گيرد.



سرطان را در نطفه خفه كنيم


مهندسان زيستي در حال توليد نانو ذرات مهندسي شده‌اي براي شناسايي سلول‌هاي سرطاني در نخستين مراحل هستند.

محققان به اين نتيجه رسيده‌اند كه ذرات ريز نانويي قادرند بزرگ‌ترين مشكل پزشكي را حل كنند. اين ذرات به اندازه‌اي ريزند كه حدود 500 ذره از آنها را مي‌توان روي پهناي يك رشته مو قرار داد.

دانشمندان با كار روي اين ذرات در تلاشند تا با فرستادن داروها به قسمت‌هاي خاصي از بدن، تصاوير دقيق‌تري از اندام‌هاي داخلي به دست آورند.

در حال حاضر محققان از اين ذرات به منظور شناسايي سلول‌‌هاي سرطاني نهفته استفاده مي‌كنند. وسايل تصويربرداري استانداردي كه در حال حاضر وجود دارند زماني تومورها را شناسايي مي‌كند كه تا حد كافي براي تشخيص در اسكن بزرگ شده باشد.

نانو ذرات قادرند يك سلول سرطاني را در نمونه‌اي از 10 ميليون سلول سالم شناسايي كنند. آزمايش‌هايي كه روي نانو ذرات در شناسايي تومورهاي سرطان سينه صورت گرفت، نشان داد كه داروهاي نانويي مي‌توانند، تومورها را تا صد برابر كوچك‌تر از زماني كه از طريق ماموگرافي قابل شناسايي هستند، تشخيص دهند.

اين نانو ذرات كه به مواد ژنتيك يا پروتئين‌هاي خاص سرطاني مجهز شده‌اند، مي‌توانند به پزشكان در تمايز رشد تومورهاي بدخيم و التهاب‌هاي طبيعي يا زخم‌هاي خوش‌خيم كمك كنند.

پژوهشگران بتازگي توانسته‌اند نانو ذراتي طراحي كنند كه قادرند وجود عروق خوني تازه تغذيه‌كننده و كمك‌كننده به رشد تومورها را رديابي كرده، تشخيص دهند. رشد چنين عروق خوني عموما در بافت‌هاي غيرسرطاني به چشم نمي‌خورد. اين فناوري جديد به پزشكان كمك مي‌كند تا از سرعت رشد تومورهاي سرطاني و تهاجمي بودن درمان‌ها مطلع شوند.

محققان به عنوان نمونه، روي سرطان روده بزرگ كار مي‌كنند و از نانو ذرات ساخته شده از طلا و سيليسيوم استفاده و مولكول‌هايي را اضافه كردند كه ذرات را در سلول‌هاي سرطاني خاص جاي‌گذاري مي‌كنند.

زماني كه مولكول‌هاي هدف به توموري در روده بزرگ اتصال پيدا مي‌كند، مواد معدني نانو ذرات نور را از اندوسكوپ ويژه جدا مي‌كند و تسليم سرطان مي‌شود.

همچنان آزمايش روي توليد نانو ذراتي كه مشخص كردن تومورها در ام ‌آر ‌آي و ساير اسكن‌ها و حتي فرستادن داروي سرطان را به‌طور همزمان انجام دهند، ادامه دارد. اين فناوري درصد موفقيت‌آميز بودن درمان و تاثير درمان در محل مورد نظر را به پزشكان نشان مي‌دهد.



ابزارهاي هوشمند قابل كاشت


مهندسان زيست پزشكي مانيتورهاي كوچك و قابل كاشتي توليد كرده‌اند كه بهترين روش درمان ناراحتي‌هاي مزمن بيماران قلبي و ديابتي را تشخيص مي‌دهد.

برخي از اين ابزارها كه اطلاعات را به طور بي‌سيم از مناطق اصلي بدن يا خون به دريافت‌كننده‌هاي خارجي مخابره مي‌كند، به طور باليني در حال آزمايش هستند.

در نهايت مانيتورهاي كاشته شده نقش بسيار فعالي در روند درمان ايفا كرده، نه تنها به خودي خود وضع خطرناك بي‌نظمي‌هاي قلبي را تشخيص مي‌دهند، بلكه بيمار را به زندگي برمي‌گردانند.



تشخيص حملات قلبي: يكي از اين ابزارها، مربوط به پيش‌بيني حملات قلبي است. اين دستگاه به اندازه دستگاه تنظيم‌كننده ضربان قلب است و ضربان قلب را بدقت مورد بررسي قرار مي‌دهد و به گونه‌اي تنظيم شده كه الگوي غيرعادي قلب مانند افزايش سريع ضربان يا ضربان غيرمنظم را در افرادي كنترل مي‌كند كه از حملات قلبي جان سالم به در برده و در معرض حملات بعدي هستند، ولي فاقد دستگاه تنظيم‌كننده ضربان قلب‌اند.

چنانچه دستگاه، وقوع حمله قلبي ديگري را خبر دهد، شروع به لرزش كرده، پيجر خارجي صدا مي‌كند و خاموش و روشن مي‌شود و به بيمار و ديگران هشدار مي‌دهد كه به دنبال كمك باشند. براي اين كه دستگاه علامت هشدار اشتباه ندهد، بايد ظرف كمتر از يك دقيقه و قبل از مخابره علامت هشدار، اين سيگنال اشتباه شناسايي شود.

جزئياتي را كه اين دستگاه از وضع قلبي بيمار جمع‌آوري كرده، مي‌توان به صورت بي‌سيم براي تجزيه و تحليل اطلاعات به كامپيوتر انتقال داد.

در صورتي كه مانيتور هنگام فرستادن نتايج ثبت شده ضربان قلب به پزشك، علائم ايست قلبي يا بي‌نظمي‌هاي خطرناك ضربان قلب را دريافت كند، اين فناوري تركيبي به دستگاه اجازه مي‌دهد جريان الكتريكي به قلب بفرستد.



ميزان غيرطبيعي قند خون: سنسور جديد قابل كاشت قند خون مي‌تواند، روزانه ميليون‌ها بيمار ديابتي را به طور غيرمستقيم و بي‌سيم به سيستم كنترل‌كننده متصل كند.

اين دستگاه زير پوست بيمار ديابتي قرار گرفته، ميزان قند را كه با ميزان قند خون او رابطه نزديكي دارد، به طور مرتب بررسي مي‌كند. نتايجي كه اين دستگاه به دست مي‌آورد، بسيار دقيق است و نسبت به كنترل قند از طريق آزمايش خون، اطلاعات كامل‌تري از وضع بيمار براي تجويز دوز و زمان‌بندي انسولين در اختيار پزشك قرار مي‌دهد.

از طرف ديگر به دليل قرار گرفتن سنسور زير پوست، نگهداري از آن نسبت به مانيتورهاي خارجي آسان‌تر است. از آنجا كه درمان بيماري‌هاي مزمني چون ديابت در گرو بررسي و كنترل مداوم، تشخيص و به حد مطلوب رساندن سيگنال‌هاي ارسالي از دستگاه است، داشتن يك وسيله بي‌سيم كه اطلاعات بسياري را با صرف هزينه كم ارائه كند، نتايج بسيار خوبي به همراه خواهد داشت.

سنسورهاي بي‌سيم در آينده عملكرد دقيق‌تري پيدا خواهند كرد. محققان ابزار باريك و قابل انعطافي ساخته‌اند كه همانند خالكوبي موقت روي پوست يا داخل بدن عمل مي‌كند و اطلاعات به دست آمده از ضربان قلب، انقباضات عضلاني و حتي امواج مغزي را جمع‌آوري مي‌كند.

بزودي تركيب دستگاه‌هاي كنترل‌كننده بي‌سيم اندام‌هاي داخلي با قابليت انعطاف و جايگيري كه داخل بدن دارند، اطلاعات لحظه‌اي را درخصوص شرايط مزمن بيماري و درصد دشواري مديريت اين وضع در اختيار بيمار و پزشك معالج قرار خواهند داد.

تشخيص بيماري‌هاي رواني با آزمايش خون

محققان در تلاشند، به متخصصان روان‌شناس كمك كنند كه برخي اختلالات شديد رواني همچون شيزوفرني و افسردگي را با روشي جديد تشخيص دهند.

اين گروه از محققان، حدود 15 سال روي خون و مغز بيماران مبتلا به شيزوفرني و اختلال دوقطبي كار كرده و در اين مدت دنبال پروتئيني بودند كه پديدآورنده چنين حالات رواني در اين دسته از بيماران بود.

محققان از مولكول‌هاي موسوم به شاخص‌هاي زيستي به‌عنوان روشي عملي‌تر نسبت به روش‌هاي معمول به منظور شناسايي بيماري‌هاي رواني استفاده مي‌كنند و تشخيص آن از رفتارهاي خود بيماران صورت مي‌گيرد.

اگرچه اين شاخص‌هاي زيستي، يك نوع روش تشخيصي براي بيماري‌هاي مزمن به شمار مي‌رود، در شناسايي ديابت و بيماري‌هاي قلبي موثر نيست، ولي راه بسيار موثري در تشخيص بيماري‌هاي رواني محسوب مي‌شود.

در آينده‌اي نزديك، شاخص‌هاي زيستي جزء لازم و جدايي‌ناپذير ابزارهاي تشخيصي متخصصان روان‌شناس به شمار مي‌رود. محققان بافت مغزي مردان و زنان مبتلا به شيزوفرني را كه جان خود را از دست داده بودند، مورد بررسي قرار دادند.

آنها دريافتند كه بافت مغز افراد سالم در مقايسه با افراد مورد مطالعه مبتلا به شيزوفرني از افزايش يا كاهش 50 نوع پروتئين رنج مي‌برد. 19 نوع از اين پروتئين‌ها در عملكرد مولكول‌هاي توليدكننده انرژي در سلول دخيل هستند.

يافته‌هاي ديگر حاكي است، نورون‌هاي مغز افراد مبتلا به شيزوفرني قادر به استفاده موثر از قند خون نبوده، از مولكول متفاوت ديگري به‌عنوان منبع انرژي بهره مي‌برد.

پژوهشگران سال 2006 تفاوت‌هاي مشابه زيست شيميايي را در مايع مغزي نخاعي و خون افراد زنده مبتلا به شيزوفرني يافتند. در نهايت توانستند با دقت 80 درصدي در خون افراد مبتلا به شيزوفرني و افراد سالم، تفاوتي به ميزان 51 پروتئين بيابند.

اين گروه از شاخص‌هاي زيستي حاوي هورمون استرس كورتيزول و پروتئيني هستند كه رشد نورون‌هاي جديد را به عنوان برقراركننده ارتباطات تازه بين نورون‌هاي موجود ايجاد مي‌كنند بنابراين آزمايش خون موسوم به «وري سايك» ميزان پروتئين‌هاي مختلف شناسايي شده را اندازه‌گيري و به تشخيص شيزوفرني كمك مي‌كند.

اگرچه اين آزمايش خون هنوز از سازمان غذا و داروي آمريكا مجوز رسمي دريافت نكرده، ولي پزشكان اين مجوز را دارند كه به عنوان بخشي از روند تشخيصي از آن استفاده كنند.

از سوي ديگر، برخي محققان آزمايش شاخص زيستي ديگري براي تشخيص بيماري افسردگي ابداع كرده‌اند كه اختلالات شديد افسردگي را بدقت تشخيص مي‌دهد. اين آزمايش، در خون افراد به دنبال 10 شاخص زيستي مي‌گردد.

منبع: scientificAmerican.com