Miya bilan boshqariluvchi protez, 3D printerda yasalgan tana a’zolari yoki robot jarroh — tibbiyotning XXI asrdagi g‘aroyib texnologik yutuqlari

Texnologiya rivojlanib, turli sohalarga jadallik bilan kirib bormoqda. Bu borada tibbiyotda ham ko‘p ishlar qilindi. Bir qarashda fantast yozuvchilarning g‘oyalarini eslatib yuboradigan texnik vositalar allaqachon insonlar hayotini saqlab qolishda muhim omil bo‘lib xizmat qilmoqda. Quyida shular haqida so‘z boradi.

Sun’iy intellekt

Neyron tarmoqlar mutaxassislar ishini osonlashtirib, aniqroq natijalarga erishishda ko‘maklashadi. Masalan, sun’iy intellekt kasalliklarga tashxis qo‘yishga qodir: dastur buning uchun skrining natijalarini tahlil qiladi va keyin na’munalarni qidiradi. Boz ustiga, uni insondan ko‘ra tezroq bajaradi.

Sun’iy intellekt, shuningdek, kasallik tarixi asosida davolash usulini tanlash jarayonini avtomatlashtirishga, dori vositalari va vaksinalarni yaratish jarayonini sezilarli darajada tezlashtirishga qodir. Ularni ishlab chiqish va tayyor holga keltirishga, odatda, bir necha yil ketadi, sun’iy intellekt esa vaqtni bir yilgacha qisqartirishi mumkin. Aqlli tarmoq muvaffaqiyatli kombinatsiyalarni hisoblash va ularni qo‘llashda kerakli natijaga erishish ehtimoli necha foiz bo‘lishini aniqlashda ham qo‘l keladi. Ya’ni tadqiqotchilarni samaradorligi kamroq variantlarga vaqt sarflash zaruratidan qutqaradi.

Bu allaqachon bir nechta tajribalarda tasdiqlangan. Sun’iy intellekt tomonidan obsesiv-kompulsiv buzilishga qarshi ixtiro qilingan dori 2020-yilda odamlarda sinovdan o‘tkazilgan.

Bioprinting

Organ transplantatsiyasi har yili butun dunyo bo‘ylab yuz minglab odamlarning hayotini saqlab qolishga yordam beradi. Biroq ko‘chirib o‘tkazishga yaroqli bo‘lgan donor jigari, yuragi yoki buyragi hamma bemorlarga ham yetmaydi, shu sababli bunday operatsiyalar uchun navbat katta bo‘ladi.

Bioprinting, ya’ni organ yoki to‘qimalarni 3D printerda bosib chiqarish bu muammoni hal qila olishi mumkin. Butun dunyo olimlari ushbu texnologiya bilan tajribalar o‘tkazmoqda va allaqachon teri, jigar va yurak to‘qimalari ishlab chiqilgan.

Bioprinting quyidagicha ishlaydi:

1. Olimlar “siyoh”ni, ya’ni tirik va sog‘lom hujayrani bosib chiqarish uchun yig‘adi. Buning uchun kerakli na’munani to‘g‘ridan to‘g‘ri odamdan oladi yoki voyaga yetgan ildiz hujayralaridan foydalanadi.

2. Kerakli organ yoki to‘qimaning modeli kompyuterda yaratiladi, ko‘pincha skanerlash yoki MRT natijalariga asoslanadi.

3. Printerga “rang” va boshqa organik yoki sintetik materiallar, masalan, asos bo‘lib xizmat qiluvchi kollagen joylanadi.

4. Qolgan ishni texnologiya bajaradi. Printer kallaklari biomateriallarni astalik bilan kerakli yerga joylashtirib chiqadi.

Jarayon sekin davom etadi — bir necha soatga cho‘ziladi.

Hozircha bunday organlar odamlarga ko‘chirilmayapti — ulardan faqat klinik sinovlar uchun foydalanilmoqda. Biroq shu usulda ishlab chiqarilgan suyaklarni, jumladan, bosh suyagi qismlarini odamlarga ko‘chirib o‘tkazish ishlari allaqachon boshlab yuborilgan. Tibbiyotda 3D printerdan foydalanish imkoniyatlari bu bilan cheklanmaydi. Uning yordamida dori-darmon bosib chiqarishni ham o‘rganib olishgan: birinchi na’munalar 2016-yilda AQSHda sotuvga qo‘yilgan.

Bionik protezlar

Odamlar kesilgan oyoq yoki qo‘llarning o‘rnini bosuvchi sun’iy vositalardan ming yillar davomida foydalanib kelgan: yog‘och barmoqlar hatto mo‘miyolangan odam qoldiqlaridan ham topilgan. Protezlar uzoq vaqt mobaynida faqat kosmetik maqsadlarda ishlatilgan yoki turli maqsadda almashtirib foydalansa bo‘ladigan nasadkalar bilan jihozlangan, masalan, sanchqi yoki qayrilma qoziq shaklida. Bunday muqobil garchi foydali bo‘lsa-da, bemor hayotini sezilarli darajada yengillata olmasdi.

Olimlar uzoq yillar mobaynida protezni fikr kuchi bilan boshqariluvchi to‘laqonli tana a’zosiga aylantirish ustida ish olib bordi. Ilk tajribalar XX asrning ikkinchi yarmida muvaffaqiyatli o‘tkazilgan bo‘lsa-da, bu kabi oyoq-qo‘llarni ommaviy ishlab chiqarishga faqat XXI asrda imkon tug‘ildi — bionik texnologiya rivojlanishi sharofati bilan.

Robotlashtirilgan “qo‘llar” yoki “oyoqlar” ishining siri miyosensorlarda: ular mushak to‘qimalariga yopishib, miyadan kelayotgan signallarga javob beradi va bu signallarni protezga uzatadi. Istalgan xatti-harakat haqida o‘ylash kifoya, yangi a’zo buni so‘zsiz amalga oshiradi. Natijada, odam protezga uzoq vaqt moslashishiga, kundalik odatlarini keskin o‘zgartirishiga yoki sevimli mashg‘uloti va sportdan voz kechishiga to‘g‘ri kelmaydi.

Bionik texnologiyalar boshqa turdagi protezlarni, masalan, qisman ko‘ruvchi ko‘z va ekzoskeletni yaratish imkonini ham beradi. Ba’zi zamonaviy protez qo‘llar hatto his qilishga ham imkon yaratadi! Masalan, Jon Hopkins universitetida ishlab chiqarilgan modulli protez oyoq-qo‘llarda jismning harorati, tarkibiy tuzilishi va joylashuviga javob beradigan 100 dan ortiq sensorlar mavjud.

In vivo gen terapiyasi

Ma’lum bir gendagi buzilish natijasida kelib chiquvchi, masalan, mukovissidoz yoki orqa miya mushaklari atrofiyasi kabi kabi irsiy kasalliklarni davolash imkoniyati 1970-yillarda muhokama qilina boshlagan. O‘sha vaqtdan beri bemorning ahvolini “to‘g‘rilashga” imkon beruvchi bir qancha texnologiyalar paydo bo‘ldi: yangi genni kiritish, eskisini o‘chirish yoki uni sog‘lom gen nusxasi bilan almashtirish.

Ancha vaqtdan beri faqat ex vivo amalga oshirilardi: zarur material tanadan olingan, laboratoriyada davolangan, keyin esa sog‘lom tanaga joylashtirilgan. Biroq ayrim genetik kasalliklarni bu tarzda davolashning iloji yo‘q: har qanday hujayrani ham tanadan tashqarida muvaffaqiyatli yetishtirib bo‘lmaydi. Olimlar shu sababli boshqa yo‘l izlay boshladi va buni in vivo gen terapiyasidan topishdi. In vivo terapiyasida preparat bemorga yuboriladi va gen to‘g‘ridan to‘g‘ri tananing ichida tuzatiladi.

Shu turdagi ilk vosita 2012-yilda Yevropada ro‘yxatga olingan. U Glybera deb nomlangan bo‘lib, triglitseridlar to‘planishiga va og‘ir pankreatitga olib keluvchi LPL gen yetishmovchiligi bo‘lgan kishilarga yordam berishi ko‘zda tutilgandi. Ammo preparatni ishlab chiqarish to‘xtatilib, 2017-yilda ro‘yxatdan o‘tkazish bekor qilindi: unga ehtiyoj kam, davolashning esa sodda va tejamkorroq usullari mavjud edi.

O‘shandan beri yana bir qancha samaraliroq dorilar paydo bo‘ldi. Misol uchun, Luxturna irsiy ko‘rlikning kam uchraydigan shakli hisoblangan Leber amavrozini, Zolgensma esa umurtqa mushaklar atrofiyasining ayrim turlarini davolaydi.

Robot jarroh

Yordamchi robotlar jarrohning ishini yengillashtiribgina qolmaydi, balki o‘ta aniqlikni talab qiladigan operatsiyalarda, masalan, miya operatsiyalarida ijobiy natijaga erishish uchun kerak. Bu kabi texnologiyalar bilan tajribalar 1980-yillarda boshlangan. O‘shanda bir vaqtning o‘zida bir nechta mashina yaratilgan. Ular orasida:

Artrobot operatsiya vaqtida bemorning oyog‘ini joylashtirgan va mahkamkamlagan, bu ishga yordamchini jalb qilishga to‘g‘ri kelmagan.

PUMA-560 robotlashtirilgan birinchi biopsiyani amalga oshirishda foydalanilgan. Mashina tomografiya ma’lumotlari asosida igna kiritilishi kerak bo‘lgan nuqtani aniqlagan.

PROBOT prostata bezida yuqori aniqlikdagi operatsiyalarni barajarishga yordam bergan.

ROBODOC son suyagining ma’lum bir qismini kesish orqali bo‘g‘in almashtirishni soddalashtirgan.

To‘g‘ri, ularning barchasi xususiy va eksperimental tarzda ishlatilgan. Jarrohlarga yordam berish uchun ommaviy ravishda jalb qilina boshlagan birinchi robot “da Vinchi” bo‘ldi (2000-yilda FDA — AQSH sog‘liqni saqlash vazirligi tomonidan tasdiqlangan). U murakkab operatsiyalarni minimal invaziv usulda, ya’ni bemorga imkon qadar kam zarar yetkazgan holda o‘tkazish imkonini beradi. Uni kardio va neyroxirurgiya, urologiya, ginekologiya va boshqa sohalarda qo‘llash mumkin.

“da Vinchi”ning to‘rtta qo‘li bor, lekin operatsiyani o‘zi bajarmaydi: jarroh tomonidan konsol yordamida boshqariladi. Darvoqe, uni qo‘shni xonadan turib boshqarish shart emas: bu ishni yuzlab kilometr narida turib ham bajarsa bo‘ladi. “da Vinchi”dan ko‘plab mamlakatlarda foydalaniladi. Masalan, u Rossiyada 24,5 mingdan ortiq operatsiyani amalga oshirishda yordam bergan.

Virtual xarita va saratonga qarshi immunoterapiya

Dunyo bo‘ylab har yili saratonning millionlab turli ko‘rinishdagi yangi holatlari aniqlanadi. Olimlar esa onkologik kasalliklarni o‘rganish ustida tinimsiz ishlamoqda: ular hujayra xatti-harakatlarining o‘ziga xos xususiyatlarini tushunishga va davolashning muqobil samarali usullarini topishga urinmoqda.

So‘nggi yillarda ushbu yo‘nalishda bir qancha qiziqarli kashfiyotlar paydo bo‘ldi. Masalan, Kembrij universiteti tadqiqotchilari VR texnologiyalardan foydalangan holda saraton o‘simtasining interaktiv xaritasini yaratdi. Texnologiya shaharlarning onlayn xaritasida bo‘lgani kabi uning turli qismlari bo‘ylab “yurish” imkonini beradi va har bir hujayra yig‘indisini batafsil o‘rganib chiqadi. Xaritani yaratish uchun olimlar bemorning o‘simtasidan biopsiya olib, na’munani yupqa bo‘laklarga ajratib chiqadi. Shundan so‘ng genetik material haqida ma’lumot to‘plash uchun bir qator testlar o‘tkaziladi va olingan ma’lumotlar tizimga yuklanadi. Dasturni yangi ma’lumotlar yuklash orqali yangilash mumkin: o‘simta aynan qay tarzda rivojlanayotgani va undagi hujayralarning o‘zaro ta’sirini qayd etish va kuzatish.

Yana bir muhim kashfiyot saratonni davolash bilan bog‘liq. U amerikalik va yaponiyalik immunologlar Jeyms Ellison va Tasuku Xonjo tomonidan yaratilgan. Ikki olim bir-biridan mustaqil ravishda inson tanasidagi T‑limfotsitlar ishini bostiruvchi mexanizmlarni kashf etgan. Bu mexanizmlar o‘chirilsa, immunitet tizimi o‘z-o‘zidan saraton hujayralari bilan kurasha boshlaydi. Olimlar bu ishi uchun 2018-yilda Nobel mukofotiga sazovor bo‘lgan. Bu kashfiyotdan so‘ng immun tizimini ishga tushiruvchi preparatlar, xususan, ipilimumab va nivolumab ishlab chiqildi. Klinik tadqiqotlar ularning, masalan, melanomani (teri saratoni) davolashda yaxshi samara berishini ko‘rsatdi.