Мия билан бошқарилувчи протез, 3D принтерда ясалган тана аъзолари ёки робот жарроҳ — тиббиётнинг XXI асрдаги ғаройиб технологик ютуқлари

Технология ривожланиб, турли соҳаларга жадаллик билан кириб бормоқда. Бу борада тиббиётда ҳам кўп ишлар қилинди. Бир қарашда фантаст ёзувчиларнинг ғояларини эслатиб юборадиган техник воситалар аллақачон инсонлар ҳаётини сақлаб қолишда муҳим омил бўлиб хизмат қилмоқда. Қуйида шулар ҳақида сўз боради.

Сунъий интеллект

Нейрон тармоқлар мутахассислар ишини осонлаштириб, аниқроқ натижаларга эришишда кўмаклашади. Масалан, сунъий интеллект касалликларга ташхис қўйишга қодир: дастур бунинг учун скрининг натижаларини таҳлил қилади ва кейин наъмуналарни қидиради. Боз устига, уни инсондан кўра тезроқ бажаради.

Сунъий интеллект, шунингдек, касаллик тарихи асосида даволаш усулини танлаш жараёнини автоматлаштиришга, дори воситалари ва вакциналарни яратиш жараёнини сезиларли даражада тезлаштиришга қодир. Уларни ишлаб чиқиш ва тайёр ҳолга келтиришга, одатда, бир неча йил кетади, сунъий интеллект эса вақтни бир йилгача қисқартириши мумкин. Ақлли тармоқ муваффақиятли комбинацияларни ҳисоблаш ва уларни қўллашда керакли натижага эришиш эҳтимоли неча фоиз бўлишини аниқлашда ҳам қўл келади. Яъни тадқиқотчиларни самарадорлиги камроқ вариантларга вақт сарфлаш заруратидан қутқаради.

Бу аллақачон бир нечта тажрибаларда тасдиқланган. Сунъий интеллект томонидан обсесив-компулсив бузилишга қарши ихтиро қилинган дори 2020 йилда одамларда синовдан ўтказилган.

Биопринтинг

Орган трансплантацияси ҳар йили бутун дунё бўйлаб юз минглаб одамларнинг ҳаётини сақлаб қолишга ёрдам беради. Бироқ кўчириб ўтказишга яроқли бўлган донор жигари, юраги ёки буйраги ҳамма беморларга ҳам етмайди, шу сабабли бундай операциялар учун навбат катта бўлади.

Биопринтинг, яъни орган ёки тўқималарни 3D принтерда босиб чиқариш бу муаммони ҳал қила олиши мумкин. Бутун дунё олимлари ушбу технология билан тажрибалар ўтказмоқда ва аллақачон тери, жигар ва юрак тўқималари ишлаб чиқилган.

Биопринтинг қуйидагича ишлайди:

1. Олимлар «сиёҳ»ни, яъни тирик ва соғлом ҳужайрани босиб чиқариш учун йиғади. Бунинг учун керакли наъмунани тўғридан-тўғри одамдан олади ёки вояга етган илдиз ҳужайраларидан фойдаланади.

2. Керакли орган ёки тўқиманинг модели компьютерда яратилади, кўпинча сканерлаш ёки МРТ натижаларига асосланади.

3. Принтерга «ранг» ва бошқа органик ёки синтетик материаллар, масалан, асос бўлиб хизмат қилувчи коллаген жойланади.

4. Қолган ишни технология бажаради. Принтер каллаклари биоматериалларни асталик билан керакли ерга жойлаштириб чиқади.

Жараён секин давом этади — бир неча соатга чўзилади.

Ҳозирча бундай органлар одамларга кўчирилмаяпти — улардан фақат клиник синовлар учун фойдаланилмоқда. Бироқ шу усулда ишлаб чиқарилган суякларни, жумладан, бош суяги қисмларини одамларга кўчириб ўтказиш ишлари аллақачон бошлаб юборилган. Тиббиётда 3D принтердан фойдаланиш имкониятлари бу билан чекланмайди. Унинг ёрдамида дори-дармон босиб чиқаришни ҳам ўрганиб олишган: биринчи наъмуналар 2016 йилда АҚШда сотувга қўйилган.

Бионик протезлар

Одамлар кесилган оёқ ёки қўлларнинг ўрнини босувчи сунъий воситалардан минг йиллар давомида фойдаланиб келган: ёғоч бармоқлар ҳатто мўмиёланган одам қолдиқларидан ҳам топилган. Протезлар узоқ вақт мобайнида фақат косметик мақсадларда ишлатилган ёки турли мақсадда алмаштириб фойдаланса бўладиган насадкалар билан жиҳозланган, масалан, санчқи ёки қайрилма қозиқ шаклида. Бундай муқобил гарчи фойдали бўлса-да, бемор ҳаётини сезиларли даражада енгиллата олмасди.

Олимлар узоқ йиллар мобайнида протезни фикр кучи билан бошқарилувчи тўлақонли тана аъзосига айлантириш устида иш олиб борди. Илк тажрибалар ХХ асрнинг иккинчи ярмида муваффақиятли ўтказилган бўлса-да, бу каби оёқ-қўлларни оммавий ишлаб чиқаришга фақат XXI асрда имкон туғилди — бионик технология ривожланиши шарофати билан.

Роботлаштирилган «қўллар» ёки «оёқлар» ишининг сири миёсенсорларда: улар мушак тўқималарига ёпишиб, миядан келаётган сигналларга жавоб беради ва бу сигналларни протезга узатади. Исталган хатти-ҳаракат ҳақида ўйлаш кифоя, янги аъзо буни сўзсиз амалга оширади. Натижада, одам протезга узоқ вақт мослашишига, кундалик одатларини кескин ўзгартиришига ёки севимли машғулоти ва спортдан воз кечишига тўғри келмайди.

Бионик технологиялар бошқа турдаги протезларни, масалан, қисман кўрувчи кўз ва экзоскелетни яратиш имконини ҳам беради. Баъзи замонавий протез қўллар ҳатто ҳис қилишга ҳам имкон яратади! Масалан, Жон Ҳопкинс университетида ишлаб чиқарилган модулли протез оёқ-қўлларда жисмнинг ҳарорати, таркибий тузилиши ва жойлашувига жавоб берадиган 100 дан ортиқ сенсорлар мавжуд.

In vivo ген терапияси

Маълум бир гендаги бузилиш натижасида келиб чиқувчи, масалан, муковиссидоз ёки орқа мия мушаклари атрофияси каби каби ирсий касалликларни даволаш имконияти 1970 йилларда муҳокама қилина бошлаган. Ўша вақтдан бери беморнинг аҳволини «тўғрилашга» имкон берувчи бир қанча технологиялар пайдо бўлди: янги генни киритиш, эскисини ўчириш ёки уни соғлом ген нусхаси билан алмаштириш.

Анча вақтдан бери фақат эх виво амалга ошириларди: зарур материал танадан олинган, лабораторияда даволанган, кейин эса соғлом танага жойлаштирилган. Бироқ айрим генетик касалликларни бу тарзда даволашнинг иложи йўқ: ҳар қандай ҳужайрани ҳам танадан ташқарида муваффақиятли етиштириб бўлмайди. Олимлар шу сабабли бошқа йўл излай бошлади ва буни in vivo ген терапиясидан топишди. In vivo терапиясида препарат беморга юборилади ва ген тўғридан-тўғри тананинг ичида тузатилади.

Шу турдаги илк восита 2012 йилда Европада рўйхатга олинган. У Glybera деб номланган бўлиб, триглицеридлар тўпланишига ва оғир панкреатитга олиб келувчи LPL ген етишмовчилиги бўлган кишиларга ёрдам бериши кўзда тутилганди. Аммо препаратни ишлаб чиқариш тўхтатилиб, 2017 йилда рўйхатдан ўтказиш бекор қилинди: унга эҳтиёж кам, даволашнинг эса содда ва тежамкорроқ усуллари мавжуд эди.

Ўшандан бери яна бир қанча самаралироқ дорилар пайдо бўлди. Мисол учун, Luxtura ирсий кўрликнинг кам учрайдиган шакли ҳисобланган Leber амаврозини, Zolgensma эса умуртқа мушаклар атрофиясининг айрим турларини даволайди.

Робот жарроҳ

Ёрдамчи роботлар жарроҳнинг ишини енгиллаштирибгина қолмайди, балки ўта аниқликни талаб қиладиган операцияларда, масалан, мия операцияларида ижобий натижага эришиш учун керак. Бу каби технологиялар билан тажрибалар 1980 йилларда бошланган. Ўшанда бир вақтнинг ўзида бир нечта машина яратилган. Улар орасида:

Артробот операция вақтида беморнинг оёғини жойлаштирган ва маҳкамкамлаган, бу ишга ёрдамчини жалб қилишга тўғри келмаган.

PUMA-560 роботлаштирилган биринчи биопцияни амалга оширишда фойдаланилган. Машина томография маълумотлари асосида игна киритилиши керак бўлган нуқтани аниқлаган.

PRОBOT простата безида юқори аниқликдаги операцияларни баражаришга ёрдам берган.

ROBODOS сон суягининг маълум бир қисмини кесиш орқали бўғин алмаштиришни соддалаштирган.

Тўғри, уларнинг барчаси хусусий ва экспериментал тарзда ишлатилган. Жарроҳларга ёрдам бериш учун оммавий равишда жалб қилина бошлаган биринчи робот «да Винчи» бўлди (2000 йилда FDA — АҚШ соғлиқни сақлаш вазирлиги томонидан тасдиқланган). У мураккаб операцияларни минимал инвазив усулда, яъни беморга имкон қадар кам зарар етказган ҳолда ўтказиш имконини беради. Уни кардио ва нейрохирургия, урология, гинекология ва бошқа соҳаларда қўллаш мумкин.

«да Винчи»нинг тўртта қўли бор, лекин операцияни ўзи бажармайди: жарроҳ томонидан консол ёрдамида бошқарилади. Дарвоқе, уни қўшни хонадан туриб бошқариш шарт эмас: бу ишни юзлаб километр нарида туриб ҳам бажарса бўлади. «да Винчи»дан кўплаб мамлакатларда фойдаланилади. Масалан, у Россияда 24,5 мингдан ортиқ операцияни амалга оширишда ёрдам берган.

Виртуал харита ва саратонга қарши иммунотерапия

Дунё бўйлаб ҳар йили саратоннинг миллионлаб турли кўринишдаги янги ҳолатлари аниқланади. Олимлар эса онкологик касалликларни ўрганиш устида тинимсиз ишламоқда: улар ҳужайра хатти-ҳаракатларининг ўзига хос хусусиятларини тушунишга ва даволашнинг муқобил самарали усулларини топишга уринмоқда.

Сўнгги йилларда ушбу йўналишда бир қанча қизиқарли кашфиётлар пайдо бўлди. Масалан, Кембриж университети тадқиқотчилари ВР технологиялардан фойдаланган ҳолда саратон ўсимтасининг интерактив харитасини яратди. Технология шаҳарларнинг онлайн харитасида бўлгани каби унинг турли қисмлари бўйлаб «юриш» имконини беради ва ҳар бир ҳужайра йиғиндисини батафсил ўрганиб чиқади. Харитани яратиш учун олимлар беморнинг ўсимтасидан биопция олиб, наъмунани юпқа бўлакларга ажратиб чиқади. Шундан сўнг генетик материал ҳақида маълумот тўплаш учун бир қатор тестлар ўтказилади ва олинган маълумотлар тизимга юкланади. Дастурни янги маълумотлар юклаш орқали янгилаш мумкин: ўсимта айнан қай тарзда ривожланаётгани ва ундаги ҳужайраларнинг ўзаро таъсирини қайд этиш ва кузатиш.

Яна бир муҳим кашфиёт саратонни даволаш билан боғлиқ. У америкалик ва япониялик иммунологлар Жеймс Эллисон ва Тасуку Хонжо томонидан яратилган. Икки олим бир-биридан мустақил равишда инсон танасидаги Т‑лимфоцитлар ишини бостирувчи механизмларни кашф этган. Бу механизмлар ўчирилса, иммунитет тизими ўз-ўзидан саратон ҳужайралари билан кураша бошлайди. Олимлар бу иши учун 2018 йилда Нобель мукофотига сазовор бўлган. Бу кашфиётдан сўнг иммун тизимини ишга туширувчи препаратлар, хусусан, ипилимумаб ва ниволумаб ишлаб чиқилди. Клиник тадқиқотлар уларнинг, масалан, меланомани (тери саратони) даволашда яхши самара беришини кўрсатди.