Скорость деформации к биотехнологической утопии: 5 классных достижений в медицине

Люди живут дольше, чем когда-либо, во многом благодаря прорывам в медицинской технике. Однако интересно то, что многие из новейших приложений для спасения жизни оснащены технологиями, которые также можно использовать в повседневной жизни. Именно такие достижения делают наши устройства еще ближе к нашим сердцам - буквально - а также нашим глазам, коже и другим органам. Это потому, что биотехнология или интеграция технологий с человеческим телом становится все более распространенным явлением. Использование этих достижений для работы в других приложениях является естественным продолжением технологических открытий. Вот взгляд на пять событий, которые кажутся прямо из научной фантастики, но движутся к медицинской реальности - и дальше. (Для другого интересного чтения, проверьте Удивительные Научно-фантастические Идеи, Которые Реализовались (и Некоторые, Которые Не).

Бионические очки

Поле бионических очков быстро растет. Несколько компаний разрабатывают и тестируют «умные» контактные линзы. Например, исследователи из Вашингтонского университета работают над созданием линзы, которая будет контролировать уровень сахара в крови для диабетиков, а также искать предупреждающие признаки глаукомы.

В дополнение к мониторингу, эти интеллектуальные линзы используют крошечные светодиоды для отображения цифровой информации непосредственно пользователю, с той же дополненной реальностью, которую используют некоторые смартфоны для наложения цифровых данных на реальные изображения. Потенциал легко представить; С помощью этой технологии мы можем не только проверять электронную почту и читать текстовые сообщения через наши контакты, но и получать обновления важных показателей здоровья, таких как уровень сахара в крови. (Это звучит немного похоже на следующее измерение очков Google!)

Не удивительно, что Microsoft Research объединилась с Вашингтонским университетом для продвижения разработки этого продукта, который в настоящее время называется Smart Lens. Компания планирует выпустить эти улучшенные линзы «как только все будет готово».

Самовосстанавливающаяся кожа

Кожа - самый большой орган человеческого тела; это также самый устойчивый. Наша кожа обеспечивает защитный барьер для наших тонких внутренних компонентов. Он чувствителен к давлению, что позволяет нам испытывать ощущения, начиная от легкого прикосновения к боли, и он очень эффективен при самовосстановлении. Таким образом, это было очень трудно воспроизвести, даже если способность синтетически воспроизводить кожу принесла бы огромный потенциал для медицины и многих других областей.

Благодаря исследователям из Стэнфордского университета синтетическая замена кожи стала реальностью. Команда разработала материал, изготовленный из специального типа полимерного пластика и наночастиц никеля, который является одновременно чувствительным к давлению и гибким. Это также длительно - и способно излечить себя. В ходе испытаний, когда материал был разрезан пополам и затем спрессован, он восстановил 75 процентов своей первоначальной прочности в течение первых нескольких секунд. Разделенный кусок был восстановлен почти до 100 процентов примерно через 30 минут.

Одно очевидное использование этой технологии в протезных устройствах. Поскольку эта синтетическая кожа чувствительна к давлению и способна обнаруживать такие вещи, как рукопожатия и сгибания, нанесение синтетической кожи на протезы конечностей открывает возможность создания гораздо более реалистичного протеза руки, руки или ноги. Материал также может быть использован для создания самовосстанавливающихся электронных устройств, таких как смартфоны, планшеты и ноутбуки. (Дополнительные сведения см. В разделе «6 крутых носимых устройств».)

Самозаряжающиеся внутренние компоненты

В течение нескольких десятилетий кардиостимулятор продлевал и улучшал жизнь людей с проблемами с сердцем. Одним из недостатков этого устройства является то, что для его работы требуется батарея. Как и все батареи, те, которые приводят в действие кардиостимуляторы, имеют ограниченный срок службы, а это означает, что пользователи должны подвергаться хирургическому вмешательству, когда батарея разряжается. Тем не менее, инженеры из Калифорнийского технологического института и Принстонского университета разработали материал, который потенциально может устранить необходимость в замене батареи кардиостимулятора - и многое другое.

Команда внедрила листы силиконовой резины с керамическими нанолентами из титаната цирконата свинца (PZT), высокоэффективного пьезоэлектрического материала. Полученный резиновый лист генерирует энергию посредством движения, улавливая 80 процентов механической энергии и преобразуя ее в электричество, которое может использоваться кардиостимулятором. При использовании в кардиостимуляторах этот материал может держать устройства заряженными на неопределенный срок, просто посредством дыхания.

Но хотя один крошечный лист может питать кардиостимулятор, большие листы материала обладают еще большим энергетическим потенциалом. Они могут быть встроены в обувь и использоваться для зарядки мобильных телефонов при ходьбе или беге. Они могут даже использовать движение системы подвески транспортного средства и держать аккумулятор заряженным, обеспечивая неиссякаемый источник питания для будущих электромобилей.

Самовосстанавливающиеся поверхности

Нанотехнологии играют большую роль в биологических достижениях. Например, ученые из Массачусетского технологического института разработали наноразмерный клей на основе крошечных волосков, которые покрывают ноги геккона. Именно это вещество позволяет этим маленьким ящерицам прилипать к поверхностям, но ученые считают, что его также можно использовать для заделки ран и, возможно, даже для заделки внутренних отверстий, например, вызванных язвами желудка. Этот материал является полностью водонепроницаемым и потенциально может быть использован для защиты электронных устройств. (Подробнее о нанотехнологиях читайте в разделе «Нанотехнологии: самое большое маленькое новшество в технологии».)

Инвалидная коляска будущего

Как насчет умного инвалидного кресла? Также в MIT исследователи создали инвалидную коляску, которая принимает голосовые команды и узнает об окружающей среде. Автономное кресло строит навигационные карты, используя сигналы Wi-Fi. Понятно, что этот вид устройства будет большим достижением для людей с ограниченными возможностями. И, эй, возможно, это, наконец, приведет к тем голосовым пилотам, о которых мы все мечтали.

Биотехнологические прорывы

Медицинские достижения развиваются с поразительной скоростью. Исследователи и инженеры приближают нас к бионической утопии, начиная от микробов, борющихся с разложением, которые поддерживают ваши зубы в чистоте, и заканчивая ракетными двигателями, которые придают прочность протезам конечностей. Конечно, для вывода многих из этих достижений на рынок требуется время. Тем не менее, наука все больше приближается к научной фантастике, и хотя не все художественные прогнозы о будущем положительны, медицина - одна из областей, в которой кажется, что будущее не может быть здесь достаточно быстро.