Fine di ferite fisiche permanenti è disabilità: Future of Health P4

Per finisce e ferite fisiche permanenti, a nostra sucietà hà da fà una scelta: Ghjuchemu à Diu cù a nostra biologia umana o diventemu parte di una macchina?

Finu à a nostra serie Future of Health, avemu focu annantu à u futuru di i farmaceutichi è a cura di e malatie. E mentri a malatia hè u mutivu più cumuni chì facemu usu di u nostru sistema di salute, i ragiuni menu cumuni ponu esse spessu i più gravi.

Ch'ella sia natu cù una disabilità fisica o soffre una ferita chì limita temporaneamente o permanentemente a vostra mobilità, l'opzioni di assistenza sanitaria attualmente dispunibili per trattà sò spessu limitati. Ùn avemu micca solu l'arnesi per riparà cumplettamente i danni causati da genetica difettu o ferite severi.

Ma à a mità di l'anni 2020, stu statu quo serà ribaltatu nantu à a so testa. Grazie à l'avanzati in l'edizione di u genoma descritti in u capitulu precedente, è ancu à l'avvanzi in l'urdinatori miniaturizzati è a robotica, l'era infirmità fisiche permanenti ghjunghjeranu à a fine.

L'omu cum'è macchina

Quandu si tratta di ferite fisiche chì implicanu una perdita di un membru, l'omu anu un cunfortu sorprendente cù l'usu di machini è arnesi per ricuperà a mobilità. L'esempiu più evidenti, i protesi, sò stati in usu di millennii, cumunimenti riferiti in a literatura antica greca è romana. In u 2000, l'archeologi anu scupertu u vechju di 3,000 anni, resti mummificati di una nobilda egiziana chì portava una punta protesica fatta di legnu è di pelle.

In vista di sta longa storia di usu di a nostra ingenuità per restaurà un certu livellu di mobilità fisica è di salute, ùn deve esse sorpresa chì l'usu di a tecnulugia muderna per restaurà a mobilità sana sia accoltu senza a minima protesta.

Protesi intelligenti

Cumu l'esitatu sopra, mentre chì u campu di a protesi hè anticu, hè ancu lento à evoluzione. Queste l'ultime decennii anu vistu migliure in u so cunfortu è l'aspettu realisticu, ma hè solu in l'ultima dicada è mità chì u veru prugressu hè statu fattu in u campu in quantu à u costu, a funziunalità è l'usabilità.

Per esempiu, induve una volta costaria finu à $ 100,000 per una protesi persunalizata, a ghjente pò avà aduprà stampanti 3D per custruisce protesi persunalizati (in certi casi) per menu di $ 1,000.

Intantu, per i portatori di gammi protesi chì trovanu difficiuli di marchjà o cullà e scale in modu naturali, cumpagnie novi impieganu u campu di a biomimetria per custruisce e protesi chì furniscenu una sperienza di caminata è corsa più naturali, mentre chì ancu tagliate a curva d'apprendimentu necessaria per aduprà sti protesi.

Un altru prublema cù i gammi prosthetic hè chì l'utilizatori spessu li trovanu dolorosi à portà per periodi estesi di tempu, ancu s'ellu sò custruiti apposta. Hè per quessa chì e protesi portanti u pesu forzanu a pelle è a carne di l'amputatu intornu à u so stump à esse schiacciate trà l'ossu è a protesi. Una opzione per travaglià in questu prublema hè di installà un tipu di connector universale direttamente in l'ossu di l'amputee (simile à l'implanti oculari è dentali). In questu modu, i gammi protesi ponu esse direttamente "avvitati in l'ossu". Questu sguassate a pelle nantu à u dulore di carne è permette ancu à l'amputee di cumprà una gamma di prosthetics pruduciutu in massa chì ùn anu più bisognu di produzzione in massa.

Ma unu di i cambiamenti più eccitanti, in particulare per l'amputees cù braccia o mani prosthetic, hè l'usu di una tecnulugia di sviluppu veloce chjamata Brain-Computer Interface (BCI).

Movimentu bionicu alimentatu da u cervellu

Prima discutitu in u nostru L'avvene di l'informatica A serie, BCI implica l'usu di un implantu o un dispositivu di scansione di u cervellu per monitorizà e vostre onde cerebrali è associà cù cumandamenti per cuntrullà tuttu ciò chì hè gestitu da un urdinatore.

In fatti, ùn avete micca capitu, ma l'iniziu di BCI hà digià principiatu. L'amputati sò avà teste robotiche cuntrullata direttamente da a mente, invece di per mezu di sensori attaccati à u stump di u portatore. In listessu modu, e persone cù disabilità severi (cum'è quadriplegici) sò avà utilizendu BCI per guidà e so sedie à rotelle motorizzate è manipule l'armi robotichi. Versu a mità di l'anni 2020, BCI diventerà u standard per aiutà l'amputati è e persone cù disabilità à guidà una vita più indipendente. È à u principiu di l'anni 2030, BCI diventerà abbastanza avanzatu per permette à e persone cù ferite spinali di marchjà di novu trasmettendu i so cumandamenti di pensamentu di caminari à u so torsu più bassu attraversu un implante spinali.

Di sicuru, a fabricazione di protesi intelligenti ùn hè micca tuttu ciò chì i futuri implanti seranu utilizati.

Implanti intelligenti

L'impianti sò avà testati per rimpiazzà l'organi interi, cù l'obiettivu à longu andà di eliminà i tempi d'attesa chì i pazienti affrontanu quandu aspettanu un trasplante di donatore. Trà i più parlati di i dispositi di rimpiazzamentu di l'organu hè u core bionicu. Diversi disinni sò intruti in u mercatu, ma trà i più promettenti hè a Dispositiu chì pompa sangue intornu à u corpu senza impulsu ... dà un significatu novu novu à i morti chì camminanu.

Ci hè ancu una classe completamente nova di implanti pensati per migliurà u rendiment umanu, invece di vultà solu qualcunu à un statu sanu. Sti tipi di implants avemu da copre in u nostru L'avvene di l'evoluzione umana serie.

Ma in quantu à a salute, l'ultimu tipu d'implante chì mencioneremu quì sò l'implanti di a prossima generazione, chì regulanu a salute. Pensate à questi cum'è pacemakers chì monitoranu attivamente u vostru corpu, sparte a vostra biometria cù una app di salute nantu à u vostru telefunu, è quandu sente l'iniziu di a malatia libera medicazione o currenti elettrici per riequilibrà u vostru corpu.  

Mentre chì questu puderia sona cum'è Sci-Fi, DARPA (bracciu di ricerca avanzata di l'armata americana) hè digià travagliatu in un prughjettu chjamatu ElectRx, short for Electrical Prescriptions. Basatu annantu à u prucessu biologicu cunnisciutu cum'è neuromodulazione, stu picculu impianto monitorerà u sistema nervu perifericu di u corpu (i nervi chì cunnetta u corpu à u cervellu è a spine), è quandu detecta un sbilanciamentu chì pò purtà à a malatia, liberarà l'energia elettrica. impulsi chì riequilibranu stu sistema nervu è stimulà u corpu à guarì stessu.

Nanotecnologia chì nata in u vostru sangue

A nanotecnologia hè un tema enormu chì hà applicazioni in una larga varietà di campi è industrii. In u so core, hè un termini largu per ogni forma di scienza, ingegneria è tecnulugia chì misura, manipula o incorpora materiali à una scala di 1 è 100 nanometri. L'imaghjini quì sottu vi darà un sensu di l'opere di nanotecnologia in scala.

In u cuntestu di a salute, a nanotecnologia hè stata investigata cum'è un strumentu chì puderia rivoluzionari l'assistenza sanitaria rimpiazzendu e droghe è a maiò parte di e chirurgie interamente à a fine di l'anni 2030.  

In un altru modu, imaginate chì pudete piglià u megliu equipamentu medicale è a cunniscenza necessaria per trattà una malatia o eseguisce una cirurgia è codificà in una dosa di salina - una dosa chì pò esse guardata in una siringa, spedita in ogni locu, è injectata in qualcunu in bisognu. di l'assistenza medica. In casu di successu, puderia rende obsoletu tuttu ciò chì avemu discututu in l'ultimi dui capituli di sta serie.

Ido Bachelet, un ricercatore di punta in nanorobotica chirurgica, prevede un ghjornu chì una chirurgia minore implica solu un duttore injecting una siringa piena di miliardi di nanobots preprogrammati in una regione mirata di u vostru corpu.

Quelli nanobots si sparghjeranu allora in u vostru corpu in cerca di tissutu dannatu. Una volta truvati, anu da utilizà l'enzimi per cutà e cellule di tissutu dannatu da u tessulu sano. I celluli sani di u corpu seranu allora stimulati à dispunì di e cellule danate è rigenerate u tissutu intornu à a cavità creata da a rimuzione di u tissutu danatu. I nanobots puderanu ancu mira è suppressione e cellule nervose circundanti per attenu i signali di dolore è riduce l'infiammazione.

Utilizendu stu prucessu, sti nanobots ponu ancu esse appiicati per attaccà diverse forme di cancru, è ancu diversi virus è batteri straneri chì ponu infettà u vostru corpu. E mentri sti nanobots sò sempre à almenu 15 anni di distanza da l'adopzione medica generale, u travagliu nantu à sta tecnulugia hè digià assai in corso. L'infografica sottu delinea cumu a nanotecnologia puderia un ghjornu riingegneria i nostri corpi (via ActivistPost.com):

Medicina rigenerativa

Utilizendu u termu ombrello, medicina rigenerativa, Sta branche di ricerca usa tecniche in i campi di l'ingegneria tissutale è a biologia molekulari per restaurà a funzione di tessuti è organi malati o danati. In fondu, a medicina regenerativa vole usà e cellule di u vostru corpu per riparà si, invece di rimpiazzà o aumentà e cellule di u vostru corpu cù prosthetics è machini.

In una certa manera, stu approcciu à a guariscenza hè assai più naturali cà l'opzioni Robocop descritte sopra. Ma datu tutte e prutestazioni è e preoccupazioni etiche chì avemu vistu suscitate in l'ultime duie decennii annantu à l'alimenti OGM, a ricerca di cellule staminali, è più recentemente a clonazione umana è l'editazione di u genoma, hè ghjustu dì chì a medicina regenerativa hà da scontra una forte opposizione.   

Ancu s'ellu hè faciule di scaccià queste preoccupazioni, a realità hè chì u publicu hà una cunniscenza assai più intima è intuitiva di a tecnulugia chè a biologia. Ricurdativi, i protesi sò stati per millennii; esse capace di leghje è edità u genomu hè statu pussibule solu da u 2001. Hè per quessa chì parechje persone preferite diventà cyborgs chì avè a so genetica "data da Diu" tinkered with.

Hè per quessa, cum'è un serviziu publicu, speremu chì a breve panoramica di e tecniche di medicina regenerativa quì sottu aiuterà à sguassà l'estigma intornu à ghjucà à Diu. In ordine di menu cuntruversu à a maiò:

Cellule staminali mutaforma

Probabilmente avete intesu parlà di e cellule staminali in l'ultimi anni, spessu micca in u megliu lume. Ma da u 2025, e cellule staminali seranu aduprate per guarì una varietà di cundizioni fisiche è ferite.

Prima di spiegà cumu si saranu utilizati, hè impurtante ricurdà chì e cellule staminali residenu in ogni parte di u nostru corpu, aspittendu à esse chjamati in azzione per riparà u tissutu dannatu. In fatti, tutti i 10 trilioni di cellule chì custituiscenu u nostru corpu sò urigginati da e cellule staminali iniziali da l'internu di a to mamma. Cume u vostru corpu si forma, e cellule staminali si sò specializate in cellule cerebrali, cellule di cori, cellule di a pelle, etc.

Issi ghjorni, i scientisti sò avà capaci di turnà quasi ogni gruppu di cellule in u vostru corpu torna in quelle cellule staminali originali. È questu hè un grande affare. Siccomu e cellule staminali sò capaci di trasfurmà in ogni cellula in u vostru corpu, ponu esse usate per guarì quasi ogni ferita.

Un simplificatu esempiu di e cellule staminali à u travagliu implica chì i medichi piglianu campioni di pelle di vittime brusgiate, trasfurmendu in cellule staminali, crescenu una nova capa di pelle in una piastra di Petri, è dopu aduprà a pelle appena cresciuta per injertà / rimpiazzà a pelle brusgiata di u paziente. À un livellu più avanzatu, e cellule staminali sò attualmente testate cum'è trattamentu guarì a malatia di u cori e ancu guarì i spinali di i paraplegici, chì li permette di marchjà di novu.

Ma unu di l'usi più ambiziosi di queste cellule staminali face l'usu di a tecnulugia di stampa 3D recentemente popularizzata.

Bioprinting 3D

A bioprinting 3D hè l'applicazione medica di a stampa 3D chì i tessuti viventi sò stampati strati per strati. E invece di utilizà plastichi è metalli cum'è stampanti 3D normali, i bioprinters 3D utilizanu (avete indovinatu) cellule staminali cum'è materiale di custruzzione.

U prucessu generale di cullizzioni è crescita di e cellule staminali hè u listessu cum'è u prucessu delineatu per l'esempiu di a vittima di brusgiate. Tuttavia, una volta chì sò cultivate abbastanza cellule staminali, ponu esse alimentate in a stampante 3D per furmà a maiò parte di qualsiasi forma organica 3D, cum'è a pelle di rimpiazzamentu, l'arechje, l'ossi, è, in particulare, ponu ancu organi di stampa.

Questi organi stampati 3D sò una forma avanzata di ingegneria di tissuti chì rapprisenta l'alternativa organica à l'implanti di l'organi artificiali citati prima. È cum'è quelli organi artificiali, questi organi stampati un ghjornu riduceranu a carenza di donazioni d'organi.

Dice questu, sti organi stampati prisentanu ancu un benefiziu supplementu per l'industria farmaceutica, postu chì questi organi stampati ponu esse aduprati per prucessi di droga è vaccini più precisi è più prezzu. E postu chì sti organi sò stampati cù e cellule staminali di u paci, u risicu di u sistema immune di u paziente chì rifiuta questi organi cade drasticamente in paragunà cù l'organi donati da l'omu, l'animali è certi implanti meccanichi.

Più in u futuru, da l'anni 2040, i bioprinters 3D avanzati stamparanu membri interi chì ponu esse riattaccati à u ceppo di l'amputati, rendendu cusì obsoleti e protesi.

Terapia genica

Cù a terapia genica, a scienza principia à tamper cù a natura. Questa hè una forma di trattamentu pensata per corregge i disordini genetichi.

Spiegatu simplicemente, a terapia genica implica chì u vostru genoma (DNA) sequenziatu; dopu analizatu per truvà geni difettu chì causanu una malatia; dopu alteratu / editatu per rimpiazzà quelli difetti cù geni sani (oghje cù l'uttellu CRISPR spiegatu in u capitulu precedente); è poi infine reintroduce quelli geni ora sani in u vostru corpu per curà disa malatia.

Una volta perfezionata, a terapia genica puderia esse aduprata per curà una varietà di malatie, cum'è u cancru, l'AIDS, a fibrosi cistica, l'emofilia, a diabetes, e malatie cardiache, ancu selezziunate disabilità fisiche cum'è. sorda.

Ingegneria genetica

L'applicazioni sanitarie di l'ingegneria genetica entranu in una vera zona grisa. Tecnicamente parlante, u sviluppu di e cellule staminali è a terapia genica sò elli stessi forme di ingegneria genetica, anche se ligera. Tuttavia, l'applicazioni di l'ingegneria genetica chì cuncernanu a maiò parte di a ghjente implicanu a clonazione umana è l'ingenieria di i zitelli di design è superumani.

Questi temi lasceremu à a nostra serie Future of Human Evolution. Ma per i scopi di stu capitulu, ci hè una applicazione di ingegneria genetica chì ùn hè micca cusì cuntruversa ... bè, salvu chì ùn site vegan.

Attualmente, cumpagnie cum'è United Therapeutics sò travagliendu i porchi geneticamente ingegneri cù organi chì cuntenenu geni umani. U mutivu di l'aghjunzione di sti geni umani hè di evità chì questi organi di porcu sò rifiutati da u sistema immune di l'omu in cui sò impiantati.

Una volta successu, u bestiame pò esse cultivatu à scala per furnisce una quantità quasi illimitata di organi di sustituzione per u "xeno-trasplante" d'animali à umani. Questu rapprisenta una alternativa à l'organi stampati artificiali è 3D sopra, cù u vantaghju di esse più prezzu di l'organi artificiali è più avanzati tecnicamente di l'organi stampati 3D. Dice questu, u nùmeru di persone cun motivi etichi è religiosi per oppone à sta forma di produzzione di l'urgani prubabilmente assicurarà chì sta tecnulugia ùn hè mai veramente mainstream.

Ùn ci hè più ferite fisiche è disabilità

In vista di a lista di lavanderia di i metudi di trattamentu tecnulugicu versus biologicu chì avemu ghjustu discututu, hè prubabile chì l'era di Permanente e ferite fisiche è disabilità finiscinu micca più tardi à a mità di l'anni 2040.

E mentri a cumpetizione trà sti metudi di trattamentu diametrali ùn si sparghjerà mai veramente, in generale, u so impattu cullettivu rapprisentarà un veru successu in a salute umana.

Di sicuru, questu ùn hè micca tutta a storia. À questu puntu, a nostra serie Future of Health hà esploratu i piani previsti per eliminà a malatia è a ferita fisica, ma chì ne di a nostra salute mentale? In u prossimu capitulu, discuteremu se pudemu curà a nostra mente cum'è facilmente cum'è i nostri corpi.

U futuru di a serie di salute

L'assistenza sanitaria vicinu à una rivoluzione: u futuru di a salute P1

Pandemie di dumane è Super Drugs Ingegneriati per Luttà: Futuru di Salute P2

Precision Healthcare Taps in u vostru Genoma: Future of Health P3

Capisce u cervellu per sguassà a malatia mentale: u futuru di a salute P5

Sperimentendu u Sistema di Salute di Dumani: Futuru di Salute P6

Responsabilità per a vostra salute quantificata: u futuru di a salute P7