Cwantwmrun

CREDYD DELWEDD: Cwantwmrun

Diwedd anafiadau corfforol parhaol ac anableddau: Dyfodol Iechyd P4

David Tal, Cyhoeddwr, Dyfodolwr
@DavidTalWrites
LinkedIn

Dydd Mawrth, 09/15/2020 - 05:38

I roi terfyn ar anafiadau corfforol parhaol, mae'n rhaid i'n cymdeithas wneud dewis: Ydyn ni'n chwarae Duw â'n bioleg ddynol neu ydyn ni'n dod yn rhan o beiriant?

Hyd yn hyn yn ein cyfres Dyfodol Iechyd, rydym wedi canolbwyntio ar ddyfodol fferyllol a gwella clefydau. Ac er mai salwch yw'r rheswm mwyaf cyffredin pam ein bod yn defnyddio ein system gofal iechyd, yn aml gall y rhesymau llai cyffredin fod y rhai mwyaf difrifol.

P'un a gawsoch eich geni ag anabledd corfforol neu'n dioddef anaf sy'n cyfyngu ar eich symudedd dros dro neu'n barhaol, mae'r opsiynau gofal iechyd sydd ar gael ar hyn o bryd i'ch trin yn gyfyngedig yn aml. Nid ydym wedi cael yr offer i atgyweirio'n llawn y difrod a wneir gan eneteg ddiffygiol neu anafiadau difrifol.

Ond erbyn canol y 2020au, bydd y status quo hwn yn cael ei droi ar ei ben. Diolch i ddatblygiadau mewn golygu genomau a ddisgrifiwyd yn y bennod flaenorol, yn ogystal â datblygiadau mewn cyfrifiaduron bach a roboteg, bydd y cyfnod gwendidau corfforol parhaol yn dod i ben.

Dyn fel peiriant

O ran anafiadau corfforol sy'n cynnwys colli aelod, mae bodau dynol yn cael cysur rhyfeddol wrth ddefnyddio peiriannau ac offer i adennill symudedd. Mae'r enghraifft amlycaf, prostheteg, wedi bod yn cael ei defnyddio ers milenia, y cyfeirir ati'n gyffredin mewn llenyddiaeth Roegaidd a Rhufeinig hynafol. Yn 2000, darganfu archeolegwyr y dyn 3,000 oed, gweddillion mymiedig o fonheddwr Eifftaidd a wisgai fys traed prosthetig o bren a lledr.

O ystyried yr hanes hir hwn o ddefnyddio ein dyfeisgarwch i adfer lefel benodol o symudedd corfforol ac iechyd, ni ddylai fod yn syndod bod defnyddio technoleg fodern i adfer symudedd llawn yn cael ei groesawu heb y protestio lleiaf.

Prostheteg smart

Fel y soniwyd uchod, er bod maes prostheteg yn hynafol, mae hefyd wedi bod yn araf i esblygu. Mae'r ychydig ddegawdau diwethaf hyn wedi gweld gwelliannau yn eu cysur a'u hymddangosiad llawn bywyd, ond dim ond yn ystod y degawd a hanner diwethaf y mae gwir gynnydd wedi'i wneud yn y maes mewn perthynas â chost, ymarferoldeb a defnyddioldeb.

Er enghraifft, lle unwaith y byddai'n costio hyd at $100,000 am brosthetig wedi'i deilwra, gall pobl nawr defnyddio argraffwyr 3D i adeiladu prostheteg wedi'i deilwra (mewn rhai achosion) am lai na $1,000.

Yn y cyfamser, ar gyfer gwisgwyr coesau prosthetig sy'n ei chael hi'n anodd cerdded neu ddringo grisiau'n naturiol, cwmnïau newydd yn defnyddio'r maes biomeddygaeth i adeiladu prostheteg sy'n darparu profiad cerdded a rhedeg mwy naturiol, tra hefyd yn torri'r gromlin ddysgu sydd ei hangen i ddefnyddio'r prostheteg hyn.

Mater arall gyda choesau prosthetig yw bod defnyddwyr yn aml yn ei chael hi'n boenus i'w gwisgo am gyfnodau estynedig o amser, hyd yn oed os ydyn nhw wedi'u hadeiladu'n arbennig. Mae hynny oherwydd bod prosthetigau sy'n cario pwysau yn gorfodi croen a chnawd y trympîwr o amgylch ei fonyn i gael ei falu rhwng ei asgwrn a'i brosthetig. Un opsiwn ar gyfer gweithio o amgylch y mater hwn yw gosod math o gysylltydd cyffredinol yn uniongyrchol i asgwrn yr amputee (tebyg i fewnblaniadau llygadol a deintyddol). Yn y modd hwnnw, gellir “sgriwio coesau prosthetig yn uniongyrchol i'r asgwrn.” Mae hyn yn tynnu'r croen ar boen yn y cnawd a hefyd yn caniatáu i'r sawl sydd wedi colli aelod o'r corff brynu amrywiaeth o brosthetigau masgynhyrchu nad oes angen eu masgynhyrchu mwyach.

Ond un o'r newidiadau mwyaf cyffrous, yn enwedig i'r rhai sydd wedi colli aelodau o'r corff â breichiau neu ddwylo prosthetig, yw'r defnydd o dechnoleg sy'n datblygu'n gyflym o'r enw Brain-Computer Interface (BCI).

Symudiad bionig wedi'i bweru gan yr ymennydd

Trafodwyd gyntaf yn ein Dyfodol Cyfrifiaduron Mae BCI yn golygu defnyddio mewnblaniad neu ddyfais sganio ymennydd i fonitro eich tonnau ymennydd a'u cysylltu â gorchmynion i reoli unrhyw beth sy'n cael ei redeg gan gyfrifiadur.

Yn wir, efallai nad ydych wedi sylweddoli hynny, ond mae dechreuadau BCI eisoes wedi dechrau. Mae'r rhai sydd wedi colli eu colled yn awr profi breichiau robotig yn cael ei reoli yn uniongyrchol gan y meddwl, yn lle trwy synwyr wedi eu cysylltu i fonyn y gwisgwr. Yn yr un modd, mae pobl ag anableddau difrifol (fel quadriplegics) nawr defnyddio BCI i lywio eu cadeiriau olwyn modur a thrin breichiau robotig. Erbyn canol y 2020au, bydd BCI yn dod yn safon ar gyfer helpu rhai sydd wedi'u colli i ffwrdd a phobl ag anableddau i fyw bywydau mwy annibynnol. Ac erbyn dechrau'r 2030au, bydd BCI yn dod yn ddigon datblygedig i ganiatáu i bobl ag anafiadau asgwrn cefn gerdded eto trwy drosglwyddo eu gorchmynion meddwl cerdded i'w torso isaf trwy mewnblaniad asgwrn cefn.

Wrth gwrs, nid gwneud prostheteg smart yw'r cyfan y bydd mewnblaniadau yn y dyfodol yn cael eu defnyddio ar ei gyfer.

Mewnblaniadau smart

Mae mewnblaniadau bellach yn cael eu profi i gael organau cyfan newydd, gyda'r nod hirdymor o ddileu'r amseroedd aros y mae cleifion yn eu hwynebu wrth aros am drawsblaniad rhoddwr. Ymhlith y dyfeisiau amnewid organau y sonnir amdanynt fwyaf yw'r galon bionig. Mae nifer o ddyluniadau wedi dod i mewn i'r farchnad, ond ymhlith y rhai mwyaf addawol mae a dyfais sy'n pwmpio gwaed o amgylch y corff heb guriad curiad y galon … yn rhoi ystyr cwbl newydd i'r meirw sy'n cerdded.

Mae yna hefyd ddosbarth hollol newydd o fewnblaniadau sydd wedi'u cynllunio i wella perfformiad dynol, yn hytrach na dychwelyd rhywun i gyflwr iach. Y mathau hyn o fewnblaniadau byddwn yn eu cwmpasu yn ein Dyfodol Esblygiad Dynol gyfres.

Ond gan ei fod yn ymwneud ag iechyd, y math olaf o fewnblaniad y byddwn yn sôn amdano yma yw mewnblaniadau cenhedlaeth nesaf sy'n rheoleiddio iechyd. Meddyliwch am y rhain fel rheolyddion calon sy'n monitro'ch corff yn weithredol, yn rhannu eich biometreg ag ap iechyd ar eich ffôn, a phan fydd yn synhwyro dyfodiad salwch yn rhyddhau meddyginiaethau neu gerrynt trydan i ail-gydbwyso'ch corff.

Er y gallai hyn swnio fel Sci-Fi, mae DARPA (cangen ymchwil uwch milwrol yr Unol Daleithiau) eisoes yn gweithio ar brosiect o'r enw EtholRx, yn fyr ar gyfer Presgripsiynau Trydanol. Yn seiliedig ar y broses fiolegol a elwir yn niwrofodyliad, bydd y mewnblaniad bach hwn yn monitro system nerfol ymylol y corff (y nerfau sy'n cysylltu'r corff â'r ymennydd a llinyn asgwrn y cefn), a phan fydd yn canfod anghydbwysedd a allai arwain at salwch, bydd yn rhyddhau trydanol. ysgogiadau a fydd yn ail-gydbwyso'r system nerfol hon yn ogystal ag ysgogi'r corff i wella ei hun.

Nanotechnoleg yn nofio trwy'ch gwaed

Mae nanotechnoleg yn bwnc enfawr sydd â chymwysiadau mewn amrywiaeth eang o feysydd a diwydiannau. Yn ei hanfod, mae'n derm eang ar gyfer unrhyw fath o wyddoniaeth, peirianneg, a thechnoleg sy'n mesur, trin neu ymgorffori deunyddiau ar raddfa o 1 a 100 nanometr. Bydd y ddelwedd isod yn rhoi syniad i chi o faint y mae nanotech yn gweithio ynddo.

Yng nghyd-destun iechyd, mae nanotech yn cael ei ymchwilio fel offeryn a allai chwyldroi gofal iechyd trwy ddisodli cyffuriau a'r rhan fwyaf o feddygfeydd yn gyfan gwbl erbyn diwedd y 2030au.

Mewn ffordd arall, dychmygwch y gallech chi gymryd yr offer meddygol gorau a'r wybodaeth sydd eu hangen i drin afiechyd neu berfformio llawdriniaeth a'i amgodio i mewn i ddos o halwynog - dos y gellir ei storio mewn chwistrell, ei gludo i unrhyw le, a'i chwistrellu i unrhyw un mewn angen. o ofal meddygol. Os bydd yn llwyddiannus, gallai wneud popeth a drafodwyd gennym yn nwy bennod olaf y gyfres hon yn ddarfodedig.

Ido Bachelet, ymchwilydd blaenllaw mewn nanorobotics llawfeddygol, cenfigen diwrnod pan fydd mân lawdriniaeth yn golygu bod meddyg yn chwistrellu chwistrell wedi'i llenwi â biliynau o nanobotiaid wedi'u rhaglennu ymlaen llaw i mewn i ardal darged o'ch corff.

Yna byddai'r nanobotiaid hynny'n lledaenu trwy'ch corff gan chwilio meinwe wedi'i ddifrodi. Ar ôl dod o hyd iddynt, byddent wedyn yn defnyddio ensymau i dorri'r celloedd meinwe sydd wedi'u difrodi i ffwrdd o'r meinwe iach. Yna byddai celloedd iach y corff yn cael eu hysgogi i waredu'r celloedd sydd wedi'u difrodi ac i adfywio'r meinwe o amgylch y ceudod a grëwyd o dynnu'r meinwe sydd wedi'i difrodi. Gallai'r nanobots hyd yn oed dargedu ac atal celloedd nerfol cyfagos i arwyddion poen diflas a lleihau llid.

Gan ddefnyddio'r broses hon, gellir defnyddio'r nanobotiaid hyn hefyd i ymosod ar wahanol fathau o ganser, yn ogystal ag amrywiol firysau a bacteria tramor a allai heintio'ch corff. Ac er bod y nanobots hyn yn dal i fod o leiaf 15 mlynedd i ffwrdd o fabwysiadu meddygol eang, mae'r gwaith ar y dechnoleg hon eisoes ar y gweill. Mae'r ffeithlun isod yn amlinellu sut y gallai nanotech un diwrnod ail-lunio ein cyrff (trwy ActivistPost.com):

Meddygaeth adfywiol

Gan ddefnyddio'r term ymbarél, meddygaeth adfywiol, mae'r gangen hon o ymchwil yn defnyddio technegau ym meysydd peirianneg meinwe a bioleg foleciwlaidd i adfer swyddogaeth meinweoedd ac organau afiach neu wedi'u difrodi. Yn y bôn, mae meddygaeth adfywiol eisiau defnyddio celloedd eich corff i atgyweirio eu hunain, yn lle disodli neu ychwanegu at gelloedd eich corff gyda phrostheteg a pheiriannau.

Mewn ffordd, mae'r ymagwedd hon at iachau yn llawer mwy naturiol na'r opsiynau Robocop a ddisgrifir uchod. Ond o ystyried yr holl brotestiadau a phryderon moesegol yr ydym wedi'u gweld yn codi dros y ddau ddegawd diwethaf dros fwydydd GMO, ymchwil bôn-gelloedd, ac yn fwyaf diweddar clonio dynol a golygu genomau, mae'n deg dweud y bydd meddygaeth adfywiol yn mynd i fod yn wrthwynebiad trwm.

Er ei bod hi'n hawdd diystyru'r pryderon hyn yn llwyr, y gwir amdani yw bod gan y cyhoedd ddealltwriaeth llawer mwy agos-atoch a greddfol o dechnoleg nag sydd ganddynt mewn bioleg. Cofiwch, mae prostheteg wedi bod o gwmpas ers milenia; dim ond ers 2001 y mae gallu darllen a golygu'r genom wedi bod yn bosibl. Dyna pam y byddai'n well gan lawer o bobl ddod yn cyborgs na chael tinceri gyda'u geneteg “a roddwyd gan Dduw”.

Dyna pam, fel gwasanaeth cyhoeddus, rydym yn gobeithio y bydd y trosolwg byr o dechnegau meddygaeth adfywiol isod yn helpu i gael gwared ar y stigma sy'n ymwneud â chwarae Duw. Yn nhrefn y lleiaf dadleuol i'r rhan fwyaf:

Bôn-gelloedd newid siâp

Mae'n debyg eich bod wedi clywed llawer am fôn-gelloedd dros yr ychydig flynyddoedd diwethaf, yn aml heb fod yn y golau gorau. Ond erbyn 2025, bydd bôn-gelloedd yn cael eu defnyddio i wella amrywiaeth o gyflyrau corfforol ac anafiadau.

Cyn i ni esbonio sut y byddant yn cael eu defnyddio, mae'n bwysig cofio bod bôn-gelloedd yn byw ym mhob rhan o'n corff, yn aros i gael eu galw i weithredu i atgyweirio meinwe sydd wedi'i niweidio. Yn wir, mae pob un o'r 10 triliwn celloedd sy'n rhan o'n corff yn tarddu o'r bôn-gelloedd cychwynnol hynny o groth eich mam. Wrth i'ch corff ffurfio, roedd y bôn-gelloedd hynny'n arbenigo mewn celloedd yr ymennydd, celloedd y galon, celloedd croen, ac ati.

Y dyddiau hyn, mae gwyddonwyr bellach yn gallu troi bron unrhyw grŵp o gelloedd yn eich corff yn ôl i'r bôn-gelloedd gwreiddiol hynny. Ac mae hynny'n fargen fawr. Gan fod bôn-gelloedd yn gallu trawsnewid yn unrhyw gell yn eich corff, gellir eu defnyddio i wella bron unrhyw glwyf.

A symlach enghraifft o fôn-gelloedd yn y gwaith mae meddygon yn cymryd samplau croen o ddioddefwyr llosgiadau, yn eu troi’n fôn-gelloedd, yn tyfu haenen newydd o groen mewn dysgl petri, ac yna’n defnyddio’r croen newydd hwnnw i impio/amnewid croen llosg y claf. Ar lefel uwch, mae bôn-gelloedd yn cael eu profi ar hyn o bryd fel triniaeth i gwella clefyd y galon a hyd yn oed iachau llinyn asgwrn y cefn o baraplegics, gan ganiatáu iddynt gerdded eto.

Ond mae un o'r defnyddiau mwy uchelgeisiol o'r bôn-gelloedd hyn yn defnyddio technoleg argraffu 3D sydd newydd ei phoblogeiddio.

Bioprintio 3D

Bioargraffu 3D yw cymhwysiad meddygol argraffu 3D lle mae meinweoedd byw yn cael eu hargraffu fesul haen. Ac yn lle defnyddio plastigion a metelau fel argraffwyr 3D arferol, mae bioargraffwyr 3D yn defnyddio bôn-gelloedd (fe wnaethoch chi ddyfalu) fel y deunydd adeiladu.

Mae'r broses gyffredinol o gasglu a thyfu'r bôn-gelloedd yr un fath â'r broses a amlinellwyd ar gyfer yr enghraifft dioddefwr llosgi. Fodd bynnag, unwaith y bydd digon o fôn-gelloedd wedi'u tyfu, gellir eu bwydo wedyn i'r argraffydd 3D i ffurfio'r rhan fwyaf o unrhyw siâp organig 3D, fel croen newydd, clustiau, esgyrn, ac, yn benodol, gallant hefyd. argraffu organau.

Mae'r organau printiedig 3D hyn yn ffurf ddatblygedig o beirianneg meinwe sy'n cynrychioli'r dewis organig amgen i'r mewnblaniadau organau artiffisial a grybwyllwyd yn gynharach. Ac fel yr organau artiffisial hynny, bydd yr organau printiedig hyn un diwrnod yn lleihau'r prinder rhoddion organau.

Wedi dweud hynny, mae'r organau printiedig hyn hefyd yn cynnig budd ychwanegol i'r diwydiant fferyllol, gan y gellir defnyddio'r organau printiedig hyn ar gyfer treialon cyffuriau a brechlyn mwy cywir a rhatach. A chan fod yr organau hyn yn cael eu hargraffu gan ddefnyddio bôn-gelloedd y claf ei hun, mae'r risg y bydd system imiwnedd y claf yn gwrthod yr organau hyn yn gostwng yn sylweddol o'i gymharu ag organau a roddwyd gan bobl, anifeiliaid, a rhai mewnblaniadau mecanyddol.

Ymhellach i'r dyfodol, erbyn y 2040au, bydd bioargraffwyr 3D datblygedig yn argraffu breichiau a choesau cyfan y gellir eu hailgysylltu â boncyff y rhai sydd wedi'u colli, gan wneud prostheteg yn anarferedig.

Therapi genynnau

Gyda therapi genynnau, mae gwyddoniaeth yn dechrau ymyrryd â natur. Mae hwn yn fath o driniaeth a gynlluniwyd i gywiro anhwylderau genetig.

Wedi'i egluro'n syml, mae therapi genynnol yn golygu trefnu dilyniant i'ch genom (DNA); yna dadansoddi i ddod o hyd i enynnau diffygiol sy'n achosi clefyd; yna ei newid/golygu i ddisodli'r diffygion hynny gyda genynnau iach (y dyddiau hyn gan ddefnyddio'r offeryn CRISPR a eglurwyd yn y bennod flaenorol); ac yna o'r diwedd ailgyflwyno'r genynnau sydd bellach yn iach yn ôl i'ch corff i wella'r afiechyd hwnnw.

Unwaith y bydd wedi'i berffeithio, gellid defnyddio therapi genynnau i wella amrywiaeth o afiechydon, fel canser, AIDS, ffibrosis systig, hemoffilia, diabetes, clefyd y galon, hyd yn oed dewis anableddau corfforol fel byddardod.

Peirianneg genetig

Mae cymwysiadau gofal iechyd peirianneg enetig yn mynd i faes llwyd go iawn. Yn dechnegol, mae datblygiad bôn-gelloedd a therapi genynnau eu hunain yn fathau o beirianneg enetig, er yn ysgafn. Fodd bynnag, mae'r defnydd o beirianneg enetig sy'n peri pryder i'r rhan fwyaf o bobl yn ymwneud â chlonio dynol a pheirianneg babanod a gorddynion dylunwyr.

Byddwn yn gadael y pynciau hyn i'n cyfres Dyfodol Esblygiad Dynol. Ond at ddibenion y bennod hon, mae un cymhwysiad peirianneg genetig nad yw mor ddadleuol … wel, oni bai eich bod yn fegan.

Ar hyn o bryd, mae cwmnïau fel United Therapeutics yn gweithio i moch peirianyddol yn enetig gydag organau sy'n cynnwys genynnau dynol. Y rheswm y tu ôl i ychwanegu'r genynnau dynol hyn yw atal yr organau moch hyn rhag cael eu gwrthod gan system imiwnedd y dynol y maent wedi'u mewnblannu iddo.

Unwaith y byddant yn llwyddiannus, gellir tyfu da byw ar raddfa i gyflenwi swm bron yn ddiderfyn o organau cyfnewid ar gyfer "trawsblannu seno-i-ddyn". Mae hyn yn cynrychioli dewis amgen i'r organau artiffisial a 3D printiedig uchod, gyda'r fantais o fod yn rhatach nag organau artiffisial ac ymhellach ymlaen yn dechnegol nag organau printiedig 3D. Wedi dweud hynny, bydd nifer y bobl sydd â rhesymau moesegol a chrefyddol i wrthwynebu'r math hwn o gynhyrchu organau yn debygol o sicrhau na fydd y dechnoleg hon byth yn mynd yn wirioneddol brif ffrwd.

Dim mwy o anafiadau corfforol ac anableddau

O ystyried y rhestr golchi dillad o ddulliau trin technolegol vs. biolegol yr ydym newydd eu trafod, mae'n debygol y bydd y cyfnod parhaol bydd anafiadau corfforol ac anableddau yn dod i ben erbyn canol y 2040au fan bellaf.

Ac er na fydd y gystadleuaeth rhwng y dulliau trin diametrig hyn byth yn diflannu, ar y cyfan, bydd eu heffaith ar y cyd yn cynrychioli gwir gyflawniad mewn gofal iechyd dynol.

Wrth gwrs, nid dyma'r stori gyfan. Erbyn hyn, mae ein cyfres Dyfodol Iechyd wedi archwilio’r cynlluniau a ragwelir i ddileu afiechyd ac anafiadau corfforol, ond beth am ein hiechyd meddwl? Yn y bennod nesaf, byddwn yn trafod a allwn wella ein meddyliau mor hawdd â'n cyrff.