クォンタムラン

画像クレジット: クォンタムラン

恒久的な身体的傷害と障害の終焉: 健康の未来 P4

David Tal、出版社、未来派
@DavidTalWrites
LinkedIn

火、09 / 15 / 2020 - 05：38

恒久的な身体的損傷をなくすために、私たちの社会は選択を迫られています。人間の生物学で神を演じるか、機械の一部になるかです。

これまでの健康の未来シリーズでは、医薬品の未来と病気の治療に焦点を当ててきました。そして、私たちが医療制度を利用する最も一般的な理由は病気ですが、あまり一般的ではない理由が最も深刻な場合がよくあります.

身体障害を持って生まれてきた場合でも、一時的または永続的に移動を制限する怪我を負っている場合でも、現在利用できる治療の選択肢は限られていることがよくあります。不完全な遺伝学や重度の怪我による損傷を完全に修復するツールがありませんでした.

しかし、2020 年代半ばまでに、この現状はひっくり返るでしょう。前章で述べたゲノム編集の進歩や、小型化されたコンピューターやロボット工学の進歩により、永久的な身体の不自由な時代は終わりを告げます。

機械としての男

四肢の喪失を伴う身体的損傷に関して言えば、人間は機械やツールを使用して可動性を取り戻すことに驚くほど快適です. 最も明白な例である人工装具は、何千年もの間使用されており、古代ギリシャおよびローマの文献で一般的に参照されています. 2000 年、考古学者は 3,000 年前のものを発見しました。ミイラ化した遺体木と革で作られた義足を身に着けていたエジプトの貴族の女性。

一定レベルの身体の可動性と健康を回復するために私たちの創意工夫を使用してきたこの長い歴史を考えると、現代のテクノロジーを使用して完全な可動性を回復することが、わずかな抗議もなく歓迎されていることは驚くべきことではありません.

スマート義肢

前述のように、義肢の分野は古くからある一方で、進化も遅れています。ここ数十年で、快適さとリアルな外観が向上しましたが、コスト、機能性、使いやすさに関連する分野で真の進歩が見られたのは、ここ XNUMX 年ほどのことです。

たとえば、かつてカスタム義肢に最大 100,000 ドルかかっていたところを、今では 3D プリンターを使用してカスタム義肢を構築する (場合によっては) 1,000 ドル未満で。

一方、歩行や階段の昇り降りが自然に困難な義足装着者には、新会社バイオミミクリーの分野を採用して、より自然な歩行とランニングの両方の体験を提供する義足を構築すると同時に、これらの義足を使用するために必要な学習曲線を短縮しています。

義足のもう XNUMX つの問題は、カスタムメイドであっても、ユーザーが長時間着用すると痛みを感じることが多いことです。これは、体重を支える人工装具が、切り株の周りの切断者の皮膚と肉を骨と人工装具の間で押しつぶすためです。この問題を回避する XNUMX つのオプションは、切断者の骨に一種のユニバーサルコネクタを直接取り付けることです (眼および歯科用インプラントと同様)。そうすれば、義足を直接「骨にねじ込む」ことができます。これにより、肉の痛みの皮膚が取り除かれ、切断者は大量生産する必要のないさまざまな大量生産された義肢を購入することもできます.

しかし、特に義手や義手を持つ切断者にとって最もエキサイティングな変化の XNUMX つは、Brain-Computer Interface (BCI) と呼ばれる急速に発展している技術の使用です。

脳を動力とするバイオニックムーブメント

最初に議論されたコンピュータの未来シリーズの BCI では、インプラントまたは脳スキャンデバイスを使用して脳波を監視し、それらをコマンドに関連付けて、コンピューターによって実行されるあらゆるものを制御します。

実際、気付いていないかもしれませんが、BCI の始まりはすでに始まっています。切断者は現在ロボットの手足のテスト着用者の切り株に取り付けられたセンサーではなく、心によって直接制御されます。同様に、重度の障害（四肢麻痺など）を持つ人々は現在、 BCI を使用して電動車いすを操縦するロボットアームを操作します。 2020 年代半ばまでに、BCI は切断者や障害者がより自立した生活を送るための標準となるでしょう。そして 2030 年代初頭までに、BCI は十分に進歩し、歩行の思考コマンドを胴体下部に中継することで、脊髄損傷を負った人々が再び歩けるようになるでしょう。脊椎インプラント.

もちろん、将来のインプラントが使用されるのは、スマートな補綴物を作ることだけではありません。

スマートインプラント

現在、ドナー移植を待つ患者が直面する待ち時間をなくすという長期的な目標を掲げて、臓器全体を置き換えるインプラントの試験が行われています。臓器置換装置について最も話題になっているのは、バイオニック心臓です。いくつかのデザインが市場に出ていますが、最も有望なのは脈拍なしで全身に血液を送り出す装置 …ウォーキングデッドにまったく新しい意味を与えます。

単に誰かを健康な状態に戻すのではなく、人間のパフォーマンスを向上させるように設計されたまったく新しいクラスのインプラントもあります. これらのタイプのインプラントについては、人類進化の未来シリーズ。

しかし、健康に関連するので、ここで言及する最後のインプラントタイプは、次世代の健康調整インプラントです. これらは、あなたの体をアクティブに監視し、バイオメトリクスを携帯電話の健康アプリと共有し、病気の発症を感知すると、薬や電流を放出して体のバランスを取り戻すペースメーカーと考えてください.

これは SF のように聞こえるかもしれませんが、DARPA (米軍の高度な研究部門) はすでに次のプロジェクトに取り組んでいます。 ElectRx、Electrical Prescriptions の略。ニューロモジュレーションとして知られる生物学的プロセスに基づいて、この小さなインプラントは体の末梢神経系 (体を脳と脊髄につなぐ神経) を監視し、病気につながる可能性のある不均衡を検出すると、電気を放出します。この神経系のバランスを再調整し、体を刺激して自分自身を癒す衝動。

ナノテクノロジーが血液中を泳ぐ

ナノテクノロジーは、さまざまな分野や産業に応用できる巨大なトピックです。本質的には、1 ～ 100 ナノメートルのスケールで材料を測定、操作、または組み込む、あらゆる形態の科学、工学、および技術を指す広義の用語です。下の画像は、スケールのナノテク作品の感覚を与えてくれます。

健康の文脈では、ナノテクは、2030 年代後半までに薬物やほとんどの手術を完全に置き換えることで、ヘルスケアに革命をもたらす可能性のあるツールとして調査されています。

別の言い方をすれば、病気を治療したり手術を行ったりするのに必要な最高の医療機器と知識を取り込んで、生理食塩水にエンコードすることができると想像してみてください。医療の。成功すれば、このシリーズの最後の XNUMX つの章で説明したすべてが時代遅れになる可能性があります。

外科用ナノロボティクスの第一人者であるイド・バチェレは、構想する医師が何十億もの事前にプログラムされたナノボットで満たされた注射器をあなたの体の標的領域に注射するだけの小さな手術が行われる日。

それらのナノボットは、損傷した組織を探して体中に広がります. 発見されると、酵素を使用して、損傷した組織細胞を健康な組織から切り離します。次に、体の健康な細胞が刺激され、損傷した細胞を処分し、損傷した組織の除去によってできた空洞の周りの組織を再生します。ナノボットは、周囲の神経細胞を標的にして抑制し、痛みの信号を鈍らせて炎症を軽減することさえできます。

このプロセスを使用して、これらのナノボットを適用して、さまざまな形態の癌や、体に感染する可能性のあるさまざまなウイルスや外来細菌を攻撃することもできます. これらのナノボットが広く医療に採用されるまでには少なくとも 15 年はかかるものの、この技術に関する作業はすでにかなり進んでいます。以下のインフォグラフィックは、ナノテクがいつの日か私たちの体をどのように再設計できるかを概説しています ( アクティビストポスト.com):

再生医療

包括的な用語を使用すると、再生医療、この研究分野では、組織工学および分子生物学の分野の技術を使用して、病気または損傷した組織や器官の機能を回復します。基本的に、再生医療は、体の細胞を補綴物や機械で置き換えたり増強したりするのではなく、体の細胞を使って自分自身を修復したいと考えています。

ある意味で、このヒーリングへのアプローチは、上記のロボコップのオプションよりもはるかに自然です。しかし、GMO 食品、幹細胞研究、そして最近ではヒトのクローニングとゲノム編集に関して、過去 XNUMX 年間に発生したすべての抗議と倫理的懸念を考えると、再生医療が大きな反対に直面することになると言っても過言ではありません。

これらの懸念を完全に無視するのは簡単ですが、現実には、一般の人々は生物学よりもはるかに親密で直感的なテクノロジーの理解を持っています. プロテーゼは何千年も前から存在していたことを思い出してください。ゲノムの読み取りと編集が可能になったのは 2001 年以降のことです。そのため、多くの人が「神から与えられた」遺伝学をいじられるよりもサイボーグになりたいと考えています。

そのため、公共サービスとして、以下の再生医療技術の簡単な概要が、神を演じることに関する汚名を取り除くのに役立つことを願っています. 最も物議を醸すものから順に：

シェイプシフティング幹細胞

おそらくここ数年、幹細胞について多くのことを耳にしたことがあるでしょう。しかし、2025 年までに、幹細胞はさまざまな体調や怪我の治療に使用されるようになります。

それらがどのように使用されるかを説明する前に、幹細胞は私たちの体のあらゆる部分に存在し、損傷した組織を修復するために呼び出されるのを待っていることを覚えておくことが重要です. 実際、私たちの体を構成する 10 兆個の細胞はすべて、母親の子宮内の最初の幹細胞に由来しています。あなたの体が形成されるにつれて、それらの幹細胞は脳細胞、心臓細胞、皮膚細胞などに特化しました.

最近では、科学者は体内のほぼすべての細胞グループを変えることができるようになりました元の幹細胞に戻る. そして、それは大したことです。幹細胞は体内のあらゆる細胞に変化できるため、ほぼすべての傷を治すことができます。

簡略化された例作業中の幹細胞の研究では、医師が火傷の犠牲者の皮膚サンプルを採取し、それらを幹細胞に変え、ペトリ皿で皮膚の新しい層を成長させ、次にその新しく成長した皮膚を使用して患者の熱傷皮膚を移植/置換します. より高度なレベルでは、幹細胞は現在、心臓病を治すそして、さえ対麻痺者の脊髄を治す、彼らが再び歩けるようにします。

しかし、これらの幹細胞のより野心的な用途の 3 つは、新しく普及した XNUMXD 印刷技術を利用することです。

3Dバイオプリンティング

3D バイオプリンティングは、生体組織を層ごとに印刷する 3D 印刷の医療用途です。通常の 3D プリンターのようにプラスチックや金属を使用する代わりに、3D バイオプリンターは (ご想像のとおり) 幹細胞を建築材料として使用します。

幹細胞を収集して成長させる全体的なプロセスは、火傷の犠牲者の例で概説したプロセスと同じです。しかし、十分な量の幹細胞が成長したら、それらを 3D プリンターに供給して、皮膚、耳、骨の交換など、ほとんどの 3D 有機形状を形成することができます。器官を印刷する.

これらの 3D プリント臓器は、前述の人工臓器インプラントに代わる有機的な組織工学の高度な形態です。そして、これらの人工臓器と同様に、これらの印刷された臓器は、いつか臓器提供の不足を減らすでしょう.

とは言うものの、これらの印刷された臓器は、より正確で安価な医薬品やワクチンの治験に使用できるため、製薬業界にも追加の利点をもたらします。また、これらの臓器は患者自身の幹細胞を使用して印刷されるため、患者の免疫系がこれらの臓器を拒絶するリスクは、人間、動物、および特定の機械的インプラントから提供された臓器と比較して大幅に低下します.

さらに将来的には、2040 年代までに、高度な 3D バイオプリンターが手足全体を印刷し、切断者の切り株に再び取り付けることができるようになり、それによって義肢は時代遅れになります。

遺伝子治療

遺伝子治療により、科学は自然を改ざんし始めます。これは、遺伝性疾患を是正するために設計された治療法です。

簡単に説明すると、遺伝子治療には、ゲノム (DNA) の配列を決定することが含まれます。次に、病気を引き起こしている欠陥のある遺伝子を見つけるために分析します。次に、これらの欠陥を健康な遺伝子に置き換えるために変更/編集されます（現在は、前の章で説明した CRISPR ツールを使用しています）。そして最後に、今では健康になった遺伝子を体内に再導入して、その病気を治します.

遺伝子治療が完成すれば、がん、エイズ、嚢胞性線維症、血友病、糖尿病、心臓病などのさまざまな病気を治すことができ、難聴.

遺伝子工学

遺伝子工学のヘルスケアへの応用は、真のグレーゾーンに入ります。技術的に言えば、幹細胞の開発と遺伝子治療は、軽度ではありますが、それ自体が遺伝子工学の一形態です。しかし、ほとんどの人が関心を持つ遺伝子工学の応用には、ヒトのクローン作成やデザイナーベイビーや超人への応用が含まれます。

これらのトピックは、人類進化の未来シリーズに残します。しかし、この章の目的のために、議論の余地のない遺伝子工学アプリケーションが XNUMX つあります。

現在、United Therapeutics のような企業は、遺伝子組み換え豚ヒトの遺伝子を含む器官を持っています。これらのヒト遺伝子を追加する理由は、これらのブタの臓器が、移植されたヒトの免疫系によって拒絶されるのを避けるためです.

成功すれば、動物から人間への「異種移植」のためのほぼ無制限の量の代替臓器を供給するために、家畜を大規模に成長させることができます。これは、上記の人工および 3D 印刷された臓器に代わるものであり、人工臓器よりも安価であり、3D 印刷された臓器よりも技術的に優れているという利点があります。とはいえ、この形態の臓器生産に反対する倫理的および宗教的理由を持つ人々の数は、この技術が真に主流になることは決してないだろう.