سلامت نیوز : طی سال‌های گذشته، محققان به پیشرفت‌ قابل توجهی در زمینه‌های زیست‌شناسی، الكترونیك و ژنتیك انسان دست یافته‌اند و به كمك آنها توانسته‌اند، ابزارهای جدیدی را برای محافظت و ارتقای سلامت بشر به خدمت بگیرند. فناوری‌های پزشكی و تجزیه اطلاعات پیچیده، از محدوده‌های سنتی بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌ها فراتر رفته و وارد زندگی امروزی بشر شده‌ است.

به گزارش سلامت نیوز به نقل از جام جم ؛ پزشكان آینده قادر خواهند بود، به جای انجام آزمایش‌های مختلف بالینی و آزمون و خطا روی انسان، از این ابزارها برای بررسی دقیق بیماران و درك میزان پاسخگویی فرد به درمانی خاص استفاده كنند.

پیشرفت‌های صورت گرفته در كوچك‌سازی‌ تراشه‌های رایانه‌ای، مهندسی زیستی و علوم مواد، زمینه را برای تولید ابزارها و وسایل نوین كاربردی فراهم كرده كه می‌توانند جایگزین ارگان‌های حیاتی بدن مانند چشم یا لوزالمعده شده، یا به عملكرد بهتر آنها كمك كنند.

انقلابی بزرگ در دنیای ژن‌ها

كار جمع‌آوری اطلاعات كامل برای ایجاد یك انسان ـ كه حدود 20 سال پیش آغاز شد ـ بسیار زمانبر و پرهزینه بود. در نهایت حدود سال 2003، نخستین توالی ژنوم انسانی تهیه شد، ولی این پیشرفت مهم هنوز نیاز به تحقیق و بررسی دارد.

شكاف‌های زیادی در نقشه وراثت انسان وجود دارد كه سرنوشت ژنتیك بشر را تعیین می‌كند و باید این خلأ‌ها پر شود.

محققان جعبه‌ای را در ابعاد یك دستگاه پرینتر اختراع كرده‌اند كه توالی كامل ژنتیك یك نفر را در عرض چند ساعت در اختیار شما قرار می‌دهد و هزینه آن با هزینه خرید یك تلویزیون پلاسمای شیك برابری می‌كند.

پزشكان از این طریق می‌توانند بیماری‌های قلبی و سرطان یا بیماری‌های وابسته به ژنتیك فردی را درمان كنند، ولی این روش بیش از حد توسعه‌یافته و گاهی افراد قادر به درك آن به عنوان یكی از ابزارهای پزشكی نیستند.

مشكل اصلی این است كه این فناوری، سریع‌تر از توانایی درك پزشكان از نتایج به دست آمده رشد كرده است. به عنوان مثال، پزشكان باید الگوی ژنتیك یك فرد را با الگوهای ژنتیك افراد مختلف مقایسه كنند تا الگوهای شاخص بیماری و الگوهای سالم را تشخیص دهند.

بعلاوه بسیاری از بیماری‌ها بر اثر جهش‌های ژنتیك نادر اتفاق افتاده‌ است كه هنوز شناسایی نشده و همانند معمایی حل نشده باقی مانده‌ است.

دید مصنوعی با چشم زیستی

نبود امكانات مناسب با شرایط نابینایان در جامعه، بزرگ‌ترین معضلی است كه نابینایان با آن دست به گریبان‌اند. كاشت یك تراشه الكتریكی نازك در چشم، به موفقیت قابل توجهی انجامیده است.

كاشت این ریزتراشه در افرادی كه گیرنده‌های نوری شبكیه چشم آنها صدمه دیده، جایگزینی برای این خلأ خواهد بود.

با كمك این تراشه افراد نابینا قادر خواهند بود، نامه‌های نوشته شده با كلمات درشت را بخوانند، به افراد نزدیك شده و افراد را تشخیص دهند.

در ماه‌های اولیه طراحی و استفاده از این تراشه، محققان مجبور بودند به دلیل احتمال بروز عفونت پوستی، آن را پس از سه ماه خارج كنند.

این تراشه از طریق یك بسته باتری خروجی جیبی در چشم از طریق كابل كوچك متصل به پوست، تقویت می‌شد كه زخم بزرگی را در پوست ایجاد می‌كرد.

علاوه بر این، افرادی كه از این تراشه استفاده می‌كردند، باید نزدیك مانیتوری قرار می‌گرفتند كه به طور بی‌سیم فركانس تكانه‌های الكتریكی را كنترل كند.

رفته‌رفته محققان این تراشه را پیشرفته‌تر و قابلیت حمل آن را بهتر كردند.

گیرنده‌های نوری مصنوعی ممكن است، در هر نوع نابینایی ناشی از نقص در گیرنده‌های نوری مفید باشد، ولی در مواردی چون آب سیاه یا ضعف عصب بینایی مؤثر نخواهد بود.

گروه دیگری از محققان از پیوند شبكیه در اصلاح نابینایی استفاده كردند كه با وجود عملكرد متفاوت، التهاب رنگدانه‌های شبكیه را درمان می‌كند حتی برگرداندن این حد از قدرت بینایی هم ارزشمند است و هزینه گرانی را شامل می‌شود به طوری كه این روش درمانی برای هر چشم حدود صد هزار دلار هزینه در بر دارد و امید می‌رود روش پیوند شبكیه در سال‌های آینده به طور گسترده مورد استفاده افراد نابینا قرار گیرد.

سرطان را در نطفه خفه كنیم

مهندسان زیستی در حال تولید نانو ذرات مهندسی شده‌ای برای شناسایی سلول‌های سرطانی در نخستین مراحل هستند.

محققان به این نتیجه رسیده‌اند كه ذرات ریز نانویی قادرند بزرگ‌ترین مشكل پزشكی را حل كنند. این ذرات به اندازه‌ای ریزند كه حدود 500 ذره از آنها را می‌توان روی پهنای یك رشته مو قرار داد.

دانشمندان با كار روی این ذرات در تلاشند تا با فرستادن داروها به قسمت‌های خاصی از بدن، تصاویر دقیق‌تری از اندام‌های داخلی به دست آورند.

در حال حاضر محققان از این ذرات به منظور شناسایی سلول‌‌های سرطانی نهفته استفاده می‌كنند. وسایل تصویربرداری استانداردی كه در حال حاضر وجود دارند زمانی تومورها را شناسایی می‌كند كه تا حد كافی برای تشخیص در اسكن بزرگ شده باشد.

نانو ذرات قادرند یك سلول سرطانی را در نمونه‌ای از 10 میلیون سلول سالم شناسایی كنند. آزمایش‌هایی كه روی نانو ذرات در شناسایی تومورهای سرطان سینه صورت گرفت، نشان داد كه داروهای نانویی می‌توانند، تومورها را تا صد برابر كوچك‌تر از زمانی كه از طریق ماموگرافی قابل شناسایی هستند، تشخیص دهند.

این نانو ذرات كه به مواد ژنتیك یا پروتئین‌های خاص سرطانی مجهز شده‌اند، می‌توانند به پزشكان در تمایز رشد تومورهای بدخیم و التهاب‌های طبیعی یا زخم‌های خوش‌خیم كمك كنند.

پژوهشگران بتازگی توانسته‌اند نانو ذراتی طراحی كنند كه قادرند وجود عروق خونی تازه تغذیه‌كننده و كمك‌كننده به رشد تومورها را ردیابی كرده، تشخیص دهند. رشد چنین عروق خونی عموما در بافت‌های غیرسرطانی به چشم نمی‌خورد. این فناوری جدید به پزشكان كمك می‌كند تا از سرعت رشد تومورهای سرطانی و تهاجمی بودن درمان‌ها مطلع شوند.

محققان به عنوان نمونه، روی سرطان روده بزرگ كار می‌كنند و از نانو ذرات ساخته شده از طلا و سیلیسیوم استفاده و مولكول‌هایی را اضافه كردند كه ذرات را در سلول‌های سرطانی خاص جای‌گذاری می‌كنند.

زمانی كه مولكول‌های هدف به توموری در روده بزرگ اتصال پیدا می‌كند، مواد معدنی نانو ذرات نور را از اندوسكوپ ویژه جدا می‌كند و تسلیم سرطان می‌شود.

همچنان آزمایش روی تولید نانو ذراتی كه مشخص كردن تومورها در ام ‌آر ‌آی و سایر اسكن‌ها و حتی فرستادن داروی سرطان را به‌طور همزمان انجام دهند، ادامه دارد. این فناوری درصد موفقیت‌آمیز بودن درمان و تاثیر درمان در محل مورد نظر را به پزشكان نشان می‌دهد.

ابزارهای هوشمند قابل كاشت

مهندسان زیست پزشكی مانیتورهای كوچك و قابل كاشتی تولید كرده‌اند كه بهترین روش درمان ناراحتی‌های مزمن بیماران قلبی و دیابتی را تشخیص می‌دهد.

برخی از این ابزارها كه اطلاعات را به طور بی‌سیم از مناطق اصلی بدن یا خون به دریافت‌كننده‌های خارجی مخابره می‌كند، به طور بالینی در حال آزمایش هستند.

در نهایت مانیتورهای كاشته شده نقش بسیار فعالی در روند درمان ایفا كرده، نه تنها به خودی خود وضع خطرناك بی‌نظمی‌های قلبی را تشخیص می‌دهند، بلكه بیمار را به زندگی برمی‌گردانند.

تشخیص حملات قلبی: یكی از این ابزارها، مربوط به پیش‌بینی حملات قلبی است. این دستگاه به اندازه دستگاه تنظیم‌كننده ضربان قلب است و ضربان قلب را بدقت مورد بررسی قرار می‌دهد و به گونه‌ای تنظیم شده كه الگوی غیرعادی قلب مانند افزایش سریع ضربان یا ضربان غیرمنظم را در افرادی كنترل می‌كند كه از حملات قلبی جان سالم به در برده و در معرض حملات بعدی هستند، ولی فاقد دستگاه تنظیم‌كننده ضربان قلب‌اند.

چنانچه دستگاه، وقوع حمله قلبی دیگری را خبر دهد، شروع به لرزش كرده، پیجر خارجی صدا می‌كند و خاموش و روشن می‌شود و به بیمار و دیگران هشدار می‌دهد كه به دنبال كمك باشند. برای این كه دستگاه علامت هشدار اشتباه ندهد، باید ظرف كمتر از یك دقیقه و قبل از مخابره علامت هشدار، این سیگنال اشتباه شناسایی شود.

جزئیاتی را كه این دستگاه از وضع قلبی بیمار جمع‌آوری كرده، می‌توان به صورت بی‌سیم برای تجزیه و تحلیل اطلاعات به كامپیوتر انتقال داد.

در صورتی كه مانیتور هنگام فرستادن نتایج ثبت شده ضربان قلب به پزشك، علائم ایست قلبی یا بی‌نظمی‌های خطرناك ضربان قلب را دریافت كند، این فناوری تركیبی به دستگاه اجازه می‌دهد جریان الكتریكی به قلب بفرستد.

میزان غیرطبیعی قند خون: سنسور جدید قابل كاشت قند خون می‌تواند، روزانه میلیون‌ها بیمار دیابتی را به طور غیرمستقیم و بی‌سیم به سیستم كنترل‌كننده متصل كند.

این دستگاه زیر پوست بیمار دیابتی قرار گرفته، میزان قند را كه با میزان قند خون او رابطه نزدیكی دارد، به طور مرتب بررسی می‌كند. نتایجی كه این دستگاه به دست می‌آورد، بسیار دقیق است و نسبت به كنترل قند از طریق آزمایش خون، اطلاعات كامل‌تری از وضع بیمار برای تجویز دوز و زمان‌بندی انسولین در اختیار پزشك قرار می‌دهد.

از طرف دیگر به دلیل قرار گرفتن سنسور زیر پوست، نگهداری از آن نسبت به مانیتورهای خارجی آسان‌تر است. از آنجا كه درمان بیماری‌های مزمنی چون دیابت در گرو بررسی و كنترل مداوم، تشخیص و به حد مطلوب رساندن سیگنال‌های ارسالی از دستگاه است، داشتن یك وسیله بی‌سیم كه اطلاعات بسیاری را با صرف هزینه كم ارائه كند، نتایج بسیار خوبی به همراه خواهد داشت.

سنسورهای بی‌سیم در آینده عملكرد دقیق‌تری پیدا خواهند كرد. محققان ابزار باریك و قابل انعطافی ساخته‌اند كه همانند خالكوبی موقت روی پوست یا داخل بدن عمل می‌كند و اطلاعات به دست آمده از ضربان قلب، انقباضات عضلانی و حتی امواج مغزی را جمع‌آوری می‌كند.

بزودی تركیب دستگاه‌های كنترل‌كننده بی‌سیم اندام‌های داخلی با قابلیت انعطاف و جایگیری كه داخل بدن دارند، اطلاعات لحظه‌ای را درخصوص شرایط مزمن بیماری و درصد دشواری مدیریت این وضع در اختیار بیمار و پزشك معالج قرار خواهند داد.

تشخیص بیماری‌های روانی با آزمایش خون

محققان در تلاشند، به متخصصان روان‌شناس كمك كنند كه برخی اختلالات شدید روانی همچون شیزوفرنی و افسردگی را با روشی جدید تشخیص دهند.

این گروه از محققان، حدود 15 سال روی خون و مغز بیماران مبتلا به شیزوفرنی و اختلال دوقطبی كار كرده و در این مدت دنبال پروتئینی بودند كه پدیدآورنده چنین حالات روانی در این دسته از بیماران بود.

محققان از مولكول‌های موسوم به شاخص‌های زیستی به‌عنوان روشی عملی‌تر نسبت به روش‌های معمول به منظور شناسایی بیماری‌های روانی استفاده می‌كنند و تشخیص آن از رفتارهای خود بیماران صورت می‌گیرد.

اگرچه این شاخص‌های زیستی، یك نوع روش تشخیصی برای بیماری‌های مزمن به شمار می‌رود، در شناسایی دیابت و بیماری‌های قلبی موثر نیست، ولی راه بسیار موثری در تشخیص بیماری‌های روانی محسوب می‌شود.

در آینده‌ای نزدیك، شاخص‌های زیستی جزء لازم و جدایی‌ناپذیر ابزارهای تشخیصی متخصصان روان‌شناس به شمار می‌رود. محققان بافت مغزی مردان و زنان مبتلا به شیزوفرنی را كه جان خود را از دست داده بودند، مورد بررسی قرار دادند.

آنها دریافتند كه بافت مغز افراد سالم در مقایسه با افراد مورد مطالعه مبتلا به شیزوفرنی از افزایش یا كاهش 50 نوع پروتئین رنج می‌برد. 19 نوع از این پروتئین‌ها در عملكرد مولكول‌های تولیدكننده انرژی در سلول دخیل هستند.

یافته‌های دیگر حاكی است، نورون‌های مغز افراد مبتلا به شیزوفرنی قادر به استفاده موثر از قند خون نبوده، از مولكول متفاوت دیگری به‌عنوان منبع انرژی بهره می‌برد.

پژوهشگران سال 2006 تفاوت‌های مشابه زیست شیمیایی را در مایع مغزی نخاعی و خون افراد زنده مبتلا به شیزوفرنی یافتند. در نهایت توانستند با دقت 80 درصدی در خون افراد مبتلا به شیزوفرنی و افراد سالم، تفاوتی به میزان 51 پروتئین بیابند.

این گروه از شاخص‌های زیستی حاوی هورمون استرس كورتیزول و پروتئینی هستند كه رشد نورون‌های جدید را به عنوان برقراركننده ارتباطات تازه بین نورون‌های موجود ایجاد می‌كنند بنابراین آزمایش خون موسوم به «وری سایك» میزان پروتئین‌های مختلف شناسایی شده را اندازه‌گیری و به تشخیص شیزوفرنی كمك می‌كند.

اگرچه این آزمایش خون هنوز از سازمان غذا و داروی آمریكا مجوز رسمی دریافت نكرده، ولی پزشكان این مجوز را دارند كه به عنوان بخشی از روند تشخیصی از آن استفاده كنند.

از سوی دیگر، برخی محققان آزمایش شاخص زیستی دیگری برای تشخیص بیماری افسردگی ابداع كرده‌اند كه اختلالات شدید افسردگی را بدقت تشخیص می‌دهد. این آزمایش، در خون افراد به دنبال 10 شاخص زیستی می‌گردد.