Anul trecut a fost foarte fructuos pentru știință. Progrese deosebite pe care oamenii de știință le-au obținut în domeniul medicinei. Omenirea a făcut descoperiri uimitoare, descoperiri științifice și a creat multe medicamente utile care cu siguranță vor fi disponibile gratuit în curând. Vă invităm să vă familiarizați cu cele mai uimitoare zece descoperiri medicale din 2015, care cu siguranță vor aduce o contribuție serioasă la dezvoltarea serviciilor medicale în viitorul foarte apropiat.

Descoperirea teixobactinei

În 2014, Organizația Mondială a Sănătății a avertizat pe toată lumea că omenirea intră în așa-numita era post-antibiotică. Și într-adevăr, avea dreptate. Știința și medicina nu au produs, într-adevăr, noi tipuri de antibiotice din 1987. Cu toate acestea, bolile nu stau pe loc. În fiecare an, apar noi infecții care sunt mai rezistente la medicamentele existente. A devenit o problemă reală a lumii. Cu toate acestea, în 2015, oamenii de știință au făcut o descoperire care, în opinia lor, va aduce schimbări dramatice.

Oamenii de știință au descoperit o nouă clasă de antibiotice din 25 de antimicrobiene, inclusiv una foarte importantă numită teixobactin. Acest antibiotic distruge microbii blocându-le capacitatea de a produce noi celule. Cu alte cuvinte, microbii sub influența acestui medicament nu pot dezvolta și dezvolta rezistență la medicament în timp. Teixobactin s-a dovedit acum a fi foarte eficient împotriva Staphylococcus aureus rezistent și a mai multor bacterii care cauzează tuberculoza.

Testele de laborator ale teixobactinei au fost efectuate pe șoareci. Marea majoritate a experimentelor au demonstrat eficacitatea medicamentului. Testele pe oameni urmează să înceapă în 2017.

Medicii au crescut corzi vocale noi

Una dintre cele mai interesante și promițătoare domenii din medicină este regenerarea țesuturilor. În 2015, un nou articol a fost adăugat la lista de organe recreate artificial. Medicii de la Universitatea din Wisconsin au învățat să crească corzile vocale umane, de fapt, din nimic.
Un grup de oameni de știință condus de Dr. Nathan Welhan a realizat bioinginerie pentru a crea un țesut care poate imita activitatea membranei mucoase a corzilor vocale, și anume acel țesut, care este reprezentat de doi lobi ai corzilor, care vibrează pentru a crea vorbirea umană. . Celulele donatoare, din care au fost ulterior crescute noi ligamente, au fost prelevate de la cinci pacienți voluntari. În laborator, în două săptămâni, oamenii de știință au crescut țesutul necesar, după care l-au adăugat la un model artificial de laringe.

Sunetul creat de corzile vocale rezultate este descris de oamenii de știință ca fiind metalic și comparat cu sunetul unui kazoo robot (un instrument muzical de suflat de jucărie). Cu toate acestea, oamenii de știință sunt încrezători că corzile vocale pe care le-au creat în condiții reale (adică atunci când sunt implantate într-un organism viu) vor suna aproape ca cele reale.

Într-unul dintre cele mai recente experimente pe șoareci de laborator grefați cu imunitate umană, cercetătorii au decis să testeze dacă corpul rozătoarelor va respinge noul țesut. Din fericire, acest lucru nu s-a întâmplat. Dr. Welham este încrezător că nici țesutul nu va fi respins de corpul uman.

Medicamentul împotriva cancerului ar putea ajuta pacienții cu Parkinson

Tisinga (sau nilotinib) este un medicament testat și aprobat, utilizat în mod obișnuit pentru a trata persoanele cu semne de leucemie. Cu toate acestea, un nou studiu realizat de Centrul Medical al Universității Georgetown arată că medicamentul Tasinga poate fi un instrument foarte puternic pentru controlul simptomelor motorii la persoanele cu boala Parkinson, îmbunătățind funcția motorie a acestora și controlând simptomele non-motorii ale bolii.

Fernando Pagan, unul dintre medicii care a efectuat acest studiu, consideră că terapia cu nilotinib poate fi prima metodă eficientă de acest fel pentru a reduce degradarea funcției cognitive și motorii la pacienții cu boli neurodegenerative precum boala Parkinson.

Oamenii de știință au administrat doze crescute de nilotinib la 12 pacienți voluntari timp de șase luni. Toți cei 12 pacienți care au finalizat acest studiu al medicamentului până la sfârșit, a existat o îmbunătățire a funcțiilor motorii. 10 dintre ele au prezentat o îmbunătățire semnificativă.

Obiectivul principal al acestui studiu a fost testarea siguranței și a inofensivității nilotinibului la om. Doza de medicament utilizată a fost mult mai mică decât doza administrată de obicei pacienților cu leucemie. În ciuda faptului că medicamentul și-a arătat eficacitatea, studiul a fost încă efectuat pe un grup mic de oameni, fără a implica grupuri de control. Prin urmare, înainte ca Tasinga să fie utilizat ca terapie pentru boala Parkinson, vor trebui făcute mai multe studii și studii științifice.

Primul cufăr imprimat 3D din lume

În ultimii câțiva ani, tehnologia de imprimare 3D a pătruns în multe domenii, ducând la descoperiri uimitoare, dezvoltări și noi metode de producție. În 2015, medicii de la Spitalul Universitar Salamanca din Spania au efectuat prima intervenție chirurgicală din lume pentru a înlocui pieptul deteriorat al unui pacient cu o nouă proteză imprimată 3D.

Bărbatul suferea de un tip rar de sarcom, iar medicii nu au avut altă opțiune. Pentru a evita răspândirea tumorii mai mult în tot corpul, experții au îndepărtat aproape întregul stern de la o persoană și au înlocuit oasele cu un implant de titan.

De regulă, implanturile pentru părți mari ale scheletului sunt realizate dintr-o mare varietate de materiale, care se pot uza în timp. În plus, înlocuirea unei astfel de articulații complexe a oaselor precum oasele sternului, care sunt de obicei unice în fiecare caz individual, a impus medicilor să scaneze cu atenție sternul unei persoane pentru a proiecta un implant de dimensiunea potrivită.

S-a decis să se folosească un aliaj de titan ca material pentru noul stern. După ce au efectuat scanări CT 3D de înaltă precizie, oamenii de știință au folosit o imprimantă Arcam de 1,3 milioane de dolari pentru a crea un nou cufăr din titan. Operația de instalare a unui nou stern pentru pacient a avut succes, iar persoana respectivă a finalizat deja un curs complet de reabilitare.

De la celulele pielii la celulele creierului

Oamenii de știință de la Institutul Salk din California din La Jolla au dedicat anul trecut cercetării asupra creierului uman. Ei au dezvoltat o metodă de transformare a celulelor pielii în celule ale creierului și au găsit deja câteva aplicații utile pentru noua tehnologie.

Trebuie remarcat faptul că oamenii de știință au găsit o modalitate de a transforma celulele pielii în celule vechi ale creierului, ceea ce simplifică utilizarea lor ulterioară, de exemplu, în cercetările privind bolile Alzheimer și Parkinson și relația lor cu efectele îmbătrânirii. Din punct de vedere istoric, celulele creierului animal au fost folosite pentru astfel de cercetări, cu toate acestea, oamenii de știință, în acest caz, au fost limitate în capacități.

Mai recent, oamenii de știință au reușit să transforme celulele stem în celule cerebrale care pot fi folosite pentru cercetare. Cu toate acestea, acesta este un proces destul de laborios, iar rezultatul este celulele care nu sunt capabile să imite activitatea creierului unei persoane în vârstă.

Odată ce cercetătorii au dezvoltat o modalitate de a crea artificial celule cerebrale, și-au îndreptat atenția către crearea de neuroni care ar avea capacitatea de a produce serotonină. Și, deși celulele rezultate au doar o mică parte din capacitățile creierului uman, ele ajută în mod activ oamenii de știință în cercetare și găsirea de remedii pentru boli și tulburări precum autismul, schizofrenia și depresia.

Pastile contraceptive pentru barbati

Oamenii de știință japonezi de la Institutul de Cercetare a Bolilor Microbiene din Osaka au publicat o nouă lucrare științifică, conform căreia, într-un viitor nu prea îndepărtat, vom putea produce pilule contraceptive reale pentru bărbați. În munca lor, oamenii de știință descriu studii ale medicamentelor „Tacrolimus” și „Cyxlosporin A”.

De obicei, aceste medicamente sunt folosite după transplanturile de organe pentru a suprima sistemul imunitar al organismului, astfel încât acesta să nu respingă noul țesut. Blocarea apare din cauza inhibării producției de enzimă calcineurină, care conține proteinele PPP3R2 și PPP3CC care se găsesc în mod normal în materialul seminal masculin.

În studiul lor pe șoareci de laborator, oamenii de știință au descoperit că, de îndată ce proteina PPP3CC nu este produsă în organismele rozătoarelor, funcțiile lor de reproducere sunt reduse drastic. Acest lucru i-a determinat pe cercetători să concluzioneze că o cantitate insuficientă din această proteină poate duce la sterilitate. După un studiu mai atent, experții au ajuns la concluzia că această proteină oferă spermatozoidului flexibilitatea și puterea și energia necesare pentru a pătrunde în membrana ovulului.

Testarea pe șoareci sănătoși a confirmat doar descoperirea lor. Doar cinci zile de utilizare a medicamentelor „Tacrolimus” și „Cyxlosporin A” au dus la infertilitatea completă a șoarecilor. Cu toate acestea, funcția lor de reproducere a fost complet restabilită la doar o săptămână după ce au încetat să mai administreze aceste medicamente. Este important să rețineți că calcineurina nu este un hormon, astfel încât utilizarea medicamentelor nu reduce în niciun fel dorința sexuală și excitabilitatea organismului.

În ciuda rezultatelor promițătoare, va dura câțiva ani pentru a crea pilule contraceptive masculine reale. Aproximativ 80% din studiile la șoareci nu sunt aplicabile cazurilor umane. Cu toate acestea, oamenii de știință încă speră la succes, deoarece eficacitatea medicamentelor a fost dovedită. În plus, medicamente similare au trecut deja studiile clinice umane și sunt utilizate pe scară largă.

Sigiliu ADN

Tehnologiile de imprimare 3D au creat o nouă industrie unică - imprimarea și vânzarea ADN-ului. Adevărat, termenul „imprimare” aici este mai probabil să fie folosit în mod specific în scopuri comerciale și nu descrie neapărat ceea ce se întâmplă de fapt în acest domeniu.

Directorul executiv al Cambrian Genomics explică că procesul este cel mai bine descris prin sintagma „verificarea erorilor” mai degrabă decât „imprimare”. Milioane de bucăți de ADN sunt plasate pe substraturi metalice minuscule și scanate de un computer, care selectează firele care vor alcătui în cele din urmă întreaga catena de ADN. După aceea, conexiunile necesare sunt tăiate cu grijă cu un laser și plasate într-un lanț nou, comandat în prealabil de client.

Companii precum Cambrian cred că în viitor oamenii vor putea crea noi organisme doar pentru distracție cu hardware și software special pentru computer. Desigur, astfel de presupuneri vor provoca imediat mânia dreaptă a oamenilor care se îndoiesc de corectitudinea etică și utilitatea practică a acestor studii și oportunități, dar mai devreme sau mai târziu, indiferent cum ne-am dori sau nu, vom ajunge la asta.

Acum, imprimarea ADN-ului arată puține promițători în domeniul medical. Producătorii de medicamente și companiile de cercetare sunt printre primii clienți pentru companii precum Cambrian.

Cercetătorii de la Institutul Karolinska din Suedia au făcut un pas mai departe și au început să creeze diverse figurine din firele de ADN. Origami ADN, așa cum îl numesc ei, poate părea la prima vedere un răsfăț obișnuit, cu toate acestea, această tehnologie are și un potențial practic de utilizare. De exemplu, poate fi utilizat în livrarea de medicamente către organism.

Nanoboții într-un organism viu

La începutul anului 2015, domeniul roboticii a câștigat o mare victorie atunci când un grup de cercetători de la Universitatea din California, San Diego a anunțat că au efectuat primele teste de succes folosind nanoboți care își îndeplineau sarcina din interiorul unui organism viu.

În acest caz, șoarecii de laborator au acționat ca un organism viu. După ce au plasat nanoboții în interiorul animalelor, micromașinile au mers în stomacul rozătoarelor și au livrat încărcătura așezată pe ele, care erau particule microscopice de aur. Până la sfârșitul procedurii, oamenii de știință nu au observat nicio deteriorare a organelor interne ale șoarecilor și, astfel, au confirmat utilitatea, siguranța și eficacitatea nanoboților.

Teste ulterioare au arătat că mai multe particule de aur livrate de nanoboți rămân în stomac decât cele care au fost pur și simplu introduse acolo cu o masă. Acest lucru i-a determinat pe oamenii de știință să creadă că nanoboții în viitor vor fi capabili să livreze medicamentele necesare în organism mult mai eficient decât prin metode mai tradiționale de introducere a acestora.

Lanțul motor al roboților minusculi este fabricat din zinc. Când vine în contact cu mediul acido-bazic al corpului, are loc o reacție chimică care produce bule de hidrogen care propulsează nanoboții în interior. După ceva timp, nanoboții se dizolvă pur și simplu în mediul acid al stomacului.

Deși tehnologia a fost în dezvoltare de aproape un deceniu, abia în 2015 oamenii de știință au reușit să o testeze efectiv într-un mediu de viață, mai degrabă decât în ​​cutii Petri convenționale, așa cum se făcuse de atâtea ori înainte. În viitor, nanoboții pot fi utilizați pentru a detecta și chiar a trata diferite boli ale organelor interne prin influențarea celulelor individuale cu medicamentele potrivite.

Nanoimplant cerebral injectabil

O echipă de oameni de știință de la Harvard a dezvoltat un implant care promite să trateze o serie de tulburări neurodegenerative care duc la paralizie. Implantul este un dispozitiv electronic format dintr-un cadru universal (plasă), la care pot fi conectate ulterior diferite nanodispozitive după ce a fost introdus în creierul pacientului. Datorită implantului, va fi posibilă monitorizarea activității neuronale a creierului, stimularea activității anumitor țesuturi și, de asemenea, accelerarea regenerarii neuronilor.

Rețeaua electronică constă din filamente polimerice conductoare, tranzistori sau nanoelectrozi care conectează intersecțiile. Aproape întreaga zonă a rețelei este formată din găuri, ceea ce permite celulelor vii să formeze noi conexiuni în jurul acesteia.

Până la începutul lui 2016, o echipă de oameni de știință de la Harvard încă testează siguranța utilizării unui astfel de implant. De exemplu, doi șoareci au fost implantați în creier cu un dispozitiv format din 16 componente electrice. Dispozitivele au fost folosite cu succes pentru monitorizarea și stimularea anumitor neuroni.

Producția artificială de tetrahidrocannabinol

De mulți ani, marijuana a fost folosită în scopuri medicinale ca analgezic și, în special, pentru a îmbunătăți starea pacienților cu cancer și SIDA. În medicină, un înlocuitor sintetic al marijuanei, sau mai degrabă principala sa componentă psihoactivă, tetrahidrocannabinol (sau THC), este de asemenea utilizat în mod activ.

Cu toate acestea, biochimiștii de la Universitatea Tehnică din Dortmund au anunțat crearea unei noi specii de drojdie care produce THC. Mai mult, date nepublicate indică faptul că aceiași oameni de știință au creat un alt tip de drojdie care produce canabidiol, un alt ingredient psihoactiv din marijuana.

Marijuana conține mai mulți compuși moleculari care sunt de interes pentru cercetători. Prin urmare, descoperirea unei modalități artificiale eficiente de a crea aceste componente în cantități mari ar putea fi de mare beneficiu pentru medicină. Cu toate acestea, metoda de cultivare convențională a plantelor și apoi de extragere a compușilor moleculari necesari este acum cea mai eficientă modalitate. În 30% din greutatea uscată a marijuanei moderne poate conține componenta potrivită de THC.

În ciuda acestui fapt, oamenii de știință de la Dortmund sunt încrezători că vor putea găsi o modalitate mai eficientă și mai rapidă de a extrage THC în viitor. Până acum, drojdia creată este re-crește pe molecule ale aceleiași ciuperci, în locul alternativei preferate sub formă de zaharide simple. Toate acestea duc la faptul că cu fiecare nou lot de drojdie scade și cantitatea de componentă THC liberă.

În viitor, oamenii de știință promit să eficientizeze procesul, să maximizeze producția de THC și să se extindă la uz industrial, ceea ce va satisface în cele din urmă nevoile cercetării medicale și ale autorităților europene de reglementare care caută noi modalități de a produce THC fără a cultiva marijuana în sine.

Doctor în științe biologice Y. PETRENKO.

În urmă cu câțiva ani, la Universitatea de Stat din Moscova a fost deschisă Facultatea de Medicină Fundamentală, care pregătește doctori cu cunoștințe vaste în disciplinele naturale: matematică, fizică, chimie și biologie moleculară. Dar întrebarea cum sunt necesare cunoștințe fundamentale pentru un medic continuă să provoace dezbateri aprinse.

Știință și viață // Ilustrații

Printre simbolurile medicinei descrise pe frontoanele clădirii bibliotecii a Universității Medicale de Stat din Rusia se numără speranța și vindecarea.

O pictură murală din foaierul Universității de Stat Medicale din Rusia, care îi înfățișează pe marii doctori ai trecutului, stând în gând la o masă lungă.

W. Gilbert (1544-1603), medic de curte al reginei Angliei, naturalist care a descoperit magnetismul terestru.

T. Jung (1773-1829), celebru medic și fizician englez, unul dintre creatorii teoriei ondulatorii a luminii.

J.-B. L. Foucault (1819-1868), medic francez pasionat de cercetarea fizică. Cu ajutorul unui pendul de 67 de metri, a dovedit rotația Pământului în jurul axei sale și a făcut multe descoperiri în domeniul opticii și magnetismului.

JR Mayer (1814-1878), medic german care a stabilit principiile de bază ale legii conservării energiei.

G. Helmholtz (1821-1894), doctor german, a studiat optica fiziologică și acustica, a formulat teoria energiei libere.

Este necesar să predam fizica viitorilor doctori? Recent, această întrebare a fost de îngrijorare pentru mulți, și nu doar pentru cei care formează profesioniști în domeniul medicinei. Ca de obicei, două opinii extreme există și se ciocnesc. Cei care sunt în favoarea desenează un tablou sumbru, care a fost rezultatul unei neglijeri a disciplinelor de bază în educație. Cei care sunt „împotrivă” consideră că o abordare umanitară ar trebui să domine în medicină și că un medic ar trebui să fie în primul rând psiholog.

CRIZA MEDICINII SI CRIZA SOCIETATII

Medicina teoretică și practică modernă a obținut un mare succes, iar cunoștințele fizice au ajutat-o ​​foarte mult în acest sens. Dar în articolele științifice și în jurnalism, vocile despre criza medicinei în general și a educației medicale în special nu încetează să sune. Există cu siguranță fapte care mărturisesc criza - aceasta este apariția vindecătorilor „divini” și renașterea metodelor de vindecare exotice. Vrăji precum „abracadabra” și amulete precum piciorul broaștei sunt din nou utilizate, ca în timpurile preistorice. Neovitalismul câștigă popularitate, unul dintre fondatorii căruia, Hans Driesch, credea că esența fenomenelor vieții este entelechia (un fel de suflet), care acționează în afara timpului și spațiului, și că lucrurile vii nu pot fi reduse la un set de elemente fizice. și fenomene chimice. Recunoașterea entelechiei ca forță vitală neagă importanța disciplinelor fizice și chimice pentru medicină.

Pot fi citate multe exemple despre modul în care ideile pseudoștiințifice înlocuiesc și înlocuiesc cunoștințele științifice autentice. De ce se întâmplă asta? Potrivit lui Francis Crick, laureat al premiului Nobel și descoperitor al structurii ADN-ului, atunci când o societate devine foarte bogată, tinerii manifestă o reticență față de muncă: preferă să trăiască o viață ușoară și să facă fleacuri precum astrologia. Acest lucru este valabil nu numai pentru țările bogate.

În ceea ce privește criza din medicină, aceasta poate fi depășită doar prin ridicarea nivelului de fundamentalitate. De obicei, se crede că fundamentalitatea este un nivel superior de generalizare a ideilor științifice, în acest caz, idei despre natura umană. Dar chiar și pe această cale se poate ajunge la paradoxuri, de exemplu, să se considere o persoană ca un obiect cuantic, abstragând complet de la procesele fizice și chimice care au loc în organism.

DOCTOR-GÂNDIT SAU DOCTOR-GURU?

Nimeni nu neagă că credința pacientului în vindecare joacă un rol important, uneori chiar decisiv (amintim efectul placebo). Deci de ce fel de medic are nevoie pacientul? Pronunțând cu încredere: „Veți fi sănătos” sau gândiți-vă mult timp ce medicament să alegeți pentru a obține efectul maxim și, în același timp, să nu faceți rău?

Potrivit memoriilor contemporanilor săi, celebrul om de știință, gânditor și medic englez Thomas Jung (1773-1829) a încremenit adesea în nehotărâre la patul pacientului, a ezitat în stabilirea unui diagnostic, a tăcut adesea mult timp, plonjând în se. A căutat sincer și dureros adevărul în subiectul cel mai complex și confuz, despre care a scris: "Nu există știință care să depășească medicina în complexitate. Ea depășește limitele minții umane".

Din punct de vedere al psihologiei, medicul-gânditor nu corespunde prea mult cu imaginea medicului ideal. Îi lipsesc curajul, aroganța, peremptorietatea, adesea caracteristice ignoranților. Probabil, aceasta este natura unei persoane: după ce s-a îmbolnăvit, bazați-vă pe acțiunile rapide și energice ale medicului și nu pe reflecție. Dar, după cum spunea Goethe, „nu există nimic mai teribil decât ignoranța activă”. Jung, ca medic, nu a dobândit o mare popularitate în rândul pacienților, dar printre colegii săi autoritatea sa era mare.

FIZICA ESTE CREATĂ DE MEDICI

Cunoaște-te pe tine și vei cunoaște întreaga lume. Primul este medicina, al doilea este fizica. Inițial, relația dintre medicină și fizică a fost strânsă; nu fără motiv s-au desfășurat congrese comune ale oamenilor de știință naturală și medicilor până la începutul secolului al XX-lea. Și, apropo, fizica a fost creată în mare măsură de medici, iar aceștia au fost adesea îndemnați să cerceteze de întrebările pe care le punea medicina.

Medicii-gânditorii antichității au fost primii care s-au gândit la întrebarea ce este căldura. Ei știau că sănătatea unei persoane este legată de căldura corpului său. Marele Galen (secolul II d.Hr.) a introdus conceptele de „temperatură” și „grad”, care au devenit fundamentale pentru fizică și alte discipline. Așa că doctorii antichității au pus bazele științei căldurii și au inventat primele termometre.

William Gilbert (1544-1603), medic al reginei Angliei, a studiat proprietățile magneților. El a numit Pământul un mare magnet, a demonstrat-o experimental și a venit cu un model pentru a descrie magnetismul pământului.

Thomas Jung, care a fost deja menționat, a fost un medic practicant, dar a făcut și mari descoperiri în multe domenii ale fizicii. El este considerat, pe bună dreptate, alături de Fresnel, creatorul opticii ondulate. Apropo, Jung a fost cel care a descoperit unul dintre defectele vizuale - daltonismul (incapacitatea de a distinge între culorile roșii și cele verzi). În mod ironic, această descoperire a imortalizat în medicină numele nu al medicului Jung, ci al fizicianului Dalton, care a fost primul care a descoperit acest defect.

Julius Robert Mayer (1814-1878), care a adus o contribuție uriașă la descoperirea legii conservării energiei, a servit ca medic pe nava olandeză Java. I-a tratat pe marinari cu vărsare de sânge, care era considerat la acea vreme un remediu pentru toate bolile. Cu această ocazie, chiar au glumit că medicii au eliberat mai mult sânge uman decât a fost vărsat pe câmpurile de luptă în întreaga istorie a omenirii. Meyer a remarcat că atunci când o navă se află la tropice, sângele venos este aproape la fel de ușor ca sângele arterial în timpul sângerării (de obicei sângele venos este mai închis). El a sugerat că corpul uman, ca un motor cu abur, la tropice, la temperaturi ridicate ale aerului, consumă mai puțin „combustibil”, și, prin urmare, emite mai puțin „fum”, astfel încât sângele venos se luminează. În plus, după ce s-a gândit la cuvintele unui navigator că în timpul furtunilor apa din mare se încălzește, Meyer a ajuns la concluzia că trebuie să existe o anumită relație între muncă și căldură peste tot. El a exprimat prevederile care au stat la baza legii conservării energiei.

Remarcabilul om de știință german Hermann Helmholtz (1821-1894), și el medic, independent de Mayer a formulat legea conservării energiei și a exprimat-o într-o formă matematică modernă, care este încă folosită de toți cei care studiază și folosesc fizica. În plus, Helmholtz a făcut mari descoperiri în domeniul fenomenelor electromagnetice, termodinamică, optică, acustică, precum și în fiziologia vederii, auzului, sistemelor nervoase și musculare, a inventat o serie de dispozitive importante. După ce a primit studii medicale și fiind medic profesionist, a încercat să aplice fizica și matematica cercetării fiziologice. La vârsta de 50 de ani, un medic profesionist a devenit profesor de fizică, iar în 1888 - director al Institutului de Fizică și Matematică din Berlin.

Medicul francez Jean-Louis Poiseuille (1799-1869) a studiat experimental puterea inimii ca pompă care pompează sângele și a investigat legile mișcării sângelui în vene și capilare. Rezumând rezultatele obținute, a derivat o formulă care s-a dovedit a fi extrem de importantă pentru fizică. Pentru serviciile oferite fizicii, unitatea de vâscozitate dinamică, echilibrul, poartă numele lui.

Imaginea care arată contribuția medicinei la dezvoltarea fizicii pare destul de convingătoare, dar la ea mai pot fi adăugate câteva lovituri. Orice automobilist a auzit de un cardan care transmite mișcarea de rotație în unghiuri diferite, dar puțini oameni știu că a fost inventat de medicul italian Gerolamo Cardano (1501-1576). Celebrul pendul Foucault, care păstrează planul de oscilație, poartă numele savantului francez Jean-Bernard-Leon Foucault (1819-1868), medic de educație. Celebrul medic rus Ivan Mihailovici Sechenov (1829-1905), al cărui nume îl poartă Academia Medicală de Stat din Moscova, a studiat chimia fizică și a stabilit o lege fizico-chimică importantă care descrie modificarea solubilității gazelor într-un mediu apos în funcție de prezență. de electroliți în ea. Această lege este încă studiată de studenți, și nu numai în școlile de medicină.

„NU ÎNȚELEGEM FORMULA!”

Spre deosebire de medicii din trecut, mulți studenți la medicină de astăzi pur și simplu nu înțeleg de ce li se predau științe. Îmi amintesc o poveste din practica mea. Tăcere intensă, studenții de secundă ai Facultății de Medicină Fundamentală a Universității de Stat din Moscova scriu un test. Tema este fotobiologia și aplicarea ei în medicină. Rețineți că abordările fotobiologice bazate pe principiile fizice și chimice ale acțiunii luminii asupra materiei sunt acum recunoscute ca fiind cele mai promițătoare pentru tratamentul bolilor oncologice. Ignorarea acestei secțiuni, elementele sale de bază este un prejudiciu grav în educația medicală. Întrebările nu sunt prea complicate, totul se încadrează în cadrul materialului de prelegeri și seminarii. Dar rezultatul este dezamăgitor: aproape jumătate dintre studenți au primit douăzeci. Și pentru toți cei care nu au făcut față sarcinii, un lucru este caracteristic - nu au predat fizica la școală și nici nu au predat-o prin mâneci. Pentru unii, acest subiect inspiră adevărată groază. Într-un teanc de foi de test, am dat peste o foaie de poezie. Eleva, neputând să răspundă la întrebări, s-a plâns în formă poetică că trebuie să înghesuie nu latină (chinul etern al studenților la medicină), ci fizică, iar la final a exclamat: „Ce să facem? Până la urmă, suntem medici. , nu putem înțelege formulele!" Tânăra poetesă, care în poeziile sale a numit controlul „apocalipsa”, nu a rezistat testului fizicii și, în cele din urmă, s-a transferat la Facultatea de Științe Umaniste.

Când studenții, viitorii doctori, operează un șobolan, nimănui nu i-ar trece prin cap să întrebe de ce este necesar acest lucru, deși organismele umane și cele ale șobolanului diferă destul de mult. De ce viitorii medici au nevoie de fizică nu este atât de evident. Dar poate un medic care nu înțelege legile de bază ale fizicii să lucreze competent cu cele mai complexe echipamente de diagnosticare cu care sunt „umplute” clinicile moderne? Apropo, mulți studenți, după ce au depășit primele eșecuri, încep să se angajeze în biofizică cu entuziasm. La sfârșitul anului universitar, când au fost subiecte precum „Sistemele moleculare și stările lor haotice”, „Noile principii analitice ale pH-metriei”, „Natura fizică a transformărilor chimice ale substanțelor”, „Reglarea antioxidantă a proceselor de peroxidare a lipidelor” studiat, studenții au scris: „Am descoperit legile fundamentale care determină baza vieții și, eventual, universul. Le-am descoperit nu pe baza unor construcții teoretice speculative, ci într-un experiment obiectiv real. Ne-a fost greu, dar interesant.” Poate că printre acești tipi există viitori Fedorov, Ilizarov, Shumakov.

„Cel mai bun mod de a studia ceva este să-l descoperi singur”, a spus fizicianul și scriitorul german Georg Lichtenberg. „Ceea ce ai fost forțat să te descoperi îți lasă în minte un drum pe care îl poți folosi din nou atunci când este nevoie.” Acest principiu de predare cel mai eficient este la fel de vechi ca lumea. Ea stă la baza „metodei socratice” și se numește principiul învățării active. Pe acest principiu se construiește predarea biofizicii la Facultatea de Medicină Fundamentală.

DEZVOLTAREA FUNDAMENTALITATII

Fundamentalitatea medicinei este cheia viabilității sale actuale și dezvoltării viitoare. Este posibil să atingem cu adevărat scopul considerând corpul ca un sistem de sisteme și urmând calea unei înțelegeri mai aprofundate a înțelegerii sale fizico-chimice. Dar educația medicală? Răspunsul este clar: creșterea nivelului de cunoștințe al studenților în domeniul fizicii și chimiei. În 1992, Facultatea de Medicină Fundamentală a fost înființată la Universitatea de Stat din Moscova. Scopul a fost nu numai acela de a returna medicina universității, ci și, fără a reduce calitatea pregătirii medicale, de a întări puternic baza de cunoștințe natural-științifice a viitorilor medici. O astfel de sarcină necesită o muncă intensă atât a profesorilor, cât și a elevilor. Se așteaptă ca studenții să aleagă în mod conștient medicina fundamentală în locul medicinei convenționale.

Chiar și mai devreme, o încercare serioasă în această direcție a fost crearea unei facultăți medico-biologice la Universitatea Medicală de Stat din Rusia. Timp de 30 de ani de activitate a facultății au fost pregătiți un număr mare de specialiști medicali: biofizicieni, biochimiști și cibernetici. Însă problema acestei facultăți este că până acum absolvenții ei nu se puteau angaja decât în ​​cercetare științifică medicală, neavând dreptul de a trata pacienții. Acum, această problemă este rezolvată - la Universitatea Medicală de Stat din Rusia, împreună cu Institutul de Formare Avansată a Medicilor, a fost creat un complex educațional și științific, care permite studenților în vârstă să urmeze o pregătire medicală suplimentară.

Doctor în științe biologice Y. PETRENKO.

Fizică Medicală Podkolzina Vera Alexandrovna

1. Fizică medicală. Poveste scurta

Fizica medicală este știința unui sistem care constă din dispozitive fizice și radiații, dispozitive și tehnologii medicale și de diagnostic.

Scopul fizicii medicale este studierea acestor sisteme pentru prevenirea și diagnosticarea bolilor, precum și tratamentul pacienților folosind metodele și mijloacele fizicii, matematicii și tehnologiei. Natura bolilor și mecanismul de recuperare au în multe cazuri o explicație biofizică.

Fizicienii medicali sunt implicați direct în procesul de tratament și diagnostic, combinând cunoștințele fizice și medicale, împărțind responsabilitatea pacientului cu medicul.

Dezvoltarea medicinei și a fizicii au fost întotdeauna strâns legate între ele. Chiar și în cele mai vechi timpuri, medicina folosea factori fizici în scopuri medicinale, precum căldura, frigul, sunetul, lumina, diverse efecte mecanice (Hippocrate, Avicenna etc.).

Primul fizician medical a fost Leonardo da Vinci (cu cinci secole în urmă), care a efectuat cercetări asupra mecanicii mișcării corpului uman. Medicina și fizica au început să interacționeze cel mai fructuos de la sfârșitul secolului al XVIII-lea - începutul secolului al XIX-lea, când au fost descoperite electricitatea și undele electromagnetice, adică odată cu apariția erei electricității.

Să numim câteva nume de mari oameni de știință care au făcut cele mai importante descoperiri în diferite epoci.

Sfârșitul secolului al XIX-lea - mijlocul secolului al XX-lea. asociat cu descoperirea razelor X, radioactivitatea, teoriile structurii atomului, radiațiile electromagnetice. Aceste descoperiri sunt asociate cu numele lui V.K. Roentgen, A. Becquerel,

M. Skladovskoy-Curie, D. Thomson, M. Planck, N. Bohr, A. Einstein, E. Rutherford. Fizica medicală a început cu adevărat să se impună ca știință și profesie independentă abia în a doua jumătate a secolului al XX-lea. odată cu apariţia erei atomice. În medicină au devenit utilizate pe scară largă dispozitivele de radiodiagnostic gamma, acceleratoarele electronice și de protoni, camerele gamma de radiodiagnostic, tomografiile computerizate cu raze X și altele, hipertermia și magnetoterapia, laserul, ultrasunetele și alte tehnologii și dispozitive medico-fizice. Fizica medicală are multe secțiuni și denumiri: fizica radiațiilor medicale, fizica clinică, fizica oncologică, fizica terapeutică și diagnostică.

Cel mai important eveniment din domeniul examinării medicale poate fi considerat crearea tomografelor computerizate, care a extins studiul aproape tuturor organelor și sistemelor corpului uman. OCT a fost instalat în clinici din întreaga lume, iar un număr mare de fizicieni, ingineri și medici au lucrat pentru a îmbunătăți tehnica și metodele pentru a o aduce aproape la limita a ceea ce este posibil. Dezvoltarea diagnosticului cu radionuclizi este o combinație de metode radiofarmaceutice și metode fizice pentru înregistrarea radiațiilor ionizante. Tomografia cu emisie de pozitroni a fost inventată în 1951 și publicată în lucrarea lui L. Renn.

Din cartea Găuri negre și universuri tinere autor Hawking Stephen William

5. O scurtă istorie a unei scurte istorii6 Sunt încă copleșit de primirea pe care a primit-o cartea mea Scurtă istorie a timpului. A rămas pe lista celor mai bine vândute New York Times timp de treizeci și șapte de săptămâni și pe lista celor mai vândute din Sunday Times timp de douăzeci și șapte de săptămâni.

Din cartea Fizica medicală autor Podkolzina Vera Alexandrovna

3. Metrologia medicală și specificul ei Dispozitivele tehnice utilizate în medicină se numesc termenul generalizat „aparatură medicală”. Majoritatea echipamentelor medicale se referă la echipamente medicale, care la rândul lor sunt împărțite în medicale

Din cartea Cea mai nouă carte a faptelor. Volumul 3 [Fizica, chimie si tehnologie. Istorie și arheologie. Diverse] autor Kondrașov Anatoli Pavlovici

48. Electronica medicală Una dintre utilizările obișnuite ale dispozitivelor electronice este legată de diagnosticul și tratamentul bolilor. Secțiuni de electronică, care iau în considerare caracteristicile utilizării sistemelor electronice pentru rezolvarea problemelor biomedicale și

Din cartea Istoria lumânării autorul Faraday Michael

Din cartea Cinci probleme nerezolvate ale științei autorul Wiggins Arthur

FARADEY ȘI „ISTORIA LUMANĂRII” LUI „Istoria lumânării” este o serie de prelegeri susținute de marele om de știință englez Michael Faraday pentru un public de tineret. Câteva despre istoria acestei cărți și autorul ei. Michael (Mikhail) Faraday s-a născut pe 22 septembrie 1791 în familia unui fierar londonez. A lui

Din cartea Energie atomică pentru scopuri militare autor Smith Henry Dewolf

11. Pământul: istoria interiorului În timpul formării Pământului, gravitația a sortat materialul primar în funcție de densitatea acestuia: componentele mai dense au căzut spre centru, iar cele mai puțin dense au plutit deasupra, formând în cele din urmă crusta. Pe fig. I.8 arată Pământul într-o secțiune.Coarța

Din cartea The World in a Nutshell [ill. carte-revista] autor Hawking Stephen William

ISTORIC ȘI ORGANIZARE 12.2. Proiectul de reorganizare care a avut loc la începutul anului 1942 și transferul treptat ulterior al afacerii, aflată sub jurisdicția OSRD, în districtul Manhattan au fost descrise în capitolul V. Se va aminti că studiul fizicii bomba atomică a fost la început

Din cartea Cine a inventat fizica modernă? De la pendulul lui Galileo la gravitația cuantică autor Gorelik Ghenadi Efimovici

Capitolul 1 O scurtă istorie a relativității Cum a pus Einstein bazele pentru două teorii fundamentale ale secolului XX: relativitatea generală și mecanica cuantică Albert Einstein, creatorul relativității speciale și generale, s-a născut în 1879 într-un oraș german.

Din cartea Knocking on Heaven's Door [Privire științifică a universului] de Randall Lisa

Din cartea Tweets About the Universe de Chown Marcus

Fizica modernă și fizica fundamentală În primul rând, să clarificăm esența noii fizici, care o deosebea de fizica celei anterioare. La urma urmei, experimentele și matematica lui Galileo nu au depășit capacitățile lui Arhimede, pe care Galileo l-a numit „cel mai divin” dintr-un motiv. Ce a purtat Galileo

Din cartea Quantum. Einstein, Bohr și marea controversă despre natura realității de Kumar Manjit

Din cartea Being Hawking de Jane Hawking

Istoria științei Arnold V.I. Huygens și Barrow, Newton și Hooke. M.: Nauka, 1989. Bely Yu.A. Johannes Kepler. 1571–1630 M.: Nauka, 1971. Vavilov S.I. Jurnalele. 1909–1951: În 2 cărți. M.: Nauka, 2012. Vernadsky V.I. Jurnalele. Moscova: Nauka, 1999, 2001, 2006, 2008; M.: ROSSPEN, 2010. Vizgin V.P. Teoriile câmpului unificate în prima treime a secolului XX

Din cartea autorului

SCURT ISTORIC AL TANKULUI Lyn Evans a devenit arhitectul-șef al TANKULUI. Am auzit unul dintre discursurile lui în 2009, dar am avut șansa de a-l întâlni pe acest bărbat doar la o conferință din California, la începutul lui ianuarie 2010. Momentul a avut succes - LHC a început în sfârșit să funcționeze și chiar sa reținut.

Din cartea autorului

Istoria astronomiei 115. Cine au fost primii astronomi? Astronomia este cea mai veche dintre științe. Sau așa spun ei despre astronomi. Primii astronomi au fost oameni preistorici care s-au întrebat ce sunt Soarele, Luna și stelele.Mișcarea zilnică a Soarelui a pus ceasul.

Din cartea autorului

O scurtă istorie a fizicii cuantice 1858 23 aprilie. Max Planck s-a născut la Kiel (Germania).1871 30 august. Ernest Rutherford s-a născut în Brightwater (Noua Zeelandă).1879 14 martie. Albert Einstein s-a născut la Ulm (Germania).1882 11 decembrie. Max Born s-a născut la Breslau (Germania).1885 7 octombrie. LA

Din cartea autorului

6. Istoricul familial Odată luată decizia principală, totul a căzut treptat la locul lor, dacă nu automat, atunci cu un efort din partea noastră. Anul următor a zburat într-o val de euforie. Oricare ar fi îndoielile cu privire la starea sănătății

Ne-au schimbat lumea și au influențat semnificativ viața multor generații.

Marii fizicieni și descoperirile lor

(1856-1943) - inventator în domeniul ingineriei electrice și radio de origine sârbă. Nicola este numit părintele electricității moderne. A făcut multe descoperiri și invenții, primind peste 300 de brevete pentru creațiile sale în toate țările în care a lucrat. Nikola Tesla nu a fost doar un fizician teoretic, ci și un inginer genial care a creat și testat invențiile sale.
Tesla a descoperit curentul alternativ, transmisia wireless a energiei, electricitatea, munca sa a dus la descoperirea razelor X, a creat o mașină care a provocat vibrații ale suprafeței pământului. Nikola a prezis apariția erei roboților capabili să facă orice muncă.

(1643-1727) - unul dintre părinții fizicii clasice. El a fundamentat mișcarea planetelor sistemului solar în jurul soarelui, precum și apariția fluxurilor și refluxurilor. Newton a creat fundația pentru optica fizică modernă. Culmea lucrării sale este binecunoscuta lege a gravitației universale.

John Dalton- chimist fizician englez. A descoperit legea expansiunii uniforme a gazelor la încălzire, legea rapoartelor multiple, fenomenul polimerilor (de exemplu, etilena și butilena) Creatorul teoriei atomice a structurii materiei.

Michael Faraday(1791 - 1867) - fizician și chimist englez, fondator al teoriei câmpului electromagnetic. A făcut atât de multe descoperiri științifice în viața sa încât o duzină de oameni de știință ar fi fost de ajuns pentru a-i imortaliza numele.

(1867 - 1934) - fizician și chimist de origine poloneză. Împreună cu soțul ei, a descoperit elementele radiu și poloniu. A lucrat la radioactivitate.

Robert Boyle(1627 - 1691) - fizician, chimist și teolog englez. Împreună cu R. Townley, a stabilit dependența volumului aceleiași mase de aer de presiunea la o temperatură constantă (legea Boyle-Mariotte).

Ernest Rutherford- Fizicianul englez, a dezvăluit natura radioactivității induse, a descoperit emanația toriului, dezintegrarea radioactivă și legea acesteia. Rutherford este adesea numit pe bună dreptate unul dintre titanii fizicii ai secolului XX.

- Fizician german, creator al teoriei generale a relativității. El a sugerat că toate corpurile nu se atrag unele pe altele, așa cum se credea încă din timpul lui Newton, ci îndoaie spațiul și timpul din jur. Einstein a scris peste 350 de lucrări în fizică. El este creatorul teoriei speciale (1905) și generală a relativității (1916), principiul echivalenței masei și energiei (1905). A dezvoltat multe teorii științifice: efectul fotoelectric cuantic și capacitatea de căldură cuantică. Împreună cu Planck, a dezvoltat bazele teoriei cuantice, reprezentând baza fizicii moderne.

Alexandru Stoletov- Fizicianul rus, a constatat că mărimea fotocurentului de saturație este proporțională cu fluxul de lumină incident pe catod. A fost aproape de a stabili legile descărcărilor electrice în gaze.

(1858-1947) - Fizician german, creator al teoriei cuantice, care a făcut o adevărată revoluție în fizică. Fizica clasică, spre deosebire de fizica modernă, înseamnă acum „fizica înainte de Planck”.

Paul Dirac- Fizician englez, a descoperit distribuția statistică a energiei într-un sistem de electroni. A primit Premiul Nobel pentru Fizică „pentru descoperirea de noi forme productive de teorie atomică”.

Lumea de astăzi a devenit foarte tehnologică. Și medicina încearcă să păstreze marca. Noile progrese sunt din ce în ce mai asociate cu ingineria genetică, clinicile și medicii folosesc deja tehnologiile cloud la maximum, iar transplantul de organe 3D promite să devină o practică comună în curând.

Combaterea cancerului la nivel genetic

Clasat pe primul loc - proiect medical de la Google. O subsidiară a companiei numită Google Ventures a investit 130 de milioane de dolari în proiectul „cloud” „Flatiron”, care vizează combaterea oncologiei în medicină. Proiectul colectează și analizează sute de mii de date despre cazurile de cancer în fiecare zi, transmitând rezultatele medicilor.

Potrivit directorului Google Ventures, Bill Maris, tratamentul cancerului va avea loc în curând la nivel genetic, iar chimioterapia în 20 de ani va deveni primitivă, ca o dischetă sau un telegraf astăzi.

Tehnologii fără fir în medicină

Bratari pentru sanatate sau "ceas inteligent" este un bun exemplu al modului în care tehnologiile moderne din medicină ajută oamenii să fie sănătoși. Prin intermediul dispozitivelor familiare, fiecare dintre noi poate controla ritmul cardiac, tensiunea arterială, măsura pașii și numărul de calorii pierdute.

Unele modele de brățări oferă transfer de date „în nor” pentru analize ulterioare de către medici. Puteți descărca zeci de programe de monitorizare a sănătății de pe Internet, cum ar fi Google Fit sau HealthKit.

AliveCor a mers și mai departe și a oferit un dispozitiv care se sincronizează cu un smartphone și îți permite să faci EKG la domiciliu. Aparatul este o carcasă cu senzori speciali. Datele imaginii sunt trimise medicului curant prin Internet.

Restaurarea auzului și vederii

Implant cohlear pentru restaurarea auzului

În 2014, oamenii de știință australieni au propus un tratament genetic pentru pierderea auzului. Metoda medicală se bazează pe introducerea nedureroasă în corpul uman Medicament care conține ADN, în interiorul căruia implantul cohlear este „cusut”. Implantul interactioneaza cu celulele nervului auditiv si auzul revine treptat la pacient.

Ochi bionic pentru restabilirea vederii

Cu ajutorul unui implant "ochi bionic" oamenii de știință au învățat să restabilească vederea. Prima operație medicală a avut loc în Statele Unite în 2008. Pe lângă retina artificială transplantată, pacienților li se oferă ochelari speciali cu o cameră încorporată. Sistemul vă permite să percepeți o imagine completă, să distingeți culorile și contururile obiectelor. Astăzi, peste 8.000 de persoane sunt pe lista de așteptare pentru o astfel de operațiune.

Medicina s-a apropiat de vindecarea SIDA

Oamenii de știință de la Universitatea Rockefeller (New York, SUA), împreună cu compania farmaceutică GlaxoSmithKline, au efectuat studii clinice ale unui un drog A GSK744, care este capabil reduce șansele de a contracta HIV cu peste 90%. Substanța este capabilă să inhibe activitatea enzimei, cu ajutorul căreia HIV modifică ADN-ul celulei și apoi se înmulțește în organism. Lucrarea a adus oamenii de știință mult mai aproape de crearea unui nou medicament împotriva HIV.

Organe și țesuturi folosind imprimante 3D

Bioprinting 3D: organele și țesuturile sunt imprimate folosind o imprimantă

În ultimii 2 ani, oamenii de știință în practică au reușit să realizeze crearea de organe și țesuturi folosind imprimante 3Dși să le implanteze cu succes în corpul pacientului.

Tehnologiile medicale moderne fac posibilă crearea de brațe și picioare protetice, părți ale coloanei vertebrale, urechi, nas, organe interne și chiar celule ale țesuturilor.

În primăvara anului 2014, medicii de la Centrul Medical Universitar Utrecht (Olanda) au efectuat cu succes primul transplant de os cranian imprimat 3D din istoria medicinei.