Istorija razvoja medicinske fizike. Najvažnija otkrića u medicini

Otkrića se ne rađaju iznenada. Svakom razvoju događaja, prije nego što mediji saznaju za njega, prethodi dug i mukotrpan rad. A prije nego što se u ljekarni, iu laboratorijama pojave testovi i tablete - nove dijagnostičke metode, mora proći vrijeme. U proteklih 30 godina broj medicinskih istraživanja se povećao skoro 4 puta, a uključena su u medicinsku praksu.

Biohemijski test krvi kod kuće
Uskoro će biohemijski test krvi, poput testa na trudnoću, trajati nekoliko minuta. Nanobiotehnolozi MIPT-a postavljaju visokoprecizan test krvi u običnu test traku.

Biosenzorski sistem baziran na upotrebi magnetnih nanočestica omogućava precizno merenje koncentracije proteinskih molekula (markera koji ukazuju na razvoj različitih bolesti) i maksimalno pojednostavljenje postupka biohemijske analize.

"Tradicionalno, testovi koji se mogu izvoditi ne samo u laboratoriji, već i na terenu, baziraju se na upotrebi fluorescentnih ili obojenih etiketa, a rezultati se određuju "na oko" ili pomoću video kamere. Koristimo magnetnu čestice, koje imaju prednost: uz njihovu pomoć moguće je izvršiti analizu čak i potapanjem test trake u potpuno neprozirnu tečnost, recimo, odrediti supstance direktno u punoj krvi“, objašnjava Aleksej Orlov, istraživač na GPI. RAS i glavni autor studije.

Ako uobičajeni test trudnoće kaže ili "da" ili "ne", ovaj razvoj vam omogućava da precizno odredite koncentraciju proteina (to jest, u kojoj je fazi razvoja).

„Numeričko merenje se vrši isključivo elektronskim putem prenosivog uređaja. Isključene su situacije „da ili ne“,“ kaže Aleksej Orlov. Prema studiji objavljenoj u časopisu Biosensors and Bioelectronics, sistem se uspješno dokazao u dijagnostici raka prostate, a u nekim aspektima čak i nadmašio "zlatni standard" za određivanje PSA - enzimski imunotest.

Kada se test pojavi u ljekarnama, programeri i dalje šute. Planirano je da biosenzor, između ostalog, bude u mogućnosti da vrši monitoring životne sredine, analizu proizvoda i lekova i sve to na licu mesta, bez nepotrebnih instrumenata i troškova.

Bionički udovi koji se mogu trenirati
Današnje bioničke ruke se po funkcionalnosti ne razlikuju mnogo od pravih – mogu pomicati prste i uzimati predmete, ali su ipak daleko od „originala“. Kako bi "sinhronizirali" osobu sa mašinom, naučnici ugrađuju elektrode u mozak, uklanjaju električne signale iz mišića i nerava, ali je proces naporan i traje nekoliko mjeseci.

Tim GalvaniBionixa, koji se sastoji od studenata i postdiplomaca MIPT-a, pronašao je način da olakša učenje i učini ga tako da se ne osoba prilagođava robotu, već se ud prilagođava čovjeku. Program koji su napisali naučnici koristeći posebne algoritme prepoznaje "mišićne komande" svakog pacijenta.

„Većina mojih drugova iz razreda, koji imaju jako kul znanje, ide u rješavanje finansijskih problema – odlaze da rade u korporacijama, kreiraju mobilne aplikacije. Ovo nije ni loše ni dobro, samo je drugačije. Ja sam lično želio da uradim nešto globalno, u kraj "tako da deca imaju o čemu da pričaju. A u Phystechu sam našao istomišljenike: svi su iz različitih oblasti - fiziolozi, matematičari, programeri, inženjeri - i našli smo takav zadatak za sebe", Aleksej Ciganov, član GalvaniBionix tima, podijelio je svoj lični motiv.

Dijagnoza raka DNK
U Novosibirsku je razvijen ultraprecizan test sistem za ranu dijagnozu raka. Prema Vitaliju Kuznjecovu, istraživaču Vektorskog centra za virusologiju i biotehnologiju, njegov tim je uspio da stvori određeni onkomarker - enzim koji može otkriti rak u ranoj fazi koristeći DNK izoliranu iz pljuvačke (krvi ili urina).

Sada se sličan test provodi analizom specifičnih proteina koji formiraju tumor. Novosibirski pristup predlaže da se pogleda modificirani DNK ćelije raka, koji se pojavljuje mnogo prije proteina. U skladu s tim, dijagnoza vam omogućava da otkrijete bolest u početnoj fazi.

Sličan sistem se već koristi u inostranstvu, ali u Rusiji nije certificiran. Naučnici su uspeli da "pojeftine" postojeću tehnologiju (1,5 rubalja prema 150 evra - 12 miliona rubalja). Zaposleni u "Vektoru" očekuju da će uskoro njihova analiza biti uvrštena na obaveznu listu za klinički pregled.

elektronski nos
Na Sibirskom institutu za fiziku i tehnologiju napravljen je "elektronski nos". Gasni analizator ocjenjuje kvalitetu hrane, kozmetičkih i medicinskih proizvoda, a može i dijagnosticirati niz bolesti putem izdahnutog zraka.

„Ispitivali smo jabuke: kontrolni dio smo stavili u frižider, a ostatak ostavili u zatvorenom prostoru na sobnoj temperaturi“, kaže Timur Muksunov, inženjer istraživanja u Laboratoriji za sigurnosne metode, sisteme i tehnologije Sibirskog instituta za fiziku i tehnologiju.

"Nakon 12 sati korištenjem instalacije moglo se otkriti da drugi dio intenzivnije ispušta plinove od kontrolnog. Sada se na povrtarskim bazama proizvodi primaju prema organoleptičkim pokazateljima, a uz pomoć uređaja koji se kreira , biće moguće preciznije odrediti rok trajanja proizvoda, što će uticati na njihov kvalitet", rekao je on. Muksunov polaže nade u program podrške start-upu - "nos" je potpuno spreman za serijsku proizvodnju i čeka na finansiranje.

pilula za depresiju
Naučnici iz zajedno sa kolegama iz njih. N.N. Vorozhtsova je razvila novi lijek za liječenje depresije. Tableta povećava koncentraciju serotonina u krvi i na taj način pomaže da se nosite sa plavetnilom.

Sada je antidepresiv pod radnim nazivom TC-2153 u pretkliničkim ispitivanjima. Istraživači se nadaju da će "uspješno proći sve ostale i pomoći da se postigne napredak u liječenju niza ozbiljnih psihopatologija", piše Interfax.

Inovacije se rađaju u naučnim laboratorijama

Dugi niz godina zaposleni u laboratoriji epigenetike razvoja Federalnog istraživačkog centra „Institut za citologiju i genetiku Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka“ radili su na stvaranju Biobanke ćelijskih modela ljudi. bolesti, koji će se potom koristiti za stvaranje lijekova za liječenje nasljednih neurodegenerativnih i kardiovaskularnih bolesti.

Nanočestice: nevidljive i uticajne

Uređaj dizajniran u Institutu za kemijsku kinetiku i izgaranje. V.V. Vojvodstvo SB RAS, pomaže u otkrivanju nanočestica za nekoliko minuta.- Postoje radovi ruskih, ukrajinskih, engleskih i američkih istraživača koji pokazuju da je u gradovima sa visokim sadržajem nanočestica povećana incidencija srčanih, onkoloških i plućnih bolesti, - naglašava viši istraživač na IHKG SB RAS, kandidat hemijskih nauka Sergej Nikolajevič Dubcov.

Naučnici iz Novosibirska razvili su jedinjenje koje će pomoći u borbi protiv tumora

​Istraživači Instituta za hemijsku biologiju i fundamentalnu medicinu Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka stvaraju konstruktorska jedinjenja na bazi proteina albumina koja mogu efikasno da dođu do tumora pacijenata obolelih od raka - u budućnosti bi ove supstance mogle postati osnova za drogu.

Sibirski naučnici razvili su protezu zaliska za dječja srca

Zaposlenici Nacionalnog medicinskog istraživačkog centra nazvanog po akademiku E. N. Meshalkinu stvorili su novu vrstu bioproteze zalistaka za dječju kardiohirurgiju. Manje je sklon kalcifikaciji od ostalih, što će smanjiti broj ponovljenih hirurških intervencija.

Sibirski inhibitori lijekova protiv raka su u pretkliničkim ispitivanjima

Naučnici Instituta za hemijsku biologiju i fundamentalnu medicinu Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka, Novosibirski institut za organsku hemiju. N. N. Vorozhtsov Institut za citologiju i genetiku Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka i Institut za citologiju i genetiku Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka pronašli su efikasne proteinske mete za razvoj lijekova protiv raka rektuma, pluća i crijeva.

Instituti Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka pomoći će SIBUR LLC u razvoju biorazgradive plastike

​Na VI Međunarodnom forumu za tehnološki razvoj i izložbi Technoprom-2018 potpisani su sporazumi o saradnji između petrohemijske kompanije SIBUR LLC i dve novosibirske istraživačke organizacije: Novosibirskog instituta za organsku hemiju N.N.

Protekla godina je bila veoma plodna za nauku. Poseban napredak naučnici su postigli u oblasti medicine. Čovječanstvo je napravilo zadivljujuća otkrića, naučna otkrića i stvorilo mnoge korisne lijekove koji će sigurno uskoro biti slobodno dostupni. Pozivamo vas da se upoznate sa deset najneverovatnijih medicinskih otkrića u 2015. godini, koji će sigurno dati ozbiljan doprinos razvoju medicinskih usluga u bliskoj budućnosti.

Otkriće teiksobaktina

Svjetska zdravstvena organizacija je 2014. godine upozorila sve da čovječanstvo ulazi u takozvanu postantibiotsku eru. I zaista, bila je u pravu. Nauka i medicina nisu proizvele, zaista, nove vrste antibiotika od 1987. Međutim, bolesti ne miruju. Svake godine se pojavljuju nove infekcije koje su otpornije na postojeće lijekove. To je postao pravi svjetski problem. Međutim, 2015. godine naučnici su došli do otkrića koje će, po njihovom mišljenju, donijeti dramatične promjene.

Naučnici su otkrili novu klasu antibiotika od 25 antimikrobnih sredstava, uključujući i jedan vrlo važan teiksobaktin. Ovaj antibiotik uništava mikrobe blokirajući njihovu sposobnost da proizvode nove ćelije. Drugim riječima, mikrobi pod utjecajem ovog lijeka ne mogu vremenom razviti i razviti otpornost na lijek. Teixobactin se sada pokazao kao vrlo efikasan protiv rezistentnog Staphylococcus aureus i nekoliko bakterija koje uzrokuju tuberkulozu.

Laboratorijski testovi teiksobaktina obavljeni su na miševima. Velika većina eksperimenata je pokazala djelotvornost lijeka. Ispitivanja na ljudima trebala bi početi 2017.

Doktori su izrasli nove glasne žice

Jedno od najzanimljivijih i najperspektivnijih područja u medicini je regeneracija tkiva. U 2015. godini dodana je nova stavka na listu umjetno rekreiranih organa. Doktori sa Univerziteta u Viskonsinu naučili su da uzgajaju ljudske glasne žice, zapravo, ni iz čega.
Grupa naučnika predvođena dr. Nathanom Welhanom je bioinžinjeringom kreirala tkivo koje može oponašati rad sluzokože glasnih žica, odnosno to tkivo, koje je predstavljeno sa dva režnja žica, koji vibriraju stvarajući ljudski govor . Donorske ćelije, iz kojih su naknadno izrasli novi ligamenti, uzete su od pet pacijenata dobrovoljaca. U laboratoriji, za dvije sedmice, naučnici su uzgojili potrebno tkivo, nakon čega su ga dodali u vještački model larinksa.

Zvuk koji stvaraju nastale glasne žice naučnici opisuju kao metalni i upoređuju ga sa zvukom robotskog kazua (igrački puhački muzički instrument). Međutim, naučnici su uvjereni da će glasne žice koje su stvorili u stvarnim uvjetima (to jest, kada su implantirane u živi organizam) zvučati gotovo kao stvarne.

U jednom od najnovijih eksperimenata na laboratorijskim miševima cijepljenim ljudskim imunitetom, istraživači su odlučili testirati hoće li tijelo glodara odbaciti novo tkivo. Srećom, to se nije dogodilo. Dr Welham je uvjeren da tkivo neće biti odbačeno ni od strane ljudskog tijela.

Lijek protiv raka mogao bi pomoći pacijentima s Parkinsonovom bolešću

Tisinga (ili nilotinib) je testiran i odobren lijek koji se obično koristi za liječenje ljudi sa znakovima leukemije. Međutim, nova studija Medicinskog centra Univerziteta Georgetown pokazuje da Tasingin lijek može biti vrlo moćno sredstvo za kontrolu motoričkih simptoma kod ljudi s Parkinsonovom bolešću, poboljšanje njihove motoričke funkcije i kontrolu nemotornih simptoma bolesti.

Fernando Pagan, jedan od doktora koji je vodio ovu studiju, vjeruje da bi terapija nilotinibom mogla biti prva efikasna metoda te vrste za smanjenje degradacije kognitivnih i motoričkih funkcija kod pacijenata s neurodegenerativnim bolestima poput Parkinsonove bolesti.

Naučnici su davali povećane doze nilotiniba za 12 pacijenata dobrovoljaca tokom šest mjeseci. Kod svih 12 pacijenata koji su završili ovo ispitivanje lijeka do kraja, došlo je do poboljšanja motoričkih funkcija. Njih 10 je pokazalo značajan napredak.

Glavni cilj ove studije bio je ispitivanje sigurnosti i bezopasnosti nilotiniba kod ljudi. Doza korištenog lijeka bila je mnogo manja od doze koja se obično daje pacijentima s leukemijom. Unatoč činjenici da je lijek pokazao svoju djelotvornost, studija je ipak provedena na maloj grupi ljudi bez uključivanja kontrolnih grupa. Stoga, prije nego što se Tasinga koristi kao terapija za Parkinsonovu bolest, morat će se uraditi još nekoliko ispitivanja i naučnih studija.

Prva 3D štampana škrinja na svetu

U proteklih nekoliko godina, tehnologija 3D štampanja je prodrla u mnoga područja, što je dovelo do nevjerovatnih otkrića, razvoja i novih proizvodnih metoda. U 2015. godini, doktori iz Univerzitetske bolnice Salamanca u Španiji izveli su prvu operaciju na svijetu kojom su zamijenili oštećeni grudni koš pacijenta novom 3D štampanom protezom.

Muškarac je bolovao od rijetke vrste sarkoma, a ljekari nisu imali drugog izbora. Kako bi izbjegli dalje širenje tumora po cijelom tijelu, stručnjaci su uklonili gotovo cijelu prsnu kost od osobe i zamijenili kosti titanijumskim implantom.

U pravilu se implantati za velike dijelove skeleta izrađuju od najrazličitijih materijala, koji se vremenom mogu istrošiti. Osim toga, zamjena složenih kostiju poput prsne kosti, koja je tipično jedinstvena za svaki pojedinačni slučaj, zahtijevala je od liječnika da pažljivo skeniraju grudnu kost osobe kako bi dizajnirali implantat prave veličine.

Odlučeno je da se kao materijal za novu prsnu kost koristi legura titanijuma. Nakon izvođenja visokopreciznih 3D CT skeniranja, naučnici su koristili Arcam štampač vredan 1,3 miliona dolara za kreiranje novog sanduka od titanijuma. Operacija ugradnje nove grudne kosti pacijentu je bila uspješna, a osoba je već završila punu rehabilitaciju.

Od ćelija kože do moždanih ćelija

Naučnici sa kalifornijskog Salk instituta u La Jolli posvetili su prošlu godinu istraživanju ljudskog mozga. Oni su razvili metodu za transformaciju ćelija kože u moždane ćelije i već su pronašli nekoliko korisnih primena za novu tehnologiju.

Treba napomenuti da su naučnici pronašli način da ćelije kože pretvore u stare moždane ćelije, što pojednostavljuje njihovu dalju upotrebu, na primer, u istraživanju Alchajmerove i Parkinsonove bolesti i njihovog odnosa sa efektima starenja. Istorijski gledano, životinjske moždane ćelije su korištene za takva istraživanja, međutim, naučnici su u ovom slučaju bili ograničeni u svojim mogućnostima.

Nedavno su naučnici uspjeli pretvoriti matične ćelije u moždane ćelije koje se mogu koristiti za istraživanja. Međutim, ovo je prilično naporan proces, a rezultat su stanice koje nisu u stanju imitirati rad mozga starije osobe.

Kada su istraživači razvili način za umjetno stvaranje moždanih stanica, usmjerili su pažnju na stvaranje neurona koji bi imali sposobnost proizvodnje serotonina. I iako nastale ćelije imaju samo mali dio mogućnosti ljudskog mozga, one aktivno pomažu naučnicima u istraživanju i pronalaženju lijekova za bolesti i poremećaje kao što su autizam, šizofrenija i depresija.

Kontracepcijske pilule za muškarce

Japanski naučnici sa Instituta za istraživanje mikrobnih bolesti u Osaki objavili su novi naučni rad prema kojem ćemo u bliskoj budućnosti moći da proizvodimo prave kontracepcijske pilule za muškarce. U svom radu naučnici opisuju studije lekova "Tacrolimus" i "Cyxlosporin A".

Obično se ovi lijekovi koriste nakon transplantacije organa za suzbijanje imunološkog sistema tijela kako ono ne bi odbacilo novo tkivo. Blokada nastaje zbog inhibicije proizvodnje enzima kalcineurina, koji sadrži proteine ​​PPP3R2 i PPP3CC koji se normalno nalaze u muškom sjemenu.

U svojoj studiji na laboratorijskim miševima, znanstvenici su otkrili da čim se protein PPP3CC ne proizvodi u organizmima glodara, njihove reproduktivne funkcije su naglo smanjene. To je navelo istraživače da zaključe da nedovoljna količina ovog proteina može dovesti do steriliteta. Nakon pažljivijeg proučavanja, stručnjaci su zaključili da ovaj protein daje spermatozoidima fleksibilnost i potrebnu snagu i energiju da prodru kroz membranu jajne ćelije.

Testiranje na zdravim miševima samo je potvrdilo njihovo otkriće. Samo pet dana upotrebe lekova "Tacrolimus" i "Cyxlosporin A" dovelo je do potpune neplodnosti miševa. Međutim, njihova reproduktivna funkcija je u potpunosti obnovljena samo tjedan dana nakon što su prestali davati ove lijekove. Važno je napomenuti da kalcineurin nije hormon, pa upotreba lijekova ni na koji način ne smanjuje seksualnu želju i razdražljivost organizma.

Uprkos obećavajućim rezultatima, biće potrebno nekoliko godina da se naprave prave muške kontracepcijske pilule. Oko 80 posto studija na miševima nije primjenjivo na ljudske slučajeve. Međutim, naučnici se i dalje nadaju uspjehu, jer je djelotvornost lijekova dokazana. Osim toga, slični lijekovi su već prošli klinička ispitivanja na ljudima i široko se koriste.

DNK pečat

Tehnologije 3D štampanja stvorile su jedinstvenu novu industriju - štampanje i prodaju DNK. Istina, ovdje je vjerovatnije da će se izraz “štampanje” koristiti posebno u komercijalne svrhe i ne opisuje nužno ono što se zapravo događa u ovoj oblasti.

Izvršni direktor Cambrian Genomics objašnjava da se proces najbolje opisuje frazom "provjera grešaka", a ne "štampanje". Milioni komadića DNK postavljeni su na sićušne metalne podloge i skenirani kompjuterom, koji odabire lančiće koji će na kraju činiti cijeli lanac DNK. Nakon toga, potrebne veze se pažljivo izrezuju laserom i postavljaju u novi lanac, koji je prethodno naručio klijent.

Kompanije poput Cambriana vjeruju da će ljudi u budućnosti moći stvarati nove organizme samo za zabavu uz pomoć specijalnog kompjuterskog hardvera i softvera. Naravno, takve pretpostavke će odmah izazvati pravedni gnjev ljudi koji sumnjaju u etičku ispravnost i praktičnu korisnost ovih studija i prilika, ali prije ili kasnije, hteli mi to ili ne, doći ćemo do toga.

Sada, štampanje DNK ne daje mnogo obećanja u oblasti medicine. Proizvođači lijekova i istraživačke kompanije među prvim su kupcima kompanija poput Cambriana.

Istraživači sa Instituta Karolinska u Švedskoj otišli su korak dalje i počeli da stvaraju različite figurice od DNK niti. DNK origami, kako ga zovu, na prvi pogled može izgledati kao obično maženje, međutim, ova tehnologija ima i praktičan potencijal za korištenje. Na primjer, može se koristiti za isporuku lijekova u tijelo.

Nanoboti u živom organizmu

Početkom 2015. godine, polje robotike je odnijelo veliku pobjedu kada je grupa istraživača sa Kalifornijskog univerziteta u San Diegu objavila da su izvršili prve uspješne testove pomoću nanobota koji su svoj zadatak obavljali iz unutrašnjosti živog organizma.

U ovom slučaju, laboratorijski miševi su djelovali kao živi organizam. Nakon postavljanja nanobota unutar životinja, mikromašine su otišle do stomaka glodara i isporučile teret koji je bio na njima, a to su bile mikroskopske čestice zlata. Do kraja postupka, naučnici nisu uočili nikakva oštećenja unutrašnjih organa miševa i na taj način potvrdili korisnost, sigurnost i efikasnost nanobota.

Daljnji testovi su pokazali da više čestica zlata koje isporučuju nanoboti ostaju u želucima od onih koje su tamo jednostavno unesene uz obrok. To je navelo naučnike na pomisao da će nanobotovi u budućnosti moći mnogo efikasnije da dostave neophodne lekove u organizam nego tradicionalnijim metodama njihovog davanja.

Motorni lanac malih robota napravljen je od cinka. Kada dođe u kontakt sa kiselo-baznom okolinom tijela, dolazi do kemijske reakcije koja proizvodi mjehuriće vodonika koji pokreću nanobote unutra. Nakon nekog vremena, nanoboti se jednostavno rastvaraju u kiseloj sredini želuca.

Iako je tehnologija bila u razvoju skoro deceniju, tek 2015. godine naučnici su mogli da je testiraju u životnom okruženju, a ne u konvencionalnim petrijevim posudama, kao što je to učinjeno mnogo puta ranije. U budućnosti, nanoboti će se moći koristiti za otkrivanje, pa čak i liječenje različitih bolesti unutrašnjih organa utječući na pojedinačne stanice odgovarajućim lijekovima.

Injekcioni nanoimplant mozga

Tim naučnika s Harvarda razvio je implantat koji obećava liječenje brojnih neurodegenerativnih poremećaja koji dovode do paralize. Implantat je elektronski uređaj koji se sastoji od univerzalnog okvira (mrežice), na koji se kasnije mogu povezati različiti nanouređaji nakon što se umetnu u mozak pacijenta. Zahvaljujući implantatu biće moguće pratiti neuronsku aktivnost mozga, stimulisati rad određenih tkiva, a takođe i ubrzati regeneraciju neurona.

Elektronska mreža se sastoji od provodljivih polimernih filamenata, tranzistora ili nanoelektroda koje povezuju raskrsnice. Gotovo cijelo područje mreže sastoji se od rupa, što omogućava živim ćelijama da formiraju nove veze oko nje.

Do početka 2016. tim naučnika sa Harvarda još uvijek testira sigurnost korištenja takvog implantata. Na primjer, dva miša su implantirana u mozak sa uređajem koji se sastoji od 16 električnih komponenti. Uređaji se uspješno koriste za praćenje i stimulaciju specifičnih neurona.

Umjetna proizvodnja tetrahidrokanabinola

Dugi niz godina marihuana se koristi u medicini kao sredstvo protiv bolova, a posebno za poboljšanje stanja pacijenata oboljelih od raka i AIDS-a. U medicini se aktivno koristi i sintetička zamjena za marihuanu, odnosno njenu glavnu psihoaktivnu komponentu, tetrahidrokanabinol (ili THC).

Međutim, biohemičari sa Tehničkog univerziteta u Dortmundu najavili su stvaranje nove vrste kvasca koji proizvodi THC. Štaviše, neobjavljeni podaci pokazuju da su isti naučnici stvorili još jednu vrstu kvasca koji proizvodi kanabidiol, još jedan psihoaktivni sastojak marihuane.

Marihuana sadrži nekoliko molekularnih spojeva koji su od interesa za istraživače. Stoga bi otkriće efikasnog vještačkog načina stvaranja ovih komponenti u velikim količinama moglo biti od velike koristi za medicinu. Međutim, metoda konvencionalnog uzgoja biljaka i potom ekstrakcije potrebnih molekularnih spojeva sada je najefikasniji način. Unutar 30 posto suhe težine moderna marihuana može sadržavati pravu THC komponentu.

Uprkos tome, naučnici iz Dortmunda su uvjereni da će u budućnosti moći pronaći efikasniji i brži način za ekstrakciju THC-a. Do sada, stvoreni kvasac ponovo raste na molekulima iste gljive, umjesto preferirane alternative u obliku jednostavnih saharida. Sve to dovodi do činjenice da se sa svakom novom šaržom kvasca smanjuje i količina slobodne THC komponente.

U budućnosti, naučnici obećavaju da će pojednostaviti proces, maksimizirati proizvodnju THC-a i proširiti se na industrijsku upotrebu, što će na kraju zadovoljiti potrebe medicinskih istraživanja i evropskih regulatora koji traže nove načine proizvodnje THC-a bez uzgoja same marihuane.

Doktor bioloških nauka Y. PETRENKO.

Prije nekoliko godina na Moskovskom državnom univerzitetu otvoren je Fakultet fundamentalne medicine, koji obučava doktore sa širokim znanjem iz prirodnih disciplina: matematike, fizike, hemije i molekularne biologije. Ali pitanje koliko je osnovno znanje neophodno za doktora i dalje izaziva burnu raspravu.

Nauka i život // Ilustracije

Među simbolima medicine prikazanim na frontovima zgrade biblioteke Ruskog državnog medicinskog univerziteta su nada i iscjeljenje.

Zidna slika u foajeu Ruskog državnog medicinskog univerziteta, koja prikazuje velike doktore prošlosti kako zamišljeno sjede za jednim dugačkim stolom.

W. Gilbert (1544-1603), dvorski liječnik engleske kraljice, prirodnjak koji je otkrio zemaljski magnetizam.

T. Jung (1773-1829), poznati engleski lekar i fizičar, jedan od tvoraca talasne teorije svetlosti.

J.-B. L. Foucault (1819-1868), francuski liječnik koji je bio naklonjen fizikalnim istraživanjima. Uz pomoć klatna od 67 metara dokazao je rotaciju Zemlje oko svoje ose i napravio mnoga otkrića u oblasti optike i magnetizma.

JR Mayer (1814-1878), njemački ljekar koji je uspostavio osnovne principe zakona održanja energije.

G. Helmholtz (1821-1894), njemački doktor, proučavao je fiziološku optiku i akustiku, formulisao teoriju slobodne energije.

Da li je potrebno predavati fiziku budućim doktorima? U posljednje vrijeme ovo pitanje zabrinjava mnoge, a ne samo one koji obrazuju profesionalce iz oblasti medicine. Kao i obično, postoje i sukobljavaju se dva ekstremna mišljenja. Oni koji su za to slikaju sumornu sliku, što je rezultat zanemarivanja osnovnih disciplina u obrazovanju. Oni koji su "protiv" smatraju da u medicini treba da dominira humanitarni pristup i da lekar pre svega treba da bude psiholog.

KRIZA MEDICINE I KRIZA DRUŠTVA

Savremena teorijska i praktična medicina postigla je veliki uspjeh, a fizička znanja su joj u tome uvelike pomogla. Ali u naučnim člancima i publicistici, glasovi o krizi medicine općenito i medicinskog obrazovanja posebno ne prestaju zvučati. O krizi svakako svjedoče činjenice - to je pojava "božanskih" iscjelitelja, te oživljavanje egzotičnih metoda liječenja. Vraćaju se čarolije kao što su "abrakadabra" i amajlije poput žabljeg kraka, kao u pretpovijesno doba. Sve popularniji je neovitalizam, čiji je jedan od osnivača, Hans Driesch, smatrao da je suština životnih pojava entelehija (neka vrsta duše), koja djeluje izvan vremena i prostora, te da se živa bića ne mogu svesti na skup fizičkih i hemijske pojave. Priznavanje entelehije kao vitalne sile negira važnost fizičkih i hemijskih disciplina za medicinu.

Mogu se navesti mnogi primjeri kako pseudonaučne ideje zamjenjuju i istiskuju istinsko naučno znanje. Zašto se ovo dešava? Prema Francisu Cricku, nobelovcu i otkrivaču strukture DNK, kada društvo postane jako bogato, mladi ljudi pokazuju nevoljkost da rade: radije žive lagodan život i bave se sitnicama poput astrologije. Ovo ne važi samo za bogate zemlje.

Što se tiče krize u medicini, ona se može prevazići samo podizanjem nivoa fundamentalnosti. Obično se smatra da je fundamentalnost viši nivo generalizacije naučnih ideja, u ovom slučaju ideja o ljudskoj prirodi. Ali čak i na ovom putu može se doći do paradoksa, na primjer, posmatrati osobu kao kvantni objekt, potpuno apstrahirajući od fizičko-hemijskih procesa koji se odvijaju u tijelu.

LIJEČNIK-MISLILAC ILI LIJEČNIK-GURU?

Niko ne poriče da pacijentovo vjerovanje u izlječenje igra važnu, ponekad čak i odlučujuću ulogu (sjetimo se placebo efekta). Dakle, kakav doktor je potreban pacijentu? Samouvjereno izgovarati: "Bićete zdravi" ili dugo razmišljati koji lijek odabrati kako biste postigli maksimalan učinak, a pritom ne naškodili?

Prema memoarima savremenika, poznati engleski naučnik, mislilac i lekar Tomas Jung (1773-1829) često se ukočio u neodlučnosti pored pacijentovog kreveta, oklevao u postavljanju dijagnoze, često i dugo ćutao, uranjajući u sebe. Iskreno i bolno tražio je istinu u najsloženijoj i najkonfuznijoj temi, o kojoj je napisao: "Nema nauke koja po složenosti nadmašuje medicinu. Ona prevazilazi granice ljudskog uma."

Sa stanovišta psihologije, doktor mislilac ne odgovara mnogo slici idealnog doktora. Nedostaje mu hrabrosti, arogancije, bezbjednosti, često svojstvene neznalicama. Vjerovatno je takva priroda osobe: nakon što se razbolio, osloniti se na brze i energične akcije doktora, a ne na razmišljanje. Ali, kako je Goethe rekao, "nema ništa strašnije od aktivnog neznanja". Jung, kao ljekar, nije stekao veliku popularnost među pacijentima, ali je među njegovim kolegama njegov autoritet bio visok.

FIZIKU STVARAJU DOKTORI

Upoznaj sebe i upoznaćeš ceo svet. Prvi je medicina, drugi je fizika. U početku je odnos medicine i fizike bio blizak, ne bez razloga su se održavali zajednički kongresi prirodnih naučnika i doktora sve do početka 20. veka. Inače, fiziku su uglavnom stvarali doktori, a na istraživanje su ih često poticala pitanja koja je postavljala medicina.

Ljekari-mislioci antike prvi su razmišljali o pitanju šta je toplota. Znali su da je zdravlje čovjeka povezano sa toplinom njegovog tijela. Veliki Galen (II vek nove ere) uveo je koncepte "temperature" i "stepena", koji su postali fundamentalni za fiziku i druge discipline. Tako su antički doktori postavili temelje nauke o toploti i izmislili prve termometre.

William Gilbert (1544-1603), liječnik engleske kraljice, proučavao je svojstva magneta. Zemlju je nazvao velikim magnetom, eksperimentalno dokazao i osmislio model za opisivanje Zemljinog magnetizma.

Tomas Jung, koji je već pomenut, bio je praktičar, ali je takođe napravio velika otkrića u mnogim oblastima fizike. S pravom se smatra, zajedno sa Fresnelom, tvorcem talasne optike. Inače, upravo je Jung otkrio jedan od vidnih nedostataka - daltonizam (nemogućnost razlikovanja crvene i zelene boje). Ironično, ovo otkriće ovjekovječilo je u medicini ime ne liječnika Junga, već fizičara Daltona, koji je prvi otkrio ovaj nedostatak.

Julius Robert Mayer (1814-1878), koji je dao ogroman doprinos otkriću zakona održanja energije, služio je kao doktor na holandskom brodu Java. Mornare je liječio puštanjem krvi, koje se u to vrijeme smatralo lijekom za sve bolesti. Ovom prilikom su se čak našalili da su doktori pustili više ljudske krvi nego što je proliveno na ratištima u čitavoj istoriji čovečanstva. Meyer je primijetio da kada je brod u tropima, venska krv je gotovo jednako svjetla kao arterijska krv tokom puštanja krvi (obično je venska krv tamnija). On je sugerisao da ljudsko tijelo, poput parne mašine, u tropima, na visokim temperaturama zraka, troši manje "goriva", a samim tim i emituje manje "dima", pa se venska krv posvijetli. Osim toga, nakon razmišljanja o riječima jednog navigatora da se za vrijeme oluja voda u moru zagrijava, Meyer je došao do zaključka da posvuda mora postojati određeni odnos između rada i topline. Izrazio je odredbe koje su činile osnovu zakona održanja energije.

Izvanredni nemački naučnik Herman Helmholc (1821-1894), takođe lekar, nezavisno od Majera formulisao je zakon održanja energije i izrazio ga u modernom matematičkom obliku, koji i danas koriste svi koji proučavaju i koriste fiziku. Osim toga, Helmholtz je napravio velika otkrića u oblasti elektromagnetnih pojava, termodinamike, optike, akustike, kao i u fiziologiji vida, sluha, nervnog i mišićnog sistema, izumio je niz važnih uređaja. Pošto je stekao medicinsko obrazovanje i kao profesionalni lekar, pokušao je da primeni fiziku i matematiku u fiziološkim istraživanjima. Sa 50 godina profesionalni doktor postaje profesor fizike, a 1888. godine direktor Fizičko-matematičkog instituta u Berlinu.

Francuski liječnik Jean-Louis Poiseuille (1799-1869) eksperimentalno je proučavao snagu srca kao pumpe koja pumpa krv, te je istraživao zakone kretanja krvi u venama i kapilarima. Sumirajući dobijene rezultate, izveo je formulu koja se pokazala izuzetno važnom za fiziku. Za usluge fizike, jedinica dinamičke viskoznosti, ravnoteža, nazvana je po njemu.

Slika koja prikazuje doprinos medicine razvoju fizike izgleda prilično uvjerljivo, ali joj se može dodati još nekoliko poteza. Svaki vozač je čuo za kardansko vratilo koje prenosi rotaciono kretanje pod različitim uglovima, ali malo ljudi zna da ga je izumeo italijanski doktor Gerolamo Cardano (1501-1576). Čuveno Foucaultovo klatno, koje čuva ravan oscilovanja, nosi ime francuskog naučnika Jean-Bernard-Leon Foucaulta (1819-1868), doktora po obrazovanju. Čuveni ruski doktor Ivan Mihajlovič Sečenov (1829-1905), čije ime nosi Moskovska državna medicinska akademija, proučavao je fizičku hemiju i uspostavio važan fizički i hemijski zakon koji opisuje promenu rastvorljivosti gasova u vodenom mediju u zavisnosti od prisustva. elektrolita u njemu. Ovaj zakon još uvijek proučavaju studenti, i to ne samo na medicinskim fakultetima.

"NE RAZUMEMO FORMULU!"

Za razliku od doktora iz prošlosti, mnogi studenti medicine danas jednostavno ne razumiju zašto ih predaju nauke. Sjećam se jedne priče iz svoje prakse. Intenzivna tišina, studenti druge godine Fakulteta fundamentalne medicine Moskovskog državnog univerziteta pišu test. Tema je fotobiologija i njena primjena u medicini. Napominjemo da su fotobiološki pristupi zasnovani na fizičkim i hemijskim principima djelovanja svjetlosti na materiju danas prepoznati kao najperspektivniji za liječenje onkoloških bolesti. Nepoznavanje ovog odjeljka, njegovih osnova je ozbiljna šteta u medicinskom obrazovanju. Pitanja nisu previše komplikovana, sve je u okviru materijala predavanja i seminara. Ali rezultat je razočaravajući: skoro polovina učenika dobila je dvojke. A za sve koji se nisu snašli sa zadatkom, karakteristično je jedno – fiziku nisu predavali u školi niti je predavali kroz rukav. Za neke, ova tema izaziva pravi užas. U hrpi testnih papira naišao sam na list poezije. Studentica se, nesposobna da odgovori na pitanja, u poetskom obliku požalila da mora da trpa ne latinicu (vječna muka studenata medicine), već fiziku, a na kraju je uzviknula: „Šta da radimo? Uostalom, mi smo doktori, ne možemo razumjeti formule!" Mlada pjesnikinja, koja je u svojim pjesmama kontrolu nazvala "sudnjim danom", nije izdržala ispit iz fizike i na kraju je prešla na Fakultet humanističkih nauka.

Kada studenti, budući doktori, operišu pacova, nikome ne bi palo na pamet da se zapita zašto je to potrebno, iako se ljudski i štakorski organizmi dosta razlikuju. Zašto je budućim ljekarima potrebna fizika nije tako očigledno. Ali može li doktor koji ne razumije osnovne zakone fizike kompetentno raditi sa najsloženijom dijagnostičkom opremom kojom su moderne klinike "natrpane"? Inače, mnogi učenici, nakon što su prevladali prve neuspjehe, s entuzijazmom počinju da se bave biofizikom. Na kraju akademske godine, kada su održane teme kao što su "Molekularni sistemi i njihova haotična stanja", "Novi analitički principi pH-metrije", "Fizička priroda hemijskih transformacija supstanci", "Antioksidativna regulacija procesa peroksidacije lipida" studirali, studenti druge godine pisali su: "Otkrili smo fundamentalne zakone koji određuju osnovu živog i, moguće, svemira. Otkrili smo ih ne na osnovu spekulativnih teorijskih konstrukcija, već u stvarnom objektivnom eksperimentu. Bilo nam je teško, ali zanimljivo." Možda među ovim momcima ima budućih Fedorova, Ilizarova, Šumakova.

“Najbolji način da nešto proučite je da to sami otkrijete”, rekao je njemački fizičar i pisac Georg Lichtenberg. “Ono što ste sami bili prisiljeni otkriti ostavlja put u vašem umu koji možete ponovo koristiti kada se ukaže potreba.” Ovaj najefikasniji princip učenja star je koliko i svijet. Ona je u osnovi "Sokratove metode" i naziva se principom aktivnog učenja. Na ovom principu je izgrađena nastava biofizike na Fakultetu fundamentalne medicine.

RAZVOJ FUNDAMENTALNOSTI

Fundamentalnost medicine je ključ njene trenutne održivosti i budućeg razvoja. Moguće je istinski postići cilj posmatrajući tijelo kao sistem sistema i slijedeći put dubljeg razumijevanja njegovog fizičko-hemijskog razumijevanja. Šta je sa medicinskim obrazovanjem? Odgovor je jasan: povećati nivo znanja učenika iz oblasti fizike i hemije. Godine 1992. osnovan je Fakultet fundamentalne medicine na Moskovskom državnom univerzitetu. Cilj je bio ne samo da se medicina vrati na univerzitet, već i da se, bez smanjenja kvaliteta medicinske obuke, oštro ojača prirodno-naučna baza znanja budućih doktora. Takav zadatak zahtijeva intenzivan rad i nastavnika i učenika. Od studenata se očekuje da svjesno izaberu fundamentalnu medicinu u odnosu na konvencionalnu medicinu.

Još ranije, ozbiljan pokušaj u tom pravcu bilo je stvaranje medicinsko-biološkog fakulteta na Ruskom državnom medicinskom univerzitetu. Za 30 godina rada fakulteta školovan je veliki broj medicinskih specijalista: biofizičara, biohemičara i kibernetičara. Ali problem ovog fakulteta je u tome što su do sada njegovi diplomci mogli da se bave samo medicinskim naučnim istraživanjima, a da nisu imali pravo da leče pacijente. Sada se ovaj problem rješava - na Ruskom državnom medicinskom univerzitetu, zajedno sa Institutom za usavršavanje doktora, stvoren je obrazovni i naučni kompleks koji omogućava studentima viših razreda da prođu dodatnu medicinsku obuku.

Doktor bioloških nauka Y. PETRENKO.

Oni su promijenili naš svijet i značajno utjecali na živote mnogih generacija.

Veliki fizičari i njihova otkrića

(1856-1943) - pronalazač u oblasti elektrotehnike i radiotehnike srpskog porekla. Nikola se naziva ocem moderne električne energije. Napravio je mnoga otkrića i izume, primivši više od 300 patenata za svoje kreacije u svim zemljama u kojima je radio. Nikola Tesla nije bio samo teorijski fizičar, već i briljantan inženjer koji je stvorio i testirao svoje izume.
Tesla je otkrio naizmjeničnu struju, bežični prijenos energije, struju, njegov rad je doveo do otkrića rendgenskih zraka, stvorio mašinu koja je izazivala vibracije zemljine površine. Nikola je predvidio dolazak ere robota sposobnih za bilo koji posao.

(1643-1727) - jedan od očeva klasične fizike. On je potkrijepio kretanje planeta Sunčevog sistema oko Sunca, kao i nastanak oseka i oseka. Newton je stvorio temelje moderne fizičke optike. Vrh njegovog rada je dobro poznati zakon univerzalne gravitacije.

John Dalton- Engleski fizički hemičar. Otkrio je zakon ravnomernog širenja gasova pri zagrevanju, zakon višestrukih odnosa, fenomen polimera (npr. etilena i butilena).Tvorac atomske teorije strukture materije.

Michael Faraday(1791 - 1867) - engleski fizičar i hemičar, osnivač teorije elektromagnetnog polja. U svom životu napravio je toliko naučnih otkrića da bi desetak naučnika bilo dovoljno da ovjekovječe njegovo ime.

(1867 - 1934) - fizičar i hemičar poljskog porekla. Zajedno sa suprugom otkrila je elemente radijum i polonijum. Radio na radioaktivnosti.

Robert Boyle(1627 - 1691) - engleski fizičar, hemičar i teolog. Zajedno sa R. Townleyem ustanovio je zavisnost zapremine iste mase vazduha od pritiska na konstantnoj temperaturi (Boyle-Mariotteov zakon).

Ernest Rutherford- Engleski fizičar, otkrio je prirodu indukovane radioaktivnosti, otkrio emanaciju torijuma, radioaktivni raspad i njegov zakon. Rutherforda često s pravom nazivaju jednim od titana fizike dvadesetog vijeka.

- Nemački fizičar, tvorac opšte teorije relativnosti. Sugerirao je da se sva tijela ne privlače jedno drugo, kako se vjerovalo još od vremena Njutna, već savijaju okolni prostor i vrijeme. Ajnštajn je napisao preko 350 radova iz fizike. Tvorac je specijalne (1905) i opšte teorije relativnosti (1916), principa ekvivalencije mase i energije (1905). Razvio mnoge naučne teorije: kvantni fotoelektrični efekat i kvantni toplotni kapacitet. Zajedno sa Planckom razvio je osnove kvantne teorije, predstavljajući osnovu moderne fizike.

Alexander Stoletov- Ruski fizičar, otkrio je da je veličina fotostruje zasićenja proporcionalna svjetlosnom fluksu koji pada na katodu. Približio se uspostavljanju zakona o električnim pražnjenjima u gasovima.

(1858-1947) - njemački fizičar, tvorac kvantne teorije, koja je napravila pravu revoluciju u fizici. Klasična fizika, za razliku od moderne, sada znači "fizika prije Plancka".

Paul Dirac- Engleski fizičar, otkrio je statističku distribuciju energije u sistemu elektrona. Dobio je Nobelovu nagradu za fiziku "za otkriće novih produktivnih oblika atomske teorije".

Dostignuća u medicini

Istorija medicine je sastavni dio ljudske kulture. Medicina se razvijala i formirala po zakonima koji su bili isti za sve nauke. Ali ako su drevni iscjelitelji slijedili vjerske dogme, onda se kasnije razvoj medicinske prakse odvijao pod zastavom grandioznih otkrića nauke. Portal Samogo.Net poziva vas da se upoznate sa najznačajnijim dostignućima u svijetu medicine.

Andreas Vesalius je proučavao ljudsku anatomiju na osnovu svojih autopsija. Za 1538. analiza ljudskih leševa bila je neuobičajena, ali Vesalius je smatrao da je koncept anatomije veoma važan za hirurške intervencije. Andreas je stvorio anatomske dijagrame nervnog i cirkulatornog sistema, a 1543. godine objavio je delo koje je označilo početak rađanja anatomije kao nauke.

Godine 1628. William Harvey je ustanovio da je srce organ odgovoran za cirkulaciju i da krv cirkulira cijelim ljudskim tijelom. Njegov esej o radu srca i cirkulaciji krvi kod životinja postao je osnova za nauku o fiziologiji.

Godine 1902. u Austriji, biolog Karl Landsteiner i njegovi saradnici otkrili su četiri krvne grupe kod ljudi i razvili klasifikaciju. Poznavanje krvnih grupa je od velikog značaja u transfuziji krvi, koja se široko koristi u medicinskoj praksi.

Između 1842. i 1846. neki od naučnika otkrivaju da se hemikalije mogu koristiti u anesteziji za otupljivanje operacija. Još u 19. veku, gas za smeh i sumporni etar su se koristili u stomatologiji.

Revolucionarna otkrića

Godine 1895. Wilhelm Roentgen je, eksperimentirajući s izbacivanjem elektrona, slučajno otkrio X-zrake. Ovo otkriće je donelo Rentgenu Nobelovu nagradu za istoriju fizike 1901. godine i revolucionisalo je medicinu.

Godine 1800. Pasteur Louis formulira teoriju i vjeruje da bolesti uzrokuju različite vrste mikroba. Pasteur se zaista smatra "ocem" bakteriologije i njegov rad je bio poticaj za dalja istraživanja u nauci.

F. Hopkins i brojni drugi naučnici u 19. veku su otkrili da nedostatak određenih supstanci izaziva bolest. Ove supstance su kasnije nazvane vitamini.

U periodu od 1920. do 1930. A. Fleming slučajno otkriva buđ i naziva je penicilinom. Kasnije su G. Flory i E. Boris izolovali čisti penicilin i potvrdili njegova svojstva kod miševa koji su imali bakterijsku infekciju. To je dalo poticaj razvoju antibiotske terapije.

1930. G. Domagk saznaje da narandžasto-crvena boja utiče na streptokoknu infekciju. Ovo otkriće omogućava sintezu kemoterapeutskih lijekova.

Dalja istraživanja

Doktor E. Jenner, 1796. godine, prvi put vakciniše protiv malih boginja i utvrđuje da ova vakcinacija daje imunitet.

F. Banting i njegove kolege su 1920. godine identificirali inzulin, koji pomaže u ravnoteži šećera u krvi kod ljudi koji imaju dijabetes. Prije otkrića ovog hormona, takvi pacijenti se nisu mogli spasiti.

G. Varmus i M. Bishop su 1975. godine otkrili gene koji stimulišu razvoj tumorskih ćelija (onkogeni).

Nezavisno jedan od drugog, naučnici R. Gallo i L. Montagnier su 1980. godine otkrili novi retrovirus, koji je kasnije nazvan virusom ljudske imunodeficijencije. Takođe, ovi naučnici klasifikuju virus kao uzročnik sindroma stečene imunodeficijencije.