Povijest razvoja medicinske fizike. Najvažnija otkrića u medicini

Otkrića se ne rađaju iznenada. Svakom razvoju događaja, prije nego što su mediji saznali za njega, prethodi dug i mukotrpan rad. I prije nego što se u ljekarni, iu laboratorijima pojave testovi i tablete - nove dijagnostičke metode, mora proći vrijeme. Tijekom proteklih 30 godina broj medicinskih istraživanja porastao je gotovo 4 puta, a uključena su u medicinsku praksu.

Biokemijski test krvi kod kuće
Uskoro će biokemijski test krvi, poput testa na trudnoću, potrajati nekoliko minuta. Nanobiotehnolozi MIPT-a stavljaju visokoprecizni test krvi u običnu test traku.

Biosenzorski sustav baziran na korištenju magnetskih nanočestica omogućuje precizno mjerenje koncentracije proteinskih molekula (markera koji upućuju na razvoj različitih bolesti) i maksimalno pojednostavljenje postupka biokemijske analize.

"Tradicionalno, ispitivanja koja se mogu provoditi ne samo u laboratoriju, već i na terenu, temelje se na korištenju fluorescentnih ili obojenih naljepnica, a rezultati se određuju "okom" ili pomoću video kamere. Koristimo magnetsku čestice, koje imaju prednost: uz njihovu pomoć moguće je provesti analizu čak i potapanjem test trake u potpuno neprozirnu tekućinu, na primjer, odrediti tvari izravno 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 omogućuje da točno odredite koncentraciju proteina (to jest, u kojoj je fazi razvoja).

"Numeričko mjerenje se izvodi samo elektronički pomoću prijenosnog uređaja. Isključene su situacije "da ili ne"," kaže Aleksej Orlov. Prema studiji objavljenoj u časopisu Biosensors and Bioelectronics, sustav 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 će biosenzor, između ostalog, moći provoditi monitoring okoliša, analizu proizvoda i lijekova, a sve to na licu mjesta, bez nepotrebnih instrumenata i troškova.

Bionički udovi koji se mogu trenirati
Današnje bioničke ruke po funkcionalnosti se ne razlikuju puno od pravih – mogu pomicati prste i uzimati predmete, ali su ipak daleko od “originala”. Kako bi “sinkronizirali” osobu sa strojem, znanstvenici ugrađuju elektrode u mozak, uklanjaju električne signale iz mišića i živaca, no proces je naporan i traje nekoliko mjeseci.

Tim GalvaniBionixa, koji se sastoji od studenata i diplomiranih studenata MIPT-a, pronašao je način kako olakšati učenje i učiniti ga tako da se ne osoba prilagođava robotu, već se ud prilagođava čovjeku. Program koji su napisali znanstvenici pomoću posebnih algoritama prepoznaje "mišićne naredbe" svakog pacijenta.

"Većina mojih kolega iz razreda, koji imaju jako cool znanje, ide u rješavanje financijskih problema - idu raditi u korporacije, kreiraju mobilne aplikacije. Ovo nije loše i nije dobro, samo je drugačije. Ja sam osobno želio napraviti nešto globalno, u kraj kako bi djeca imala o čemu pričati. A u Phystechu sam pronašao istomišljenike: svi su iz različitih područja - fiziolozi, matematičari, programeri, inženjeri - i našli smo takav zadatak za sebe, "Alexey Tsyganov , član GalvaniBionix tima, podijelio je svoj osobni motiv.

Dijagnoza raka DNK
U Novosibirsku je razvijen ultraprecizan testni sustav za ranu dijagnozu raka. Prema riječima Vitalyja Kuznetsova, istraživača u Vector centru za virusologiju i biotehnologiju, njegov je tim uspio stvoriti određeni oncomarker - enzim koji može otkriti rak u ranoj fazi pomoću DNK izolirane iz sline (krvi ili urina).

Sada se sličan test provodi analizom specifičnih proteina koji tvore tumor. Novosibirski pristup predlaže promatranje modificirane DNK stanice raka, koja se pojavljuje mnogo prije proteina. U skladu s tim, dijagnoza vam omogućuje otkrivanje bolesti u početnoj fazi.

Sličan sustav se već koristi u inozemstvu, ali u Rusiji nije certificiran. Znanstvenici su uspjeli "pojeftiniti" postojeću tehnologiju (1,5 rubalja prema 150 eura - 12 milijuna rubalja). Djelatnici "Vektora" očekuju da će uskoro njihova analiza biti uvrštena na obveznu listu za klinički pregled.

elektronski nos
Na Sibirskom institutu za fiziku i tehnologiju stvoren je "elektronički nos". Analizator plina ocjenjuje kvalitetu hrane, kozmetičkih i medicinskih proizvoda, a također je u stanju dijagnosticirati niz bolesti putem izdahnutog zraka.

"Ispitivali smo jabuke: kontrolni dio smo stavili u hladnjak, a ostatak ostavili u zatvorenom prostoru na sobnoj temperaturi", kaže Timur Muksunov, znanstveni inženjer u Laboratoriju za sigurnosne metode, sustave i tehnologije Sibirskog instituta za fiziku i tehnologiju.

"Nakon 12 sati korištenjem instalacije bilo je moguće otkriti da drugi dio intenzivnije ispušta plinove od kontrolnog. Sada se na povrtnim bazama proizvodi primaju prema organoleptičkim pokazateljima, a uz pomoć uređaja koji se stvara , bit će moguće točnije odrediti rok trajanja proizvoda, što će utjecati na njegovu kvalitetu", - rekao je. Muksunov polaže nade u program podrške start-upu - "nos" je potpuno spreman za serijsku proizvodnju i čeka financiranje.

tableta za depresiju
Znanstvenici iz zajedno s kolegama iz njih. N.N. Vorozhtsova razvila je novi lijek za liječenje depresije. Tableta povećava koncentraciju serotonina u krvi, čime se pomaže nositi se s plavetnilom.

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

Inovacije se rađaju u znanstvenim laboratorijima

Već niz godina zaposlenici laboratorija za epigenetiku razvoja Federalnog istraživačkog centra "Institut za citologiju i genetiku Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti" rade na stvaranju Biobanke staničnih modela čovjeka. bolesti, koji će se potom koristiti za izradu lijekova za liječenje nasljednih neurodegenerativnih i kardiovaskularnih bolesti.

Nanočestice: nevidljive i utjecajne

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

Novosibirski znanstvenici razvili su spoj koji će pomoći u borbi protiv tumora

​Istraživači na Institutu za kemijsku biologiju i fundamentalnu medicinu Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti stvaraju konstruktorske spojeve na bazi proteina albumina koji mogu učinkovito doći do tumora pacijenata oboljelih od raka - u budućnosti bi te tvari mogle postati osnova za droge.

Sibirski znanstvenici razvili su protezu zaliska za dječja srca

Zaposlenici Nacionalnog centra za medicinska istraživanja nazvanog po akademiku E. N. Meshalkinu stvorili su novu vrstu bioproteze ventila za dječju kardiokirurgiju. Manje je sklon kalcifikaciji od ostalih, što će smanjiti broj ponovljenih kirurških intervencija.

Sibirski inhibitori lijekova protiv raka su u pretkliničkim ispitivanjima

Znanstvenici Instituta za kemijsku biologiju i fundamentalnu medicinu Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti, Novosibirski institut za organsku kemiju. Institut za citologiju i genetiku N. N. Vorozhtsova Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti i Institut za citologiju i genetiku Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti pronašli su učinkovite proteinske mete za razvoj lijekova protiv raka rektuma, pluća i crijeva.

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

​Na VI međunarodnom forumu za tehnološki razvoj i izložbi Technoprom-2018 potpisani su ugovori o suradnji između petrokemijske tvrtke SIBUR LLC i dvije novosibirske istraživačke organizacije: Novosibirskog instituta za organsku kemiju.

Protekla godina bila je vrlo plodna za znanost. Poseban napredak znanstvenici su postigli u području medicine. Čovječanstvo je napravilo nevjerojatna otkrića, znanstvena otkrića i stvorilo mnoge korisne lijekove koji će zasigurno uskoro biti slobodno dostupni. Pozivamo vas da se upoznate s deset najnevjerojatnijih medicinskih otkrića 2015. godine, koji će zasigurno dati ozbiljan doprinos razvoju medicinskih usluga u vrlo bliskoj budućnosti.

Otkriće teiksobaktina

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

Znanstvenici su otkrili novu klasu antibiotika od 25 antimikrobnih sredstava, uključujući i vrlo važan teixobactin. Ovaj antibiotik uništava mikrobe blokirajući njihovu sposobnost stvaranja novih stanica. Drugim riječima, mikrobi pod utjecajem ovog lijeka ne mogu s vremenom razviti i razviti otpornost na lijek. Teixobactin se sada pokazao vrlo učinkovitim protiv rezistentnog Staphylococcus aureus i nekoliko bakterija koje uzrokuju tuberkulozu.

Laboratorijski testovi teiksobaktina provedeni su na miševima. Velika većina eksperimenata pokazala je učinkovitost lijeka. Pokusi na ljudima trebali bi započeti 2017.

Liječnici su izrasli nove glasnice

Jedno od najzanimljivijih i najperspektivnijih područja u medicini je regeneracija tkiva. 2015. godine dodana je nova stavka na popis umjetno rekreiranih organa. Liječnici sa Sveučilišta Wisconsin naučili su uzgajati ljudske glasnice, zapravo, iz ničega.
Grupa znanstvenika predvođena dr. Nathanom Welhanom je bioinženjeringom izradila tkivo koje može oponašati rad sluznice glasnica, odnosno to tkivo koje predstavljaju dva režnja žica, koji vibriraju stvarajući ljudski govor . Donorske stanice, iz kojih su naknadno izrasli novi ligamenti, uzete su od pet pacijenata dobrovoljaca. U laboratoriju su u dva tjedna znanstvenici uzgojili potrebno tkivo, nakon čega su ga dodali u umjetni model grkljana.

Zvuk koji stvaraju rezultirajuće glasnice znanstvenici opisuju kao metalni i uspoređuju ga sa zvukom robotskog kazooa (igrački puhački glazbeni instrument). Međutim, znanstvenici su uvjereni da će glasnice 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 s cijepljenim ljudskim imunitetom, istraživači su odlučili testirati hoće li tijelo glodavaca odbaciti novo tkivo. Srećom, to se nije dogodilo. Dr. Welham uvjeren je da ni ljudsko tijelo neće odbaciti tkivo.

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 Sveučilišta Georgetown pokazuje da Tasingin lijek može biti vrlo moćan alat za kontrolu motoričkih simptoma kod osoba s Parkinsonovom bolešću, poboljšavajući njihovu motoričku funkciju i kontrolirajući nemotoričke simptome bolesti.

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

Znanstvenici su šest mjeseci davali povećane doze nilotiniba 12 pacijenata dobrovoljaca. Kod svih 12 pacijenata koji su završili ovo ispitivanje lijeka do kraja, došlo je do poboljšanja motoričkih funkcija. Njih 10 pokazalo je značajno poboljšanje.

Glavni cilj ove studije bio je ispitati sigurnost i neškodljivost nilotiniba u ljudi. Doza korištenog lijeka bila je mnogo manja od doze koja se obično daje pacijentima s leukemijom. Unatoč činjenici da je lijek pokazao svoju učinkovitost, studija je još uvijek provedena na maloj skupini ljudi bez uključivanja kontrolnih skupina. Stoga, prije nego što se Tasinga koristi kao terapija za Parkinsonovu bolest, morat će se napraviti još nekoliko ispitivanja i znanstvenih studija.

Prva 3D ispisana škrinja na svijetu

U posljednjih nekoliko godina, tehnologija 3D ispisa ušla je u mnoga područja, što je dovelo do nevjerojatnih otkrića, razvoja i novih proizvodnih metoda. Godine 2015. liječnici iz Sveučilišne bolnice Salamanca u Španjolskoj izveli su prvu operaciju na svijetu kojom su pacijentu zamijenili oštećeni prsni koš novom 3D printanom protezom.

Muškarac je bolovao od rijetke vrste sarkoma, a liječnici nisu imali drugog izbora. Kako bi izbjegli daljnje širenje tumora po cijelom tijelu, stručnjaci su uklonili gotovo cijelu prsnu kost s osobe i zamijenili kosti implantatom od titana.

U pravilu se implantati za velike dijelove kostura izrađuju od raznih materijala koji se s vremenom mogu istrošiti. Osim toga, zamjena tako složene artikulacije kostiju kao što su kosti prsne kosti, koje su obično jedinstvene u svakom pojedinačnom slučaju, zahtijevala je od liječnika da pažljivo skeniraju prsnu kost osobe kako bi dizajnirali implantat odgovarajuće veličine.

Odlučeno je koristiti leguru titana kao materijal za novu prsnu kost. Nakon izvođenja visokopreciznih 3D CT skeniranja, znanstvenici su upotrijebili Arcam pisač vrijedan 1,3 milijuna dolara kako bi stvorili novu škrinju od titana. Operacija ugradnje nove prsne kosti pacijentu je bila uspješna, a osoba je već završila cijeli tečaj rehabilitacije.

Od stanica kože do moždanih stanica

Znanstvenici s Salk instituta iz Kalifornije u La Jolli posvetili su prošlu godinu istraživanju ljudskog mozga. Razvili su metodu za transformaciju stanica kože u moždane stanice i već su pronašli nekoliko korisnih primjena za novu tehnologiju.

Valja napomenuti da su znanstvenici pronašli način da stanice kože pretvore u stare moždane stanice, što pojednostavljuje njihovu daljnju upotrebu, primjerice, u istraživanju Alzheimerove i Parkinsonove bolesti te njihovog odnosa s učincima starenja. Povijesno gledano, životinjske moždane stanice korištene su za takva istraživanja, međutim, znanstvenici su u ovom slučaju bili ograničeni u svojim mogućnostima.

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

Nakon što su istraživači razvili način za umjetno stvaranje moždanih stanica, svoju su pozornost usmjerili na stvaranje neurona koji bi imali sposobnost proizvodnje serotonina. I premda dobivene stanice imaju samo mali djelić sposobnosti ljudskog mozga, one aktivno pomažu znanstvenicima u istraživanju i pronalaženju lijekova za bolesti i poremećaje kao što su autizam, shizofrenija i depresija.

Kontracepcijske pilule za muškarce

Japanski znanstvenici s Instituta za istraživanje mikrobnih bolesti u Osaki objavili su novi znanstveni rad prema kojem ćemo u ne tako dalekoj budućnosti moći proizvoditi kontracepcijske pilule za muškarce u stvarnom životu. U svom radu znanstvenici opisuju studije lijekova "Tacrolimus" i "Cyxlosporin A".

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

U svojoj studiji na laboratorijskim miševima, znanstvenici su otkrili da čim se protein PPP3CC ne proizvodi u organizmima glodavaca, njihove reproduktivne funkcije su naglo smanjene. To je potaknulo istraživače na zaključak da nedovoljna količina ovog proteina može dovesti do steriliteta. Nakon pažljivijeg proučavanja, stručnjaci su zaključili da ovaj protein daje spermijima fleksibilnost i potrebnu snagu i energiju za prodiranje kroz membranu jajne stanice.

Testiranje na zdravim miševima samo je potvrdilo njihovo otkriće. Samo pet dana korištenja lijekova "Tacrolimus" i "Cyxlosporin A" dovelo je do potpune neplodnosti miševa. Međutim, njihova reproduktivna funkcija u potpunosti je 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.

Unatoč obećavajućim rezultatima, trebat će nekoliko godina za stvaranje pravih muških kontracepcijskih pilula. Oko 80 posto studija na miševima nije primjenjivo na ljudske slučajeve. Međutim, znanstvenici se i dalje nadaju uspjehu, jer je učinkovitost lijekova dokazana. Osim toga, slični lijekovi već su prošli klinička ispitivanja na ljudima i naširoko se koriste.

DNK pečat

Tehnologije 3D ispisa stvorile su jedinstvenu novu industriju - ispis i prodaju DNK. Istina, vjerojatnije je da će se izraz "tiskanje" ovdje koristiti posebno u komercijalne svrhe i ne opisuje nužno što se zapravo događa u ovom području.

Izvršni direktor Cambrian Genomicsa objašnjava da se proces najbolje opisuje izrazom "provjera pogrešaka", a ne "ispis". Milijuni komada DNK stavljaju se na sićušne metalne podloge i skeniraju računalom, koje odabire niti koje će na kraju činiti cijeli lanac DNK. Nakon toga, potrebne veze se pažljivo izrezuju laserom i postavljaju u novi lanac, koji je prethodno naručio naručitelj.

Tvrtke poput Cambriana vjeruju da će ljudi u budućnosti moći stvarati nove organizme samo za zabavu s posebnim računalnim hardverom i softverom. Naravno, takve će pretpostavke odmah izazvati pravednu ljutnju ljudi koji sumnjaju u etičku ispravnost i praktičnu korisnost ovih studija i prilika, ali prije ili kasnije, htjeli mi to ili ne, doći ćemo do ovoga.

Sada, ispis DNK ne daje mnogo obećanja u području medicine. Proizvođači lijekova i istraživačke tvrtke među prvim su kupcima tvrtki poput Cambriana.

Istraživači s Instituta Karolinska u Švedskoj otišli su korak dalje i počeli stvarati razne figurice od DNK niti. DNA 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 u isporuci lijekova u tijelo.

Nanoboti u živom organizmu

Početkom 2015. godine, polje robotike ostvarilo je veliku pobjedu kada je grupa istraživača sa Sveučilišta u Kaliforniji u San Diegu objavila da su proveli prve uspješne testove pomoću nanobota koji su svoju zadaću obavljali iz unutrašnjosti živog organizma.

U ovom slučaju, laboratorijski miševi djelovali su kao živi organizam. Nakon postavljanja nanobota unutar životinja, mikrostrojevi su otišli u želudac glodavaca i isporučili teret stavljen na njih, a to su bile mikroskopske čestice zlata. Do kraja postupka znanstvenici nisu primijetili nikakva oštećenja na unutarnjim organima miševa te su na taj način potvrdili korisnost, sigurnost i učinkovitost nanobota.

Daljnji testovi su pokazali da više čestica zlata koje su dostavili nanobotovi ostaju u želucima od onih koje su tamo jednostavno unesene uz obrok. To je potaknulo znanstvenike na razmišljanje da će nanoboti u budućnosti moći puno učinkovitije isporučiti potrebne lijekove u tijelo nego tradicionalnijim metodama unošenja istih.

Motorni lanac malih robota napravljen je od cinka. Kada dođe u dodir s kiselinsko-baznim okolišem tijela, događa se kemijska reakcija koja proizvodi mjehuriće vodika koji pokreću nanobote unutra. Nakon nekog vremena, nanoboti se jednostavno otapaju u kiseloj sredini želuca.

Iako je tehnologija bila u razvoju gotovo desetljeće, tek su je 2015. znanstvenici uspjeli testirati u životnom okruženju, a ne u konvencionalnim petrijevim zdjelicama, kao što je to učinjeno mnogo puta prije. Nanoboti se u budućnosti mogu koristiti za otkrivanje, pa čak i liječenje raznih bolesti unutarnjih organa utječući na pojedine stanice pravim lijekovima.

Injekcioni nanoimplantat mozga

Tim znanstvenika s Harvarda razvio je implantat koji obećava liječenje brojnih neurodegenerativnih poremećaja koji dovode do paralize. Implantat je elektronički uređaj koji se sastoji od univerzalnog okvira (mrežice), na koji se kasnije mogu spojiti različiti nanouređaji nakon što se umetne u mozak pacijenta. Zahvaljujući implantatu, bit će moguće pratiti neuralnu aktivnost mozga, potaknuti rad određenih tkiva, a također i ubrzati regeneraciju neurona.

Elektronička mreža sastoji se od vodljivih polimernih niti, tranzistora ili nanoelektroda koje povezuju sjecišta. Gotovo cijelo područje mreže sastoji se od rupa, što omogućuje živim stanicama da formiraju nove veze oko nje.

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

Umjetna proizvodnja tetrahidrokanabinola

Već dugi niz godina marihuana se koristi u medicini kao sredstvo protiv bolova, a posebno za poboljšanje stanja oboljelih od raka i AIDS-a. U medicini se aktivno koristi i sintetička zamjena za marihuanu, odnosno njezina glavna psihoaktivna komponenta, tetrahidrokanabinol (ili THC).

Međutim, biokemičari s Tehničkog sveučilišta u Dortmundu najavili su stvaranje nove vrste kvasca koji proizvodi THC. Štoviše, neobjavljeni podaci pokazuju da su isti znanstvenici stvorili drugu vrstu kvasca koji proizvodi kanabidiol, još jedan psihoaktivni sastojak marihuane.

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

Unatoč tome, dortmundski znanstvenici uvjereni su da će u budućnosti moći pronaći učinkovitiji i brži način za ekstrakciju THC-a. Do sada, stvoreni kvasac ponovno raste na molekulama 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, znanstvenici obećavaju da će pojednostaviti proces, maksimizirati proizvodnju THC-a i proširiti se na industrijsku upotrebu, što će u konačnici zadovoljiti potrebe medicinskih istraživanja i europskih regulatora koji traže nove načine proizvodnje THC-a bez uzgoja same marihuane.

Doktor bioloških znanosti Y. PETRENKO.

Prije nekoliko godina na Moskovskom državnom sveučilištu otvoren je Fakultet temeljne medicine koji školuje liječnike sa širokim znanjem iz prirodnih disciplina: matematike, fizike, kemije i molekularne biologije. Ali pitanje koliko je temeljno znanje potrebno liječniku i dalje izaziva burnu raspravu.

Znanost i život // Ilustracije

Među simbolima medicine prikazanim na zabatima zgrade knjižnice Ruskog državnog medicinskog sveučilišta nalaze se nada i ozdravljenje.

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

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

T. Jung (1773-1829), poznati engleski liječnik i fizičar, jedan od tvoraca valne teorije svjetlosti.

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

JR Mayer (1814-1878), njemački liječnik koji je uspostavio osnovna načela zakona održanja energije.

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

Je li potrebno predavati fiziku budućim liječnicima? U posljednje vrijeme ovo pitanje zabrinjava mnoge, a ne samo one koji obrazuju stručnjake iz područja medicine. Kao i obično, postoje i sukobljavaju se dva ekstremna mišljenja. Oni koji su za to slikaju sumornu sliku, što je rezultat zanemarivanja temeljnih disciplina u obrazovanju. Oni koji su "protiv" smatraju da bi u medicini trebao dominirati humanitarni pristup i da bi liječnik prije svega trebao biti psiholog.

KRIZA MEDICINE I KRIZA DRUŠTVA

Suvremena teorijska i praktična medicina postigla je veliki uspjeh, a u tome su joj uvelike pomogla fizikalna znanja. Ali u znanstvenim člancima i publicistici ne prestaju zvučati glasovi o krizi medicine općenito, a posebno medicinskog obrazovanja. Zasigurno postoje činjenice koje svjedoče o krizi - to je pojava "božanskih" iscjelitelja, te oživljavanje egzotičnih metoda liječenja. Čarolije kao što su "abrakadabra" i amajlije poput žabljeg kraka ponovno su u upotrebi, kao u pretpovijesno doba. Sve popularniji je neovitalizam čiji je jedan od utemeljitelja, Hans Driesch, smatrao da je bit životnih pojava entelehija (neka vrsta duše), koja djeluje izvan vremena i prostora, te da se živa bića ne mogu svesti na skup fizičkih i kemijske pojave. Prepoznavanje entelehije kao vitalne sile negira važnost fizikalnih i kemijskih disciplina za medicinu.

Mogu se navesti mnogi primjeri kako pseudoznanstvene ideje zamjenjuju i istiskuju istinsko znanstveno znanje. Zašto se ovo događa? Prema Francisu Cricku, nobelovcu i otkrivaču strukture DNK, kada društvo postane jako bogato, mladi ljudi pokazuju nevoljkost za rad: radije žive lagodan život i bave se sitnicama poput astrologije. To vrijedi ne samo za bogate zemlje.

Što se tiče krize u medicini, ona se može prevladati samo podizanjem razine fundamentalnosti. Obično se vjeruje da je fundamentalnost viša razina generalizacije znanstvenih ideja, u ovom slučaju ideja o ljudskoj prirodi. Ali čak i na tom putu može se doći do paradoksa, na primjer, promatrati osobu kao kvantni objekt, potpuno apstrahirajući od fizikalno-kemijskih procesa koji se događaju u tijelu.

LIJEČNIK-MISLILAC ILI LIJEČNIK-GURU?

Nitko ne poriče da pacijentovo uvjerenje u ozdravljenje igra važnu, ponekad čak i odlučujuću ulogu (sjetimo se placebo efekta). Dakle, kakav liječnik treba pacijentu? Samouvjereno izgovarati: "Bit ćete zdravi" ili dugo razmišljati koji lijek odabrati kako biste postigli maksimalan učinak, a pritom ne naškodili?

Prema sjećanjima njegovih suvremenika, slavni engleski znanstvenik, mislilac i liječnik Thomas Jung (1773-1829) često se ukočio u neodlučnosti uz bolesnikov krevet, oklijevao u postavljanju dijagnoze, često je dugo šutio, uranjajući u sam. Iskreno je i bolno tražio istinu u najsloženijoj i najkonfuznijoj temi, o kojoj je napisao: "Ne postoji znanost koja po složenosti nadilazi medicinu. Ona nadilazi granice ljudskog uma."

Sa stajališta psihologije, liječnik-mislilac ne odgovara puno slici idealnog liječnika. Nedostaje mu hrabrosti, arogancije, imperatornosti, često svojstvene neznalicama. Vjerojatno je takva priroda osobe: nakon što se razbolio, oslonite se na brze i energične postupke liječnika, a ne na razmišljanje. Ali, kako je Goethe rekao, "nema ništa strašnije od aktivnog neznanja". Jung, kao liječnik, nije stekao veliku popularnost među pacijentima, ali među njegovim kolegama njegov je autoritet bio visok.

FIZIKU STVARAJU LIJEČNICI

Upoznaj sebe i spoznat ćeš cijeli svijet. Prva je medicina, druga je fizika. U početku je odnos medicine i fizike bio blizak, nisu se bez razloga održavali zajednički kongresi prirodnih znanstvenika i liječnika sve do početka 20. stoljeća. Inače, fiziku su uvelike stvarali liječnici, a na istraživanje su ih često poticala pitanja koja je postavljala medicina.

Liječnici-mislioci antike prvi su razmišljali o pitanju što je toplina. Znali su da je zdravlje čovjeka povezano s toplinom njegova tijela. Veliki Galen (II. stoljeće nove ere) uveo je pojmove "temperature" i "stupanj", koji su postali temeljni za fiziku i druge discipline. Tako su antički liječnici postavili temelje znanosti o toplini i izumili prve termometre.

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

Thomas Jung, koji je već spomenut, bio je liječnik, ali je također napravio velika otkrića u mnogim područjima fizike. S pravom se smatra, uz Fresnela, tvorcem valne 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 liječnik na nizozemskom brodu Java. Mornare je liječio puštanjem krvi, što se u to vrijeme smatralo lijekom za sve bolesti. Ovom prilikom su se čak našalili da su liječnici pustili više ljudske krvi nego što je proliveno na ratištima u cijeloj povijesti čovječanstva. Meyer je primijetio da kada je brod u tropima, venska krv je gotovo jednako svjetla kao arterijska krv tijekom puštanja krvi (obično je venska krv tamnija). Predložio je da ljudsko tijelo, poput parnog stroja, u tropima, pri visokim temperaturama zraka, troši manje "goriva", a samim time i ispušta manje "dima", pa se venska krv posvijetli. Osim toga, nakon razmišljanja o riječima jednog navigatora da se tijekom 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 temelj zakona održanja energije.

Izvanredni njemački znanstvenik Hermann Helmholtz (1821-1894), također liječnik, neovisno o Mayeru formulirao je zakon održanja energije i izrazio ga u suvremenom matematičkom obliku, kojim se i danas služe svi koji proučavaju i koriste fiziku. Osim toga, Helmholtz je napravio velika otkrića u području elektromagnetskih pojava, termodinamike, optike, akustike, kao i u fiziologiji vida, sluha, živčanog i mišićnog sustava, izumio niz važnih uređaja. Dobivši medicinsko obrazovanje i kao profesionalni liječnik, pokušao je primijeniti fiziku i matematiku u fiziološkim istraživanjima. U dobi od 50 godina profesionalni liječnik postaje profesor fizike, a 1888. - ravnatelj 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 kapilarama. Rezimirajući dobivene rezultate, izveo je formulu koja se pokazala iznimno važnom za fiziku. Za usluge fizike, jedinica dinamičke viskoznosti, poise, 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 rotacijsko gibanje pod različitim kutovima, ali malo ljudi zna da ju je izumio talijanski liječnik Gerolamo Cardano (1501-1576). Poznato Foucaultovo njihalo, koje čuva ravninu titranja, nosi ime francuskog znanstvenika Jean-Bernard-Leona Foucaulta (1819.-1868.), liječnika po obrazovanju. Slavni ruski liječnik Ivan Mihajlovič Sečenov (1829-1905), čije ime nosi Moskovska državna medicinska akademija, proučavao je fizikalnu kemiju i uspostavio važan fizikalni i kemijski zakon koji opisuje promjenu topljivosti plinova u vodenom mediju ovisno o prisutnosti elektrolita u njemu. Ovaj zakon još uvijek proučavaju studenti, i to ne samo na medicinskim fakultetima.

"NE RAZUMIJEMO FORMULU!"

Za razliku od prošlih liječnika, danas mnogi studenti medicine jednostavno ne razumiju zašto ih predaju znanosti. Sjećam se jedne priče iz svoje prakse. Intenzivna tišina, studenti druge godine Fakulteta fundamentalne medicine Moskovskog državnog sveučilišta pišu test. Tema je fotobiologija i njezina primjena u medicini. Napominjemo da su fotobiološki pristupi koji se temelje na fizikalnim i kemijskim 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 komplicirana, sve je u okviru gradiva predavanja i seminara. No rezultat je razočaravajući: gotovo polovica učenika dobila je dvojke. A za sve koji se nisu snašli u zadatku karakteristično je jedno – fiziku nisu predavali u školi niti su je učili kroz rukav. Za neke ova tema izaziva pravi užas. U hrpi probnih radova naišao sam na list poezije. Studentica se, ne mogavši ​​odgovoriti na pitanja, u pjesničkom obliku požalila da mora trpati ne latinski (vječna muka studenata medicine), već fiziku, a na kraju je uzviknula: "Što da radimo? Ipak smo mi liječnici , 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 Filozofski fakultet.

Kada studenti, budući liječnici, operiraju štakora, nikome ne bi palo na pamet zapitati se zašto je to potrebno, iako se ljudski i štakorski organizmi dosta razlikuju. Zašto budućim liječnicima treba fizika nije tako očito. No može li liječnik koji ne razumije osnovne zakone fizike kompetentno raditi s najsloženijom dijagnostičkom opremom kojom su moderne klinike „natrpane“? Usput, mnogi studenti, nakon što su prevladali prve neuspjehe, s entuzijazmom se počinju baviti biofizikom. Na kraju akademske godine, kada su održane teme kao što su "Molekularni sustavi i njihova kaotična stanja", "Novi analitički principi pH-metrije", "Fizikalna priroda kemijskih transformacija tvari", "Antioksidacijska regulacija procesa peroksidacije lipida" studirali, učenici druge godine napisali su: "Otkrili smo temeljne zakone koji određuju osnovu živog i, moguće, svemira. Otkrili smo ih ne na temelju spekulativnih teorijskih konstrukcija, već u stvarnom objektivnom eksperimentu. Bilo nam je teško, ali zanimljivo." Možda među tim dečkima ima budućih Fedorova, Ilizarova, Šumakova.

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

RAZVOJ FUNDAMENTALNOSTI

Temeljnost medicine ključ je njezine trenutne održivosti i budućeg razvoja. Moguće je istinski postići cilj promatrajući tijelo kao sustav sustava i slijedeći put dubljeg razumijevanja njegovog fizikalno-kemijskog razumijevanja. Što je s medicinskim obrazovanjem? Odgovor je jasan: povećati razinu znanja učenika iz područja fizike i kemije. Godine 1992. na Moskovskom državnom sveučilištu osnovan je Fakultet temeljne medicine. Cilj je bio ne samo vratiti medicinu na sveučilište, već i, bez smanjenja kvalitete medicinske izobrazbe, oštro ojačati prirodno-znanstvenu bazu znanja budućih liječnika. Takav zadatak zahtijeva intenzivan rad i nastavnika i učenika. Od studenata se očekuje da svjesno izaberu temeljnu medicinu u odnosu na konvencionalnu medicinu.

Još ranije, ozbiljan pokušaj u tom smjeru bilo je stvaranje medicinsko-biološkog fakulteta na Ruskom državnom medicinskom sveučilištu. Za 30 godina rada fakulteta osposobljen je veliki broj medicinskih specijalista: biofizičara, biokemičara i kibernetičara. No, problem ovog fakulteta je u tome što su se do sada njegovi diplomci mogli baviti samo medicinskim znanstvenim istraživanjima, a nisu imali pravo liječiti pacijente. Sada se ovaj problem rješava - na Ruskom državnom medicinskom sveučilištu, zajedno s Institutom za usavršavanje liječnika, stvoren je obrazovni i znanstveni kompleks koji studentima viših razreda omogućuje dodatnu medicinsku obuku.

Doktor bioloških znanosti Y. PETRENKO.

Promijenili su naš svijet i značajno utjecali na živote mnogih generacija.

Veliki fizičari i njihova otkrića

(1856-1943) - izumitelj u oblasti elektrotehnike i radiotehnike srpskog porijekla. Nicola 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 teoretski fizičar, već i briljantan inženjer koji je stvorio i testirao svoje izume.
Tesla je otkrio izmjeničnu struju, bežični prijenos energije, struju, njegov rad doveo je do otkrića X-zraka, stvorio stroj koji je izazivao vibracije zemljine površine. Nikola je predvidio dolazak ere robota sposobnih za bilo koji posao.

(1643-1727) - jedan od očeva klasične fizike. Potkrijepio je kretanje planeta Sunčevog sustava oko Sunca, kao i nastanak oseka i oseka. Newton je stvorio temelje za modernu fizičku optiku. Vrh njegova rada je dobro poznati zakon univerzalne gravitacije.

John Dalton- engleski fizikalni kemičar. Otkrio je zakon jednolikog širenja plinova pri zagrijavanju, zakon višestrukih omjera, fenomen polimera (npr. etilena i butilena).Tvorac atomske teorije strukture tvari.

Michael Faraday(1791. - 1867.) - engleski fizičar i kemičar, utemeljitelj teorije elektromagnetskog polja. U životu je napravio toliko znanstvenih otkrića da bi desetak znanstvenika bilo dovoljno da ovjekovječe njegovo ime.

(1867. - 1934.) - fizičar i kemičar poljskog porijekla. Zajedno sa suprugom otkrila je elemente radij i polonij. Radio na radioaktivnosti.

Robert Boyle(1627. - 1691.) - engleski fizičar, kemičar i teolog. Zajedno s R. Townleyem ustanovio je ovisnost volumena iste mase zraka o tlaku pri konstantnoj temperaturi (Boyle-Mariotteov zakon).

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

- njemački fizičar, tvorac opće teorije relativnosti. Sugerirao je da se sva tijela ne privlače jedno drugo, kako se vjerovalo još od vremena Newtona, već savijaju okolni prostor i vrijeme. Einstein je napisao preko 350 radova iz fizike. Tvorac je specijalne (1905) i opće teorije relativnosti (1916), načela ekvivalencije mase i energije (1905). Razvio mnoge znanstvene teorije: kvantni fotoelektrični efekt i kvantni toplinski kapacitet. Zajedno s Planckom razvio je temelje kvantne teorije, predstavljajući osnovu moderne fizike.

Aleksandar Stoletov- Ruski fizičar, otkrio je da je veličina fotostruje zasićenja proporcionalna svjetlosnom toku koji pada na katodu. Približio se uspostavljanju zakona električnih pražnjenja u plinovima.

(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 raspodjelu energije u sustavu elektrona. Dobio je Nobelovu nagradu za fiziku "za otkriće novih produktivnih oblika atomske teorije".

Dostignuća u medicini

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

Andreas Vesalius je proučavao ljudsku anatomiju na temelju svojih autopsija. Za 1538. analiza ljudskih leševa bila je neobična, ali Vesalius je smatrao da je koncept anatomije vrlo važan za kirurške intervencije. Andreas je stvorio anatomske dijagrame živčanog i krvožilnog sustava, a 1543. objavio je djelo koje je označilo početak rađanja anatomije kao znanosti.

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 temelj za znanost fiziologije.

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

Između 1842. i 1846. neki znanstvenici otkrivaju da se kemikalije mogu koristiti u anesteziji za otupljivanje operacija. Još u 19. stoljeću u stomatologiji su se koristili smiješni plin i sumporni eter.

Revolucionarna otkrića

Godine 1895. Wilhelm Roentgen je, eksperimentirajući s izbacivanjem elektrona, slučajno otkrio X-zrake. Ovo otkriće donijelo je Roentgenu Nobelovu nagradu za povijest fizike 1901. i revolucioniralo je medicinu.

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

F. Hopkins i niz drugih znanstvenika u 19. stoljeću otkrili su da nedostatak određenih tvari uzrokuje bolest. Te su tvari kasnije nazvane vitamini.

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

1930. G. Domagk doznaje da narančasto-crvena boja utječe na streptokoknu infekciju. Ovo otkriće omogućuje sintezu kemoterapijskih lijekova.

Daljnje istraživanje

Doktor E. Jenner, 1796. godine, prvi put cijepi protiv velikih boginja i utvrđuje da to cijepljenje daje imunitet.

F. Banting i njegovi suradnici 1920. godine identificirali su inzulin, koji pomaže u ravnoteži šećera u krvi kod ljudi koji imaju dijabetes. Prije otkrića ovog hormona, takve pacijente nije bilo moguće spasiti.

G. Varmus i M. Bishop su 1975. otkrili gene koji potiču razvoj tumorskih stanica (onkogeni).

Neovisno jedni o drugima, 1980. znanstvenici R. Gallo i L. Montagnier otkrili su novi retrovirus, koji je kasnije nazvan virusom ljudske imunodeficijencije. Također, ovi znanstvenici klasificiraju virus kao uzročnika sindroma stečene imunodeficijencije.