LDV

Egy Imec nevű belgiumi kutatási központ a Genti Egyetemmel és az EU Horizon 2020 programja által támogatott Cardis-projekt tagjaival közösen egy szilícium fotonika alapú orvosi eszköz kifejlesztésébe kezdett. Az ápoláshelyi (point-of-care, avagy Poct) készülék rendeltetése, hogy az artériás merevség fokának mérésével kiszűrje a páciensek szervezetében esetlegesen kialakult szív- és érrendszeri megbetegedéseket. A találmány a Laser Doppler Vibrometry (LDV) technológiáját alkalmazza. Az eljárás folyamán az orvosok kis teljesítményű lézersugarat bocsátanak az egyik verőér fölötti bőrfelületre. A szerkezet a visszavert csóva Doppler-eltolódásának elemzésével tudja megmérni a bőrfelületen a szívverések okozta rezgés amplitúdóját és frekvenciáját. Két sorban, hat-hat lézersugárral dolgozik, hogy az artériát lefedő terület vibrációját egyidejűleg több ponton is tanulmányozni tudja. A hajszárító küllemű eszköz lelkét egy szilícium fotonikus chip képezi. Az Hôpital Européen Georges-Pompidou nevű párizsi kórházban egy klinikai „alkalmassági teszten” 100 páciensen már megvizsgálták, hogy klinikai környezetben is fel lehet-e használni a szerkezetet. Az adatok azt mutatták, hogy a leolvasott értékek pontosak. A fejlesztők mindazonáltal a hollandiai Academic Hospital of Maastricht elnevezésű gyógyintézetben továbbra is „vizsgáztatni” fogják a készüléket.

ReCIVA Breath Sampler

A ReCIVA Breath Sampler egy oxigénmaszkszerű készülék, amely (jó esetben) a páciens által kilélegzett biomarkerekből és illékony szerves vegyületekből (VOC-kből) az egyes betegségek felismerésére és az előrehaladásuk nyomon követésére is képes. A feltalálói abban reménykednek, hogy akár a tumorok első jeleinek detektálására is alkalmas az eszköz. Jelenleg öt klinikai vizsgálat keretében tesztelik a ReCIVA Breath Sampler kvalitásait, amelyekből kettő a tüdőrák felismerésére fókuszál. Közülük is a legjelentősebb a 2015-ben elindított Lung Cancer Indicator Detection (LuCID) vizsgálat, amely a korai diagnózisra összpontosít. A rosszindulatú betegségek közül férfiaknál a leggyakoribb, nőknél a második leggyakoribb halálok a tüdőrák. Korai stádiumában a betegség semmilyen, vagy csak nagyon enyhe tüneteket okoz, ami azt jelenti, hogy a diagnózis idejére általában már előrehaladott állapotba kerül, és így a túlélés esélyei is alacsonyak. A LuCID vizsgálat közbenső eredményei állítólag reménykeltőek, és ha minden jól megy, a maszkot kifejlesztő Owlstone Medical megoldása a tüdőszűrést sokkal eredményesebb lehetőséggé teszi.

3D-nyomtatású gerincvelő-implantátum

A gerincvelő-sérülések esetleges meggyógyítására alkalmas, idegi őssejtekkel feltölthető implantátumot nyomtatott ki egy kaliforniai tudóscsapat. Az additív gyártással előállított váz a sérüléseken keresztül végig idegsejt-regenerációt idéz elő, és így újra kapcsolatot tud teremteni a károsodás folyamán egymástól elszakadt idegsejtek között. Patkánymodelleken tesztelve az implantátum elősegítette a szövet helyreállítását és az idegi őssejtek axonjainak (az idegsejtsajátos szerkezetű, leghosszabb nyúlványai) növekedését a vázról a gerincvelő épen maradt része felé. A tudósok egy gyors 3D-nyomtatási eljárással állították elő a központi idegrendszer struktúrájához hibátlanul illeszkedő, és az axonok növekedését optimális irányba terelő implantátumot. A terjeszkedés útvonalát 200 mikrométer átmérőjű járatok szabják meg az idegi őssejtek és az axonok számára. Bár egy ideig még várni kell, amíg a technikát embereken is tesztelni lehet, annyi biztos, hogy az implantátum a célhoz megfelelő nagyságúra méretezhető. Az emberi gerincsérülésekről készült MRI-felvételek alapján lemodellezett, négy centiméter átmérőjű változatok kinyomtatása kevesebb mint tíz percet vett igénybe.

Pixium

A retina mögé beültetett elektronikus chippel kezelné az időskori makuladegenerációtól (AMD) szenvedő embereket egy francia vállalat. A Pixium Vision lapkája egy kisebb klinikai teszt alatt öt páciens esetében már bebizonyította a hatékonyságát. A 65 év feletti európai lakosság körében a gyengénlátást leggyakrabban az AMD idézi elő. A mindmáig kezelhetetlennek tartott betegség esetében az olvasáshoz és például vezetéshez elengedhetetlen centrális látás romlását a retina (recehártya) fényérzékelő sejtjeinek degenerálódása okozza. A Pixium fényre érzékeny lapkája a retina mögé ültetve éppen ezeket az elhalófélben lévő sejteket pótolja. A találmány része még egy hordható kamera és egy speciális kiterjesztettvalóság-szemüveg. Ezek az eszközök működés közben közel-infravörös fényt vetítenek az implantátumra, amely a beérkező sugaraktól hajtva küld vizuális információt az agy felé. A Pixium találmányának beültetése két órát igényel. A lapka energiaellátása vezeték nélkül történik meg. Ez komoly előrelépés a többi implantátumrendszerhez képest, amelyeknek a behelyezése hat órát tart, és beültetett vezetékeken keresztül merítenek maguknak erőt a működéshez. Ezeket az implantátumokat ráadásul a retina elé ágyazzák be, és a retina információfeldolgozó sejtjeit megkerülve a látóideghez vezető sejteket stimulálják. A Pixium lapkája éppen az előbbiek adottságait használja ki. A chip beültetése után fél évvel elvégzett közbenső tesztek alatt kiderült, hogy a technológia hatékonysága még a Pixium várakozásait is felülmúlja. A vizsgált alanyok többsége minták és betűk felismerésére egyaránt képes volt.

Portal Prime

Egy, az MIT szárnyai alól előmerészkedő Portal Instruments nevű cég kifejlesztett egy gyógyszerinjektáló készüléket, amely fájdalommentesen fecskendezi be az orvosságot a páciens szervezetébe. A Portal Prime nevű eszköz nagyjából akkora, mint egy elektromos borotva. A gyógyszereket a szerkezet tartozékát képező fúvókával ellátott hüvelybe kell beletölteni. Miután a hüvelyt behelyeztük a készülékbe, és ez utóbbit (egy gombnyomással) működésbe hozzuk, egy lineáris elektromágneses aktuátor a tartályban levő dugattyúnak nekifeszül, és nyomás alá helyezi a gyógyszert. A folyékony készítmény erős, hajszálvékony sugárban, tű közreműködése nélkül hatol a bőr alá, és így a kezelés nem okoz fájdalmat. Bár egy ideje már léteznek hasonló technikák, ezek az eszközök alkalmatlanok a szervezetbe lövellt nagynyomású folyadéksugarak szabályozására, és így gyakran nem használhatók optimálisan. A titok nyitja egy zártláncú visszacsatolási rendszerben rejlik. Az algoritmus folyamatosan nyomon követi a befecskendezett vegyület mozgását, és valós idejű értesítéseket küld az aktuátornak, amely így a kilövellt orvosságot automatikusan, szüntelen finomhangolással irányítani tudja. A rendszer a készítményt így mindig az előre megszabott mennyiségben és pontosan a kijelölt mélységbe juttatja el.

Összeállításunkból jól látszik például, hogy a mesterséges implantátumok az orvostudományban egyre fontosabb szerephez jutnak, és hogy a kényelem (hordozhatóság, fájdalommentesség stb.) is egyre meghatározóbb szemponttá válik az egyes megoldások kitervelésénél. Bár írásunk korántsem nyújt rálátást a modern technológiák teljes spektrumára, azt igyekszik érzékeltetni, milyen sokféle találmány vagy akár diszciplína szökkenhet szárba az egyes megközelítésekből, illetve technológiákból.