Шесть разработок будущего: контактные линзы для отслеживания уровня глюкозы в крови, кардиостимулятор нового поколения и 3D-органы
Издание Inhabitat обычно рассказывает о технологиях, которые, как им кажется, могут спасти мир. Однако многие ученые, инженеры, компьютерные гении и конструкторы по всему миру занимаются не только глобальными вопросами спасения планеты, но и более приземленными, то есть, иначе говоря, стараются сделать нас здоровее, а нашу жизнь проще. Вот шесть разработок, у которых по мнению Inhabitat есть шансы когда-нибудь спасти нам жизнь.
1. Шприц, останавливающий кровотечение
Если кто-то получает пулевое ранение, быстрое и эффективное оказание медицинской помощи становится вопросом жизни и смерти. Шприц XStat способен остановить кровотечение из артерии за каких-нибудь 15-20 секунд. Губки, которые вводятся в рану, быстро расширяются и останавливают кровь.
Этот шприц разработала компания Revmedx совместно с медиками Сил специального назначения США. Применение технологии планируют расширить и на другие виды ран.
Начиналась разработка шприца для военных целей. На поле боя сложности вызывали ранения в области, в которых рану нельзя пережать, например, крестца и подмышек. Для остановки кровотечения в этих областях не было специальных средств, и Revmedx взялись за решение проблемы. Технология основана на использовании маленьких губок, которые вводятся в рану при помощи аппликатора диаметром 30 или 120 мм, похожего на шприц. Эти губки при контакте с кровью расширяются, останавливают кровотечение в течение 20 секунд и прижимают раны. На каждой губке есть метка, различимая при рентгеновских лучах. Эту же технологию планируют использовать для применения при других видах ран.
Действия XStat хватает примерно на 4 часа, что дает достаточно времени для перевозки пострадавшего и подготовки к операции. У XStat есть свои недостатки: его нельзя применять в области грудной клетки, брюшной полости, ключиц и др.
2. Линзы от Google следят за здоровьем
Google разрабатывает контактные линзы, которые отслеживают уровень глюкозы в крови. В будущем планируется научить их предупреждать своего обладателя, когда уровень сахара поднимается или опускается за допустимый предел.
В линзу встроен миниатюрный сенсор и крошечный беспроводной чип, которые реагируют на изменение уровня сахара в крови.
Уровень сахара можно определять по слезам, на что и обратили внимание в Google. Встроенные сенсоры и чипы располагаются между двумя слоями самой линзы. Светодиодные индикаторы, также встроенные в линзу, будут мигать, когда уровень сахара достигнет опасной отметки. Прототип линзы, об активной разработке которого сообщалось еще в январе 2014 года, должен был фиксировать уровень сахара в крови раз в секунду.
Помимо самой линзы была запланирована разработка приложения, которое будет одновременно сообщать уровень сахара и диабетику, носящему линзы, и его врачу.
3. Татуировки с наночастицами
Людям с диабетом приходится регулярно прокалывать себе пальцы, что неудобно, неприятно, да и метод не очень точный. В MIT нашли альтернативу: за уровнем глюкозы может следить татуировка. Специально разработанными чернилами можно нанести татуировку, а браслет сообщит о неприятностях.
MIT занимается разработкой устройства, которое можно было бы просто носить на себе. Его действие основано на использовании углеродных нанотрубок, которые не разрушаются под действием дневного света, обернутых в полимер, чувствительный к колебаниям сахара. При взаимодействии с глюкозой сенсор будет светиться, что можно зафиксировать при излучении волн ближнего инфракрасного диапазона. Нанотрубки должны входить в состав чернил, а инфракрасное излучение, направленное на татуировку, обеспечит браслет, похожий на наручные часы. Татуировка потребует обновления примерно раз в полгода. И, конечно, требуются тщательные проверки правильности работы этого устройства, так что разработка может занять долгие годы.
4. Дроны скорой помощи
Медицинский дрон может прилететь на помощь за одну минуту и тем самым спасти чью-то жизнь. С собой он может переносить аптечку, дефибрилятор или приспособление для сердечно-легочной реанимации, а также оборудован камерой, которая позволяет медицинским сотрудникам руководить действиями очевидцев.
Дрон избавлен от неприятностей, которые могут подстерегать по дороге к пострадавшему машину скорой помощи. Его зона действия составляет 12 км2. Автор проекта, Алек Момонт, надеется значительно уменьшить количество смертей, наступающих из-за того, что скорая помощь не успевает к пациенту. Грузоподъемность дрона составляет около четырех килограммов, что позволяет доставить на место происшествия необходимый медицинский аппарат. Люди смогут как обычно звонить в скорую, а через минуту к ним прилетит дрон не только с аптечкой, но и с камерой, которая позволяет оператору наблюдать за ситуацией и говорить оказавшимся по близости людям, как помочь пострадавшему в ожидании скорой.
5. Кардиостимулятор нового поколения
Нынешние кардиостимуляторы далеки от совершенства, но новая технология, разработанная Urbana-Champaign в Иллинойсе может изменить будущее устройств, спасающих жизни. Команда разработчиков создала тонкую мембрану, пронизанную сенсорами и электродами. Этот кардиостимулятор будет подходить по размеру каждому конкретному сердцу и поддерживать его работу.
После этапов, на которых использовалась визуализация с высоким разрешением и компьютерное моделирование, на 3D-принтере была создана модель сердца, на которой мембрана была впервые испробована. Затем были проведены тесты на сердце кролика.
По словам разработчиков, кардиостимулятор похож на околосердечную сумку и плотно облегает сердце. Он сможет постоянно следить за электрической активностью сердца, а при необходимости, применяя электрический импульс к нужному участку сердца, останавливать аритмию и предотвращать сердечные приступы.
Разработчики говорят, что работа над кардиостимулятором может быть закончена через 10 — 15 лет.
6. Organovo и 3D-органы
Ежедневно 79 людям пересаживают какой-нибудь орган, и ежедневно же 18 человек умирают, так и не дождавшись своего донора. Компания Organovo, базирующаяся в Сан Диего, чтобы улучшить эту ситуацию, старается разрабатывать технологию 3D-печати для создания человеческих органов. На нынешний день им удалось распечатать маленькую печень.
Компания Organovo известна печатаемыми тканями, которые уже стали широко доступны и получили признание ученых и исследователей. Целью компании является ускорение и удешевление процесса исследований медикаментов. Отпечатанные на 3D-принтере ткани позволяют непосредственно наблюдать, как и насколько эффективно и безопасно проходит лечение тем или иным препаратом, и, конечно же, эти ткани позволяют избежать обсуждения вопроса о том, насколько этичны опыты в этой области над животными.
Теперь, когда создана миниатюрная печень, немного приблизилась перспектива печатать органы для пересадки.
Белорус-анестезиолог, эмигрировавший в США: Здесь спасают пациентов, за которых в Беларуси даже никто не взялся бы
«Прямо в реанимации пациенту распускают швы на грудине, внутри сердце уже не бьется. Хирург запрыгивает на него и начинает делать прямой массаж сердца. Анестезиологи хватают кровать и везут этот труп в операционную. Там подключаем к аппаратам, запускаем сердце…» Это случай из практики Вячеслава Бародки — белорусского врача, который уехал в США 12 лет назад. Сегодня он анестезиолог в знаменитом госпитале Джона Хопкинса, который считается лучшей клиникой в Штатах. СМИ поговорил с Вячеславом о медицинском образовании в Беларуси и США, работе по 12 часов и спасении жизни даже после смерти.
3000 долларов хватало, ведь в Беларуси платили 100
Вячеслав Бародка учился в 51-й минской школе вместе с Виктором Кислым — человеком, который в 2010 году создаст всемирно известную игру World of Tanks. Когда в 90-х белорусские студенты впервые поехали в США по программе Work and Travel, именно Виктор рассказал о ней бывшему однокласснику. Вячеслав в тот момент учился на лечфаке БГМУ.
Так они с братом оказались в Штатах. Вячеслав работал помощником официанта в ресторане: мыл столы, убирал тарелки, нарезал хлеб. Когда лето закончилось, он вернулся в Минск, а брат остался и начал слать в Беларусь учебники на английском и выяснял, как получить диплом врача в США.
Вячеслав окончил БГМУ и, как положено бюджетнику, три года отработал на государство в детском ортопедическом центре при 17-й поликлинике.
Выкраивал время, чтобы ездить в Москву на экзамены в резидентуру (аналог нашей ординатуры в США), а сразу после отработки распределения взял билет на самолет через Атлантику.
— Первый этап экзамена самый тяжелый. Он включает все предметы, которые мы проходим в «меде» за первые 2,5−3 года. 10 предметов сразу, 600 вопросов, на время. Идут часовые блоки, на час 50 вопросов. То есть на каждый чуть больше минуты.
В вопросе может быть описание состояния больного, вопрос по нему и различные варианты ответа.
Это очень стрессовая ситуация.
Но оказалось, что впереди ждет еще больший стресс. Вячеслав попал в хирургическую резидентуру в Нью-Йорке.
Хирургия считается самой тяжелой специализацией, и первый год в ней оказался для белоруса очень трудным.
— Каждый третий день — дежурство. Ты заходишь в больницу и выходишь из нее через 30 часов. Это очень тяжело. Первые полгода после 24-часового дежурства слезы на глаза наворачивались: зачем это все надо было, ради чего? — рассказывает Вячеслав. — Сейчас в Америке больше 24 часов работать нельзя, и после этого ты должен отдыхать не меньше 10 часов. До этого тебя просто в больницу не пустят.
Полная хирургическая резидентура в США длится 5 лет, но иногда резидентов берут только на первый год. Для иностранцев это шанс попасть в систему: многие специальности требуют сначала пройти год общей хирургии. После этого можно «перескочить» в окончательную специализацию. Вячеслав выбрал анестезиологию и еще на год переехал в Филадельфию.
Врач с двумя годами резидентуры за плечами уже может работать в больнице. Из своего класса Вячеслав был единственным, кто, завершив программу по анестезиологии, продолжил специализацию. Остальные 14 человек пошли в госпиталь. Причина проста: в больнице врачу платили 240 тысяч долларов в год, резидент же получал 36 тысяч.
— Знакомые американцы крутили пальцем у виска. А мне трех тысяч в месяц было вполне достаточно, еще и лишние деньги оставались. В Беларуси моя зарплата была 90−100 долларов. Этого хватало, только чтобы заправить машину и доехать от дома до поликлиники, — вспоминает Вячеслав.
Он продолжил изучать анестезиологию, теперь с упором на кардио. Всего Вячеслав провел в резидентуре 4 года, из них последние два — в Университете Джона Хопкинса в штате Мэриленд. Университетский госпиталь объединяет клинику и исследовательский центр и считается одним из лучших в США. Окончив резидентуру, белорус остался там работать.
Смерть не повод перестать бороться за жизнь
Анестезиолог не только смешивает «коктейль» из препаратов для наркоза (как говорит Вячеслав, любым из лекарств, которые усыпляют больного, его же можно убить). Самая главная его забота — не позволить пациенту умереть во время операции. Если возникнет угроза жизни, не хирург, а именно анестезиолог становится к операционному столу.
— Современная анестезиология очень безопасна по сравнению с тем, что было еще 30 лет назад. Но, несмотря на все оборудование, ты не можешь оставить больного одного ни на секунду.
Вопрос жизни и смерти — это 1−3 минуты.
Если во время операции порвалась артерия, то смерть наступает за минуту. Если сердце остановилось, больной потерян через 30 секунд.
В такие моменты стресс колоссальный. Но к этому нас и готовят, — говорит Вячеслав.
Сейчас для резидентов-анестезиологов появляются специальные программы психологической помощи: когда ты впервые потерял пациента, это вызывает шок. Вячеслав до сих пор помнит первую смерть, которая случилась у него в хирургической резидентуре в Нью-Йорке.
— Нам привезли мужчину с огнестрельным ранением — 6−7 пуль. Его пыталась спасти команда из 20 человек: кто кровь переливал, кто ставил капельницы, кто интубировал, кто разрезал. Спасали его, наверно, час, но не получилось. Мы объективно понимали, что ничего не могли сделать, но все равно это огромное разочарование…
Когда же пациент на грани смерти выживает, врачи ощущают невероятный подъем.
— Во время одной операции у больного травмировался пришитый сосуд. Сердце перестало работать. Он умер на глазах у реаниматологической команды. К
азалось бы, сделать ничего нельзя, но хирургическая команда сказала: «Нет, мы идем до конца».
Ему прямо в реанимации распускают швы на грудине, внутри сердце уже не бьется. Хирург надевает нестерильные перчатки (те, что есть под рукой), запрыгивает на больного и начинает делать прямой массаж сердца. Анестезиологи хватают кровать и везут этот труп по коридору мимо родственников в операционную. Там его подключают к аппаратам, искусственное сердце и легкие разгоняют кровь, хирурги восстанавливают проходимость сосуда, запускаем сердце, привозим его обратно в реанимацию.
Врачи боялись, что, спасая жизнь больному, не успели спасти его мозг, и после остановки сердца клетки погибли без кислорода.
— На следующий день мы к нему пришли, спросили, помнит ли он нас.
Он говорит: «Конечно, вы же были моим анестезиологом», — рассказывает Вячеслав. — Нужно всегда бороться до конца.
При операциях на сердце смерти на операционном столе редко, но случаются. Если у пожилого пациента порвалась аорта, то это не обязательно значит, что хирург сплоховал. Правда, иногда это тяжело объяснить родственникам. В судах Соединенных Штатов рассматривается немало исков против врачей. Особо отчаянные родственники идут в обход правосудия.
— Года два назад в Хопкинсе была история. После операции у пожилой пациентки появились осложнения. Я не помню, какие именно, возможно, ее парализовало. Ее сын вернулся в больницу с пистолетом, вызвал хирурга и выстрелил в него. К счастью, не убил, — вспоминает Вячеслав. — На всю страну прогремел этот случай.
Система здравоохранения в США: лечат по высшему разряду, не считая денег
— Основной плюс американской системы здравоохранения — самая современная медицинская техника и новейшие лекарства, поэтому эта система творит чудеса. Там спасают тех пациентов, за которых в Беларуси даже никто не взялся бы, — рассказывает Вячеслав.
С самым большим плюсом системы связан и самый большой минус. Если в клинику попадает человек без страховки, на нем не будут экономить, но он останется должником больницы. Если у него нет ничего, расходы на лечение должен покрыть кто-то другой. И страховые компании закладывают эти риски в стоимость страховок, поэтому взносы растут из года в год.
— Никого не интересуют никакие финансовые вопросы. Шейх, бездомный, заключенный — всех лечат одинаково. Это благо и помогает творить чудеса, но вся система в огромном минусе.
Даже если Америка прекратит копить долги за счет своей военной машины, здравоохранение обанкротит страну.
В международном рейтинге систем здравоохранения, который составляет авторитетное агентство Bloomberg, Соединенные Штаты занимают 50-е место из 55. На заботу о здоровье жителей страна тратит 17% ВВП, или 9500 долларов на человека в год. Больше только у Швейцарии — 9674 доллара, — но Швейцария занимает 14-е место в рейтинге.
Вячеслав кивает: в европейских странах, по его мнению, более разумная система здравоохранения.
— Европейцы сначала считают деньги, а потом берут на себя обязательства по лечению. Бюджет системы рассчитан на определенное количество вмешательств. Для них выбирают тех больных, которые больше всего в этом нуждаются. Идеальный пример — Германия или Британия. Там государство платит, контролирует, выделяет ключевые направления. Америка же сильно ориентирована на бизнес.
При бесплатной медицине, как в Беларуси, пациент склонен перекладывать свою ответственность на врача, считает Вячеслав. На Западе, где человек платит за свое здоровье напрямую из кошелька, а не опосредованно из налогов, ситуация противоположная.
— В западной медицине огромная ответственность перекладывается на больного. Вклад системы здравоохранения в продолжительность жизни только около 10%. Остальное — образ жизни.
Самые опасные заболевания — инсульты, инфаркты миокарда, рак — это образ жизни. На Западе, если у тебя ожирение, ты пьешь или куришь, для тебя взнос по страховке будет в полтора раза выше, потому что риск выше.
Об отъезде в США: возможности оказались там
На работу Вячеслав обычно приходит в 6.30 утра. На полчаса раньше появляются его резиденты. Они готовят операционную. Первого больного в нее завозят в 6.45 утра. Домой анестезиолог уходит обычно в 8−9 вечера. И так 3 или 4 дня в неделю. Один день — академический — дается на чтение литературы и написание научных статей.
— Не совсем верно говорить, что я выбрал переезд. Когда ты думаешь о спасении людей, а не о деньгах, это полная самореализация. Когда ты распространяешь новое знание в статьях и на симпозиумах, ты помогаешь уже не десяткам, а сотням. К сожалению, такие возможности оказались там. Вся жизнь там — это работа. А по родине всегда скучаешь, — говорит белорус.
Ольга Корелина / СМИ
