Разработано первое полностью автономное искусственное сердце: Разработано полностью имплантируемое искусственное сердце |

Содержание

Самые важные открытия XXI века в области естественных наук

1. Самые важные открытия XXI века в области естественных наук Подготовили- Грибенников Роман, Лукин Михаил СШ№10

2. Астрономия

• Открыта
карликовая планета
Эрида
• Эрида является
второй по величине
из известных на
сегодня
транснептуновых
планет, лишь
немного уступая
Плутону

3. Обнаружена вода на Марсе

4. Астрофизика. Доказано существование гравитационных волн

Примерно так по
Эйнштейну
выглядит
пространствовремя в
окрестностях
Солнца,
искривляющееся
под воздействием
массивной звезды.
Теперь данная
картина доказана
экспериментально

5. Физика. Обнаружена квантовая телепортация

• Первым
аппаратом,
осуществившим
квантовую
телепортацию на
большое
расстояние стал
китайский спутник
«Мо-Цзы»,
названный в честь
древнего философа
империи Хань

6. Экспериментально подтверждено существование графена

7.

Магнитная оперативная память (MRAM)

Магнитная оперативная память
(MRAM)

8. Найден бозон Хиггса

• На возведение
Большого
адронного
коллайдера ушло
25 лет и многие
миллиарды
долларов, однако
он выполнил свою
главную миссию
по обнаружению
«частицы Бога» бозона Хиггса

9. Биология. Генетика. Медицина.

Геном
человека
полностью
секвенирован
Робот сортирует ДНК человека
в чашках Петри для проекта
The Human Genome

10. Генная инженерия вышла на новый уровень

В последние годы был
разработан
революционный
метод манипуляции
ДНК при помощи так
называемого CRISPмеханизма. Эта
методика позволяет
избирательно
редактировать
определенные гены,
что раньше было
невозможно.

11. Создана первая синтетическая бактериальная клетка

12. Удачно записаны и перезаписаны воспоминания

13. Получены «этичные» (не из эмбрионов) плюрипотентные стволовые клетки

14.

Впервые обнаружены мягкие ткани динозавра

15. Разработано первое полностью автономное искусственное сердце

16. Биологический 3D-принтер

17. Созданы биомеханические устройства и протезы, контролируемые усилием мысли

• 2001 год. Практические
исследования реакций на
хиральных катализаторах
принесли Уильяму Ноулзу,
Редзи Ноёри и Барри
Шарплессу Нобелевскую
премию, а также
позволили
усовершенствовать
промышленный синтез
многих лекарственных
средств и создать ряд
принципиально новых
препаратов.

19. ЯМР-спектроскопия

• 2002 год. Разработка
ЯМР-спектроскопии уникального метода
для детального
изучения структуры
крупных биологических
молекул. Открытие
дало старт
инновационному
научному направлению
— протеомике
(исследованию состава
и функционального
назначения белков).
• 2005 год. Создание новых
катализаторов на основе
реакции метатезиса.
Продукт, полученный Ивом
Шовеном, Робертом
Граббсом и Ричардом
Шоком, позволил
синтезировать в
искусственно созданных
условиях феромоны
насекомых и иные
природные лекарственные
средства, причем в
промышленных масштабах за счет значительного
сокращения
продолжительности
реакций.
• 2008 год. Разработка
инновационных методов
применения зеленого
флуоресцентного белка.
Вещество, полученное из
морских медуз, сегодня
используется в тысячах
фундаментальных
исследованиях,
необходимых для
детального ознакомления с
протекающими в организме
как здоровыми, так и
патологическими
физическими процессами,
отслеживания генетических
преобразований на
клеточном уровне.

22. Глобальное потепление — быстрее, чем ожидалось

В 2015 году ученые из
Всемирного центра
мониторинга ледников
при Цюрихском
университете
(Швейцария) под
руководством доктора
Михаэля Цемпа,
работая совместно с
коллегами из 30 стран,
установили, что темп
таяния ледников на
Земле к настоящему
времени, по сравнению
c усредненными
показателями за XX век,
вырос в два-три раза.
Картина мира уже преобразилась!
Учитывая, что XXI век только
начинается, человечество
наверняка ожидает еще
множество фантастических
открытий!

24.

Источники

https://kosmosgid.ru/astronomiya/ast
ronomiya
https://tion.ru/blog/globalnoepoteplenie
https://pikabu.ru/story/bozon_khiggsa
_odno_iz_samyikh_vazhnyikh_otkryi
tiy_v_nauke_8181178

English
Русский
Правила

5132. 20 важных открытий XXI века: albercul — LiveJournal

Мы живем в другой Солнечной системе, умеем ремонтировать гены и управлять протезами силой мысли. Ничего этого в XX столетии не было

Генетика

Геном человека полностью секвенирован

Робот сортирует ДНК человека в чашках Петри для проекта The Human Genome

Проект «Человеческий геном» (The Human Genome Project) начался в 1990 году, в 2000-м был выпущен рабочий черновик структуры генома, полный геном — в 2003 году. Однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков еще не закончен. В основном он был выполнен в университетах и исследовательских центрах США, Канады и Великобритании. Секвенирование генома имеет решающее значение для разработки лекарств и понимания того, как устроено человеческое тело.

Генная инженерия вышла на новый уровень

Революционный метод манипуляции ДНК при помощи так называемого CRISP -механизма позволяет избирательно редактировать определенные гены, что раньше было невозможно.

Математика

Доказана теорема Пуанкаре

В 2002 году российский математик Григорий Перельман доказал теорему Пуанкаре, одну из семи задач тысячелетия (важные математические проблемы, решение которых не найдено в течение десятков лет). Перельман показал, что исходная трехмерная поверхность (если в ней нет разрывов) обязательно будет эволюционировать в трехмерную сферу. За эту работу он получил престижную «медаль Филдса», аналог Нобелевской премии в математике.

Астрономия

Открыта карликовая планета Эрида

Впервые Эриду сфотографировали еще 21 октября 2003 года, но заметили на снимках только в начале 2005-го. Ее открытие стало последней каплей в спорах о судьбе Плутона (продолжать ли его считать планетой или нет), что изменило привычный образ Солнечной системы.

Обнаружена вода на Марсе

В 2005 году аппарат «Марс Экспресс» Европейского космического агентства обнаружил большие залежи водяного льда недалеко от поверхности — это очень важно для последующей колонизации Красной планеты.

Физика

Глобальное потепление — быстрее, чем ожидалось

Обнаружена квантовая телепортация

Такая телепортация отличается от телепортации, о которой любят говорить фантасты, — при ней материя или энергия не передаются на расстояние. Эксперименты по передаче квантовых состояний на большие расстояния были удачно проведены за последние 15 лет не менее чем десятком научных групп. Квантовая телепортация очень важна для создания сверхзащищенных шифров и квантовых компьютеров.

Экспериментально подтверждено существование графена

Его двумерная (толщиной в один атом) кристаллическая решетка проявляет необычные электрофизические свойства. Впервые графен был получен Андреем Геймом и Константином Новоселовым в 2004 году (Нобелевская премия за 2010-й). Его планируется использовать в электронике (в сверхтонких и сверхбыстрых транзисторах), композитах, электродах и т. д. Кроме того, графен — второй по прочности материал на свете (на первом месте — карбин).

Доказано существование кварк-глюонной плазмы

В 2012 году эксперименты физиков, работающих с ускорителем RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории (США), попали в Книгу рекордов Гиннесса с формулировкой «за самую высокую температуру, полученную в лабораторных условиях». Сталкивая ионы золота на ускорителе, ученые добились возникновения кварк-глюонной плазмы с температурой 4 триллиона °С (в 250 тысяч раз горячее, чем в центре Солнца). Спустя примерно микросекунду после Большого взрыва Вселенная была наполнена как раз такой плазмой.

Найден бозон Хиггса

Существование этой элементарной частицы, отвечающей за массу всех прочих частиц, теоретически было предсказано Питером Хиггсом еще в 1960-х годах. А найдена она была во время экспериментов на Большом адронном коллайдере в 2012-м (за что Хиггс, совместно с Франсуа Энглером, получил Нобелевскую премию 2013 года).

Биология

Людей поделили на три энтеротипа

В 2011 году ученые из Германии, Франции и нескольких других исследовательских центров доказали, что по генетике населяющих нас бактерий люди делятся на три категории, или энтеротипа. Энтеротип человека проявляется в разной реакции на еду, лекарства и диеты, и потому стало ясно, что никаких универсальных рецептов в этих областях существовать не может.

Создана первая синтетическая бактериальная клетка

В 2010 году ученые из Института Крейга Вентера (был одним из лидеров гонки по расшифровке человеческого генома) создали первую полностью синтетическую хромосому с геномом. Когда ее встроили в бактериальную клетку, лишенную генетического материала, она начала функционировать и делиться по предписанным новым геномом законам. В перспективе синтетический геном позволит создавать вакцины против новых вирусных штаммов за часы, а не за недели, производить эффективное биотопливо, новые пищевые продукты и т. д.

Удачно записаны и перезаписаны воспоминания

Начиная с 2010 года несколько исследовательских групп (США, Франция, Германия) научились записывать в мозг мышей ложные воспоминания, стирать реальные, а также превращать приятные воспоминания в неприятные. До человеческого мозга дело пока не дошло, но осталось недолго.

Получены «этичные» (не из эмбрионов) плюрипотентные стволовые клетки

В 2012 году Синъя Яманака совместно с Джоном Гёрдоном стали лауреатами Нобелевской премии за открытие 2006 года — получение плюрипотентных стволовых клеток мыши путем эпигенетического перепрограммирования. За последующее десятилетие не менее десятка научных групп добились впечатляющих успехов в данной области, в том числе с человеческими клетками. Это предвещает скорые прорывы в терапии рака, регенеративной медицине, а также в клонировании человека (или его органов).

Палеонтология

Впервые обнаружены мягкие ткани динозавра

Мэри Швейцер руководила научной группой, которая описала коллаген, выделенный из бедренной кости Tyrannosaurus reх

Молекулярный палеонтолог Университета Северной Каролины Мэри Швейцер в 2005 году в окаменевшей конечности подростка-тираннозавра из Монтаны (возрастом 65 млн лет) обнаружила мягкие ткани. Ранее считалось, что любые белки разложатся максимум за несколько тысяч лет, поэтому никто их в окаменелостях и не искал. После этого мягкие ткани (коллаген) были обнаружены и в других древнейших образцах.

У людей обнаружены гены неандертальцев и «денисовского человека»

Участники международного симпозиума «Переход к верхнему палеолиту в Евразии: культурная динамика и развитие рода Homo» осматривают место раскопок в центральном зале Денисовой пещеры

Из работ двух научных групп стало ясно, что от 1 до 3% генома среднестатистического европейца или азиата восходит к неандертальцам. Но у каждого современного индивидуума присутствуют несхожие неандертальские аллели (различные формы одного и того же гена), поэтому общая сумма «неандертальских» генов куда выше, до 30%. «Наследники» неандертальцев (скрещивание происходило около 45 тысяч лет назад) — в основном европейцы; у азиатов в геноме присутствуют следы скрещивания с еще одним гоминидом — «денисовским человеком». Самые «чистые» Homo sapiens — уроженцы Африканского континента.

Медицина

По дыханию распознана ранняя стадия рака легких

Группа израильских, американских и британских ученых разработала устройство, которое способно точно идентифицировать рак легких и определить, в какой стадии он находится. Основой устройства стал анализатор дыхания со встроенным наночипом NaNose, способный «вынюхать» раковую опухоль с 90-процентной точностью, даже когда раковый узелок практически незаметен. В скором времени стоит ожидать анализаторов, которые смогут по «запаху» определять и другие виды рака.

Разработано первое полностью автономное искусственное сердце

Специалисты американской компании Abiomed разработали первое в мире полностью автономное постоянное искусственное сердце для имплантаций (AbioCor). Искусственное сердце предназначено для пациентов, у которых невозможно лечение собственного сердца или имплантация донорского.

Бионика

Созданы биомеханические устройства и протезы, контролируемые усилием мысли

Американец Зак Вотер испытал бионический ножной протез, поднявшись по лестнице на 103-й этаж небоскреба Уиллис-тауэр, расположенного в Чикаго

В 2013 году появились первые опытные образцы «умных» протезов с обратной связью (эмуляцией осязательных ощущений), которые позволяют человеку чувствовать то, что «ощущает» протез. В 2010-х годах созданы и отдельные от человека устройства, управляемые только через мысленный интерфейс (иногда с инвазивными контактами, но чаще это похоже на головной обруч с сухим электродом), — компьютерные игры и тренажеры, манипуляторы, транспорт и пр.

Электроника

Перейден петафлопсный барьер

В 2008 году новый суперкомпьютер в Лос-Аламосе (США) заработал со скоростью более квадриллиона (тысяча триллионов) операций в секунду. Следующий барьер, эксафлопсный (квинтиллион операций в секунду) будет достигнут в самое ближайшее время. Системы с такой невероятной скоростью необходимы в первую очередь для высокопроизводительных вычислений — обработки данных научных экспериментов, климатического моделирования, финансовых операций и т. д.

Фото: Alamy, SPL, Newscom / Legion Media, SPL / Legion Media (X2), Photo courtesy of North Carolina State University, Reuters / Pix- Stream, Александр Кряжев / РИА Новости, Reuters / Pix-Stream, Michael Hoch, Maximilien Brice / © 2008 CERN, for the benefit of the CMS Collaboration, AP / East News

Источник

Первое в мире настоящее искусственное сердце теперь бьется внутри 75-летнего пациента | Инновация

Искусственное сердце Carmat оснащено датчиками для контроля и регулирования кровотока в зависимости от потребностей организма.
Кармат

75-летнему французу только что подарили жизнь, когда команда хирургов успешно завершила трансплантацию революционного искусственного сердца.

Сообщается, что пациент, имя которого пока не называется, выздоравливает в Европейском госпитале Жоржа Помпиду в Париже, где в прошлую среду была проведена 10-часовая операция. В отличие от аналогичных устройств, используемых для поддержания жизни пациентов до тех пор, пока не будет найден донор, ожидается, что сердце «Carmat» будет работать непрерывно в течение пяти лет, позволяя реципиенту вернуться к нормальному образу жизни и, возможно, даже позволяя человеку вернуться к работе. .

«Мы уже видели устройства этого типа, но они имели относительно низкую автономность», — сказал репортерам Ален Карпентье, изобретатель и хирург, согласно The Telegraph . «Это сердце позволит больше двигаться и меньше сворачиваться. За исследованием, которое начинается, очень внимательно следят в медицинской сфере».

Были проведены тысячи имплантаций сердца, но Карпентье говорит, что разработанный им вариант был первым, полностью имитирующим саморегулирующиеся сокращения настоящего сердца. Внутри двухфунтового механического органа находится сложная система датчиков и микропроцессоров, которая отслеживает внутренние изменения в организме и при необходимости изменяет поток крови. Он ускоряет или замедляет кровоток в зависимости от активности человека. «Большинство других искусственных сердец, напротив, бьются с постоянной неизменной частотой. Это означает, что пациенты либо должны избегать чрезмерной активности, либо рискуют быстро задыхаться и истощаться», — пишет 9.0007 Гизмаг . На внешней поверхности синтетический орган частично сделан из коровьей ткани, чтобы снизить вероятность осложнений, таких как тромбы, которые часто возникают при контакте искусственных материалов с кровью. Пациенты, которым пересаживают искусственное сердце, обычно принимают антикоагулянты, чтобы свести к минимуму такие риски.

Технология, на разработку которой ушло 25 лет, начала формироваться после того, как хирург первоначально проверил возможность разработки искусственных сердечных клапанов с использованием химически обработанных тканей животных в качестве альтернативы пластику. С тех пор он получил одобрение властей Франции, Бельгии, Польши, Словении и Саудовской Аравии на проведение испытаний на людях, которые, как ожидается, продлятся до конца 2014 года. Если все пойдет хорошо, то есть если пациенты проживут хотя бы месяц с Carmat, у Карпентье будет возможность получить одобрение регулирующих органов, чтобы сделать их доступными в Европейском союзе где-то в начале 2015 года.

В конечном счете, лакмусовая бумажка зависит от того, прослужат ли насосы искусственного сердца больше нескольких лет. Барни Кларк, первый в мире пациент с имплантированным сердцем, прожил всего 112 дней после важной процедуры в 1982 году, в ходе которой его отказавшее сердце было заменено искусственным сердцем Jarvik-7. Полное искусственное сердце SynCardia, которое остается единственным вариантом замены сердца, одобренным FDA, сделало его таким, что пациенты живут намного дольше, хотя им придется приспосабливаться к бремени «носить с собой компрессор и иметь воздушные шланги, входящие в систему». и из груди», — говорит кардиохирург Билли Кон в CNN отчет.

Искусственное сердце Carmat имитирует двухкамерное насосное действие настоящего человеческого сердца. Фото: Carmat[/caption]

Полукорова, полуробот Карпентье использует другой подход по сравнению с методом сжатия воздуха SynCardia, используя гидравлическую жидкость для облегчения движения крови. Подробный отчет MIT Tech Review объясняет, как работает этот механизм:

«В конструкции Carmat каждая из двух камер разделена мембраной, которая удерживает гидравлическую жидкость с одной стороны. Моторизованный насос перемещает гидравлическую жидкость в камеры и из них. «, и эта жидкость заставляет мембрану двигаться; кровь течет через другую сторону каждой мембраны. Обращенная к крови сторона мембраны сделана из ткани, полученной из мешка, окружающего коровье сердце, чтобы сделать устройство более биосовместимым». Идея заключалась в том, чтобы разработать искусственное сердце, в котором движущиеся части, контактирующие с кровью, сделаны из ткани, [лучше подходящей] для биологической среды», — говорит Пит Янсен, главный врач Carmat».

Устройство, работающее от перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов и носимое снаружи, примерно в три раза тяжелее человеческого сердца, что ограничивает его совместимость с 86 процентами мужчин и 20 процентами женщин. Однако Карпентье планирует разработать меньшие версии для женщин меньшего роста.

Ожидается, что искусственное сердце Carmat будет стоить от 140 000 до 180 000 евро (или от 191 000 до 246 000 долларов США).

Рекомендуемые видео

Французская компания Carmat имплантирует свое первое искусственное сердце человеку

Натали Юэ

5 минут чтения

ПАРИЖ (Рейтер) — Французская компания Carmat сообщила в пятницу, что провела первую имплантацию искусственного сердца, которое может работать до пяти лет, добавив, что операция прошла гладко.

Операция по имплантации была проведена в среду в Европейском госпитале Жоржа Помпиду в Париже, говорится в заявлении биомедицинской фирмы. В нем говорилось, что пациент мужского пола был в сознании и разговаривал, и он находился под наблюдением в отделении интенсивной терапии.

«Мы в восторге от этого первого имплантата, хотя преждевременно делать выводы, учитывая, что был установлен один имплантат и что мы находимся на ранней послеоперационной фазе», — сказал генеральный директор Carmat Марчелло Конвити.

Вспомогательные устройства для сердца десятилетиями использовались в качестве временного решения для пациентов, ожидающих трансплантации, но биопротез Carmat предназначен для замены настоящего сердца в долгосрочной перспективе, имитируя работу природы с использованием биологических материалов и датчиков.

Он направлен на помощь тысячам пациентов, которые ежегодно умирают в ожидании донора, а также на снижение побочных эффектов, связанных с трансплантацией.

«Речь идет о том, чтобы дать пациентам нормальную социальную жизнь с наименьшей зависимостью от лекарств», — сказал Ален Карпантье, хирург и соучредитель Carmat, телеканалу France 2.

По оценкам Carmat, около 100 000 пациентов в США и Европе могли бы извлечь выгоду из своего искусственного сердца, рыночная стоимость которого превышает 16 миллиардов евро (22 миллиарда долларов).

«У нас уже были устройства этого типа, но они имели относительно низкую автономность. Это сердце позволит больше двигаться и меньше свертываться. За началом исследования очень внимательно следят в медицинской сфере», — сказал BFM TV Патрик Натаф, заведующий отделением кардиохирургии в парижской больнице Биша.

Министр здравоохранения Франции поспешила рекламировать операцию как признак превосходства страны в области здравоохранения.

«Эта новость вызывает большую гордость во Франции», — сказала Марисоль Турен в интервью BFM TV. «Это показывает, что мы являемся пионерами в области здравоохранения, что мы можем изобретать, что мы можем внедрять инновации, которые также дадут большие надежды большому количеству людей».

Среди конкурентов Carmat в области имплантации искусственного сердца — частные компании SynCardia Systems и Abiomed, оба из США.

«Мы очень рады за них и желаем им всего наилучшего в их стремлении», — сказал представитель SynCardia, чье искусственное сердце является единственным одобренным как в Соединенных Штатах, так и в Европейском союзе и было имплантировано более 1200 раз. раз.

Максимальный срок жизни пациента с сердцем SynCardia составляет чуть менее четырех лет.

В сентябре компания Carmat получила от французских властей зеленый свет на испытания первых человеческих имплантатов устройства на четырех пациентах в трех больницах. Ранее в этом году компания получила разрешение на внедрение человеческих имплантатов в Бельгии, Польше, Словении и Саудовской Аравии.

По словам Кармата, парижский пациент стал первым в мире, кому имплантировали это устройство. Пациенты, отобранные для испытаний, страдают терминальной сердечной недостаточностью, и успех устройства будет оцениваться по тому, выживут ли они с имплантатом в течение как минимум месяца.

Conviti сообщил агентству Reuters в прошлом месяце, что Carmat надеется завершить испытания сердца на людях к концу следующего года и получить разрешение на их продажу в ЕС к началу 2015 года.

Устройство Carmat, разработанное командой инженеров из Airbus материнской компании EADS, весит около 900 г (около 2 фунтов) — почти в три раза больше, чем среднее здоровое человеческое сердце. Ожидается, что в Европе он будет стоить от 140 000 до 180 000 евро.

Он имитирует сокращения сердечной мышцы и содержит датчики, которые адаптируют кровоток к движениям пациента.

Питается от внешних носимых литий-ионных аккумуляторов. Поверхности внутри сердца, соприкасающиеся с кровью человека, частично сделаны из бычьей ткани, а не из синтетических материалов, таких как пластик, который может вызывать образование тромбов.

Пациенты, которым будут имплантированы устройства Carmat, скорее всего, будут мужчинами. Сердечная недостаточность затрагивает больше мужчин, чем женщин, а размер искусственного сердца означает, что оно подходит 86 процентам мужчин, но только около 20 процентам женщин.