پزشکی بالینی

برای بیماران مبتلا به دیابت نوع یک، به روند ثابت نظارت و تنظیم سطح قند خون نیاز است و اکنون محققان آمریکایی به ساخت یک لوزالمعده بیونیک پرداخته‌اند که می‌تواند نویدبخش یک درمان تازه در این حوزه باشد. لوزالمعده بیونیک ساخت دانشمندان دانشگاه بوستون و هاروارد که در میان 30 بیمار مورد کارآزمایی قرار گرفته، بخوبی توسط آنها پذیرفته شده و تائیدیه سازمان غذا و داروی آمریکا را برای سه پژوهش سرپایی انتقالی طی 18 ماه آینده را بدست آورده است.
افراد مبتلا به دیابت نوع یک نمی‌توانند انسولین – هورمون مورد نیاز برای کنترل سطح قند در جریان خون- را تولید کنند. در نتیجه سطح قند خون می‌تواند بطور چشمگیری متغییر شده و در زمان افزایش، منجر به صدمات احتمالی به اندام بدن شود یا در زمان کاهش، به گیجی و بیهوشی بینجامد. این دستگاه شامل یک حسگر در زیر پوست است که داده‌های سطوح هورمون را به یک دستگاه نظرات منتقل کرده و در عوض، اطلاعات را بطور بی‌سیم به برنامه‌ای بر روی گوشی هوشمند کاربر ارسال می‌کند. بر اساس داده‌هایی که هر پنج دقیقه ارائه می‌شود، این برنامه به محاسبه دوز انسولین یا گلوکاگون مورد نیاز برای حفظ سطوح بهینه قد خون پرداخته و این اطلاعات را به دو پمپ تزریق هورمون مربوطه پوشیده شده توسط بیمار می‌فرستد.
این لوزالمعده بیونیک تا به امروز بر روی خوکهای مبتلا به دیابت و همچنین در سه پژوهش بیمارستانی بر روی بزرگسالان و نوجوانان در دوره‌های 24-48 ساعته کارآزمایی شده است. پژوهشهای آینده به آزمایش این دستگاه بر روی شرکت‌کنندگان در سناریوهای بلادرنگ با کاهش مقدار نظارت اقدام خواهد کرد. در صورت موفقیت کارآزمایی‌های انتقالی، یک نسخه پیشرفته‌تر از لوزالمعده بیونیک بر اساس نتایج و بازخوردهای کارآزمایی‌های قبلی در سال 2015 در چند مرکز کارآزمایی‌های محوری به آزمایش گذاشته خواهد شد.
این دستگاه یک پمپ منفرد دو محفظه‌ای انسولین و گلوکاگون خواهد بود که نیازی به همراهی با یک برنامه تلفن همراه هوشمند ندارد. این پمپ بر روی صدها مبتلا به دیابت نوع یک در یک دوره شش ماهه آزمایش شده و نتایج بدست‌آمده با گروه شاهد که از مراقبت معمولی روزانه استفاده می‌کنند، مقایسه خواهد شد. در صورت موفقیت، محققان امیدوارند که این لوزالمعده مصنوعی بتواند تا سال 2017 تائیدیه نهایی سازمان غذا و داروی اروپا را گرفته و در دسترس قرار بگیرد. 

دانشمندان استرالیایی با در اختیار داشتن بودجه 250 میلیون دلاری، قصد دارند طی 10 سال آینده، نخستین مغز بیونیک جهان را عرضه کنند. هدف از این پروژه که AusBrain نام گرفته، طراحی یک مغز بیونیک است که از لحاظ اهمیت، نوعی ماموریت آپولو برای جامعه علمی این کشور به شمار می‌آید. ایالات متحده، اروپا و چین سرمایه‌گذاری‌های مهمی را در این زمینه انجام داده‌اند و رقابت در تولید مغز بیونیک با رقابت فضایی کشورها در دهه 1960 قابل‌مقایسه است.
باب ویلیامز، رهبر تیم تحقیقاتی، مدعی است این دانشمندان استرالیایی بودند که پیشگام تولید گوش و چشم بیونیک بودند و گام بعدی تولید و استفاده از مغز بیونیک در کنترل حرکت جوارح است. وی ابراز امیدواری کرد این هدف طی پنج تا 10 سال آینده محقق شود. ویلیامز اجرایی‌شدن این پروژه را دشوار ارزیابی کرد اما مدعی شد چنین دستاوردی می‌تواند به پیشگیری و درمان بیماری‌هایی مانند آلزایمر، اختلال استرس پس از سانحه، اوتیسم و اسکیزوفرنی بینجامد. به گفته این دانشمند، درک معماری سلول به سلول مغز، به وی و همکارانش در درک بهتر آنچه در سطح متابولیک رخ می‌دهد و موجب بروز بیماری‌های روانی می‌شود، کمک قابل‌توجهی می‌کند. 

سازمان غذا و داروي آمريکا (FDA) چشم بيونيکي را متشکل از دو بخش بيروني و دروني تاييد کرد. بخش بيروني يک دوربين ويديويي کوچک و يک کامپيوتر است که روي عينک آفتابي سوار شده و روي سر قرار مي‌گيرد. بخش دروني هم يک شبکيه مصنوعي است که به صورت ايمپلنت درون چشم قرار داده مي‌شود. آنگاه تصاوير دريافتي دوربين ويديويي توسط کامپيوتر ترجمه شده و به صورت بي‌سيم براي شبکيه مصنوعي ارسال مي‌شوند. اين ابزار «سيستم پروتز شبکيه‌اي آرگوس 2» نام داشته و توسط يک شرکت توليد ابزار پزشکي کاليفرنيايي ساخته شده است. اين سيستم تنها براي بيماراني مورد استفاده قرار مي‌گيرد که دچار بيماري ژنتيکي نادري به نام retinitis pigmentsa شده‌اند. اين بيماري يک ناتواني بسيار نادر ژنتيکي است که باعث آسيب به سلول‌هاي حساس به نور مي‌شود که يک خط را درون شبکيه چشم تشکيل مي‌دهند. البته آرگوس ? امکان ديد واضح و شفافي را براي بيماران فراهم نمي‌آورد، بلکه آنها تنها حرکات و اشکال را تشخيص خواهند داد. اين ابزار هنوز از نظر ميزان اطلاعات ارسالي و همچنين کارايي داده‌هاي تهيه شده براي شبکيه مصنوعي محدوديت‌هاي فراواني دارد. اما اکنون ديگر مي‌تواند از حالت آزمايشگاهي خارج شده و با اين تاييديه به صورت عمومي توسط بيماران مورد استفاده قرار گيرد.

دست مکانیکی فیبر کربن با کمک الکترودهایی که در بازو قرار داده شده اند، انجام حرکات مختلفی مانند ورق زدن یا کلیک کردن روی موس را امکان پذیر می کند. «لوک مدلاند» 31 ساله از بدو تولد فاقد دست چپ بود، اما با کمک پزشکان بیمارستان سلطنتی ارتوپدی و دریافت یکی از پیشرفته ترین دست های بیونیک جهان اکنون قادر به انجام بسیاری از کارهای روزمره زندگی است. «مدلاند» یکی از هفت نفری است که در قالب یک طرح آزمایشی، یکی از پیشرفته ترین دست های بیونیک جهان را دریافت کرده است.
دست بیونیک Bebionic3 Myoelectric از طریق الکترودهایی که به عضلات بازو متصل شده اند، امکان انجام حرکات مختلف دست را فراهم می کند. این دست مکانیکی 15 هزار دلاری یک مدل فیبرکربن الکتریکی بسیار پیشرفته محسوب می شود؛ انگشتان دست از جنس آلومینیوم سبک ساخته شده و عملکردهایی مشابه دست واقعی از جمله گرفتن کاغذ یا کلیک کردن روی موس را برای فرد فراهم می کند. کنترل عملکردهای مختلف دست و انگشتان با ارسال سیگنال هایی از مغز به عضلات بازو انجام می شود و مجموعه ای از حسگرها با دریافت این سیگنال ها، حرکت دست و انگشتان را امکان پذیر می کنند.

امروزه افرادي که دستان خود را حين حوادث از دست مي‌دهند، شايد چندان هم بدشانس نباشند، زيرا دستان بيونيکي ساخته شده‌اند که با يک اپليکيشن آيفون قابل کنترل هستند. i-Limb دست رباتيک فوق پيشرفته طراحي شده توسط موسسه انگليسي Touch Bionics است که 5 انگشت آن به طور مستقل حرکت کرده و انگشت شست هم حرکت و چرخش کامل دارد. علاوه بر اين از مچ هم به صورت 360 درجه امکان چرخش دارد. اين دستان به صورت خودکار کارهايي مانند لمس و گرفتن اجسام را انجام مي‌دهند، اما براي راحتي بيشتر يک اپليکيشن اختصاصي آيفون در اختيار فرد قرار مي‌گيرد تا با استفاده از آن 24 الگوي ويژه گرفتن پيچيده‌تر را برنامه‌ريزي کند. براي کار با اين اپليکيشن و انتخاب حالت‌هاي مختلف برنامه‌ براي دستان، از يک قلم استايلوس معمولي استفاده مي‌شود. البته اين دست‌ها طبيعي به نظر نمي‌رسند، اما بسيار خوب اداره شده و مطمئنا بسيار بهتر از دستان پروتز پلاستيکي است که تاکنون استفاده مي‌شود.

دانشمندان موفق شده اند چشم بیونیكی (الكترونیكی)‌ بسازند كه از نور برای تامین انرژی خود استفاده می كند. دانش پژوهان دانشگاه استنفورد آمریكا برای ساخت این وسیله از یك جفت لنز خاص برای تاباندن نور در طیف نزدیك به فروسرخ به داخل چشم استفاده كردند. نتایج این تحقیقات در نشریه نیچر فوتونیكس منتشر شده است. این فرآیند به چشم بیونیك نیرو می بخشد و اطلاعاتی به چشم بیمار ارسال می شود كه به بینایی او كمك می كند.
بیماری هایی مانند تخریب ماكولای مرتبط با سن 'آر پی' (retinitis pigmentosa) كه معمولا با كهولت سن روی می دهد به مرگ سلول هایی منجر می شود كه كار آنها شناسایی فوتون های نور است .در این شرایط فرد دچار نابینایی می شود.
محققان نشان داده اند چشم بیونیك كه باعث تحریك عصب ها در پشت چشم می شود، به بهبود بینایی در بعضی بیماران كمك می كند. نتایج اولیه آزمایش این وسیله در دو مرد كاملا نابینا در انگلیس باعث شد آنها قادر به تشخیص نور و حتی بعضی شكل ها شوند. با این حال در این وسایل، علاوه بر نصب یك تراشه در پشت شبكیه، لزوم تعبیه یك باتری در پشت گوش و سیمی كه آن دو را به هم وصل می كند وجود دارد.
اكنون پژوهشگران دانشگاه استنفورد می گویند شیوه آنها 'با برطرف كردن نیاز به تعبیه وسایل الكترونیكی و همچنین سیم كشی پیچیده' می تواند گامی به جلو باشد. در این شیوه یك وسیله كه مثل یك صفحه خورشیدی كار می كند پشت چشم نصب می شود. یك جفت لنز متصل به یك دوربین فیلمبرداری، آنچه جلوی چشم بیمار می گذرد را ضبط می كند و اشعه نزدیك به طیف فروسرخ را به تراشه ای كه پشت شبكیه وصل شده می تاباند. به این ترتیب یك سیگنال الكترونیكی به وجود می آید كه به اعصاب منتقل می شود.نور طبیعی به خودی خود ضعیف تر از آن است كه به این تراشه نیرو دهد.
پژوهشگران می گویند از آنجا كه این تراشه ها باریك و بدون سیم هستند، عمل جراحی لازم برای نصب آن خیلی ساده تر از سایر ابزارهای مشابه است. به گفته آنها این نوآوری، نویدبخش بازگرداندن بخش مفید بینایی برای بیمارانی است كه به دلیل بیماری های تخریب و انحطاط شبكیه نابینا شده اند. آزمایش این وسیله بر روی موش ها موفقیت آمیز بوده اما هنوز به فاز انسانی نرسیده است.