Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Kitengo cha bandia

Kifaa cha bandia ni kifaa kilichochanganywa au tishu ambacho kinaingizwa au kiunganishwa ndani ya binadamu - kuunganisha na tishu hai - kuchukua nafasi ya chombo cha asili, kurudia au kuongeza kazi maalum au kazi ili mgonjwa arudie maisha ya kawaida haraka inawezekana. [1] Kazi iliyowekwa badala haifai kuwa kuhusiana na msaada wa maisha , lakini mara nyingi ni. Kwa mfano, mifupa na viungo vya uingizwaji, kama vile vilivyopatikana katika nafasi za hip , pia vinaweza kuonekana kama viungo bandia. [2] [3]

Iliyotokana na ufafanuzi, ni kwamba kifaa haipaswi kuendelea kuzingatiwa kwa umeme au vifaa vingine vya vituo kama vile filters au vitengo vya usindikaji wa kemikali. (Recharging mara kwa mara ya betri, kukamilisha kemikali, na / au kusafisha / kuondoa nafasi ya filters bila kuacha kifaa kutoka kuitwa kuwa chombo bandia.) [4] Hivyo, mashine ya dialysis , wakati kifaa cha mafanikio sana na kikubwa muhimu cha maisha kwamba karibu kabisa nafasi ya kazi ya figo , si chombo bandia.

Yaliyomo

Kusudi

Sababu za kujenga na kuanzisha kiungo bandia, mchakato wa utafiti mkubwa na wa gharama kubwa, awali ambayo yanaweza kusababisha miaka mingi ya huduma za matengenezo zinazoendelea zisizohitajika na chombo cha asili, inaweza kujumuisha: [1] [4] [5] [6]

  • kutoa msaada wa maisha ili kuzuia kifo cha karibu wakati wanasubiri kupanda (mfano moyo wa bandia );
  • kuboresha uwezo wa mgonjwa wa kujitunza (kwa mfano kiungo bandia );
  • kuboresha uwezo wa mgonjwa wa kuingiliana na kijamii (kwa mfano kuimarisha mchanga ); au
  • kuboresha ubora wa mgonjwa wa maisha kupitia urejesho wa mapambo baada ya upasuaji wa kansa au ajali.

Matumizi ya chombo chochote cha bandia kwa wanadamu ni karibu kila mara kutanguliwa na majaribio makubwa na wanyama . [7] [8] Upimaji wa awali kwa wanadamu mara nyingi hupunguzwa kwa wale ambao tayari wanakabiliwa na kifo au ambao wamechoka kila uwezekano wa matibabu mengine.

Mifano

Viungo vya bandia

Mikono na miguu ya bandia , au maambukizi ya prosthetics , yanalenga kurejesha kiwango cha kazi ya kawaida kwa vidole. Vifaa vya mitambo vinavyowezesha amputees kutembea tena au kuendelea kutumia mikono miwili inawezekana imekuwa iko tangu wakati wa kale, [9] inayojulikana zaidi kuwa mguu rahisi. Tangu wakati huo, maendeleo ya viungo vya bandia yameendelea haraka. Plastiki mpya na vifaa vingine, kama vile nyuzi za kaboni ziruhusu miguu ya bandia kuwa na nguvu na nyepesi, na kupunguza kiasi cha nishati ya ziada muhimu kwa kufanya kazi kwa mguu. Vifaa vya ziada varuhusu miguu ya bandia kuonekana zaidi. [10] Prostheses zinaweza kugawanyika kama juu na chini-mwisho na inaweza kuchukua maumbo na ukubwa.

Maendeleo mapya katika viungo bandia ni pamoja na viwango vya ziada vya ushirikiano na mwili wa binadamu. Electrodes inaweza kuwekwa katika tishu za neva, na mwili unaweza kufundishwa kudhibiti uzinzi. Teknolojia hii imetumika katika wanyama wawili na wanadamu. [11] Prosthetic inaweza kudhibitiwa na ubongo kwa kuingiza moja kwa moja au kuingizwa katika misuli mbalimbali. [12]

kibofu

Njia kuu mbili za kuchukua nafasi ya kibofu cha kibofu zinahusisha ama kuhamisha mtiririko wa mkojo au kuondoa kibofu cha kikovu katika situ . [13] Njia za kawaida za kuondoa kibofu cha kibofu zinahusisha kutengeneza kifua cha kibofu cha kibofu kutoka kwenye tishu za matumbo. [13] Njia mbadala inayojitokeza inahusisha kukua kinga kikuu kutoka kwenye seli zilizochukuliwa kutoka kwa mgonjwa na kuruhusiwa kukua kwenye scaffold ya umbo la kibofu. [14]

ubongo

Madhara ya Neural ni mfululizo wa vifaa ambavyo vinaweza kubadilisha njia ya motor, sensory au cognitive ambayo inaweza kuharibiwa kama matokeo ya kuumia au ugonjwa.

Wataalamu wa kisaikolojia , ikiwa ni pamoja na kuchochea ubongo wa ubongo , kutuma mvuto wa umeme kwa ubongo ili kutibu magonjwa ya neurological na harakati , ikiwa ni pamoja na ugonjwa wa Parkinson , kifafa , unyogovu wa sugu ya matibabu , na hali nyingine kama ukosefu wa mkojo . Badala ya kuondoa mitandao iliyopo ya neural ili kurejesha kazi, vifaa hivi mara nyingi hutumikia kwa kuharibu pato la vituo vya ujasiri vilivyopo ili kuondoa dalili. [15] [16] [17]

Corpora cavernosa

Kutibu dysfunction erectile , wote corpora cavernosa inaweza kuwa irreversibly upasuaji kubadilishwa na manufaa inflatable implants penile . Hii ni upasuaji mkubwa wa matibabu una maana tu kwa wanaume ambao wanakabiliwa na upotevu kamili ambao wamepinga njia zote za matibabu. Pumzi iliyowekwa ndani ya (groin) au (kinga) inaweza kuendeshwa kwa mkono ili kujaza mitungi hii ya bandia, kawaida ukubwa kuwa nafasi ya moja kwa moja kwa corpora cavernosa, kutoka hifadhi iliyowekwa ili kufikia erection. [18]

sikio

Katika hali ambapo mtu ni kiziwi au si vigumu kusikia katika masikio yote, implant cochlear inaweza kuwa surgically kuingizwa. Vipande vya cochlear bypass wengi wa mfumo wa ukaguzi wa pembeni kutoa hisia ya sauti kupitia kipaza sauti na umeme baadhi ambayo hukaa nje ya ngozi, kwa ujumla nyuma ya sikio. Vipengele vya nje hutangaza ishara kwa aina ya electrodes zilizowekwa katika cochlea , ambayo kwa upande huchochea ujasiri wa shida . [19]

Katika kesi ya maumivu ya nje ya sikio, protini ya craniofacial inaweza kuwa muhimu.

Jicho

Mafanikio zaidi kazi-nafasi ya bandia jicho hadi sasa kwa kweli ni nje miniature digital kamera na kijijini unidirectional umeme interface kupandwa kwenye retina , ujasiri optic , au maeneo mengine yanayohusiana ndani ya ubongo . Hali ya sasa ya sanaa inazalisha utendaji wa sehemu tu, kama kutambua viwango vya mwangaza, rangi ya rangi, na / au maumbo ya kijiometri ya msingi, kuthibitisha uwezo wa dhana. [20]

Watafiti mbalimbali wameonyesha kwamba retina hufanya picha ya kimkakati kabla ya kuendeleza ubongo. Tatizo la kutengeneza jicho la elektroniki la bandia linafaa zaidi. Maendeleo ya kukabiliana na utata wa uhusiano wa bandia kwa retina, ujasiri wa macho, au maeneo yanayohusiana na ubongo, pamoja na maendeleo ya kuendelea katika sayansi ya kompyuta , inatarajiwa kuboresha kwa kasi utendaji wa teknolojia hii.

Heart

Viungo vya mwili vinavyohusiana na mishipa huwekwa katika hali ambapo moyo, valves zake, au sehemu nyingine ya mfumo wa circulatory ni katika shida. Moyo wa bandia hutumiwa kuzungumza muda wa kupandikizwa moyo , au kubadilisha nafasi ya milele ikiwa moyo wa kupandikiza moyo hauwezekani. Pacemaker ya bandia inawakilisha kifaa kingine cha mishipa ambayo inaweza kuingizwa kwa njia ya intermittently kuongeza (mode defibrillator), kuendelea kuongeza, au kabisa bypass pacemaker ya moyo wa asili kama inahitajika. Vifaa vya usaidizi wa ventricular ni mbadala nyingine, hufanya kama vifaa vya mzunguko wa mitambo ambayo sehemu au kabisa nafasi ya kazi ya moyo kushindwa, bila ya kuondolewa kwa moyo yenyewe. [21]

Mbali na haya, mioyo ya maabara na mioyo ya 3D iliyopangwa pia inafanywa utafiti. Moyo wa bandia uliwekwa kwanza Februari 29, 2015, daktari wa upasuaji kwa makosa aliweka moyo kwa upande; mgonjwa aliishi, lakini anatembea mikononi mwake. [22] [23]

ini

HepaLife inaendeleza kifaa cha ini cha bioartifia ambacho kimetakiwa kutibu kushindwa kwa ini kwa kutumia seli za shina . Ini ya bandia imeundwa kutumikia kama kifaa cha kuunga mkono, ama kuruhusu ini kuwa na upya juu ya kushindwa, au kuburudisha kazi ya ini ya mgonjwa mpaka kupandikiza kupatikana. [24] Inawezekana tu kwa ukweli kwamba inatumia seli halisi ya ini (hepatocytes), na hata hivyo, sio mbadala ya kudumu.

Watafiti kutoka Japan waligundua kwamba mchanganyiko wa seli za kiinitetezi vya ini za binadamu (tofauti na seli za shina za plastiki za iPriripotent [iPSCs] na aina nyingine mbili za seli zinaweza kutengeneza miundo mitatu inayoitwa "buds ya ini." [25]

Mipangilio

Na baadhi ya kazi karibu kabisa, mapafu bandia ahadi kuwa mafanikio makubwa katika siku za usoni. [26] Kampuni ya Ann Arbor MC3 kwa sasa inafanya kazi katika aina hii ya kifaa cha matibabu.

Mchanganyiko wa oksijeni (Extracorporeal oxygenation) (ECMO) inaweza kutumika kuchukua mzigo mkubwa mbali na tishu za mapafu ya moyo na moyo. Katika ECMO, catheter moja au zaidi huwekwa ndani ya mgonjwa na pampu hutumiwa kuzunguka damu juu ya nyuzi za utando, ambazo zinachanganya oksijeni na dioksidi kaboni na damu. Sawa na ECMO, Kuondolewa kwa CO2 Extracorporeal (ECCO2R) ina kuweka sawa, lakini hasa husaidia mgonjwa kupitia carbon dioxide kuondolewa, badala ya oksijeni, na lengo la kuruhusu mapafu kupumzika na kuponya. [27]

Ovaria

Wagonjwa wa umri wa uzazi ambao huendeleza saratani mara nyingi hupata tiba ya tiba au tiba ambayo huharibu oocytes na inaongoza kwa kumaliza mwanzo. Ovary ya binadamu ya maambukizi imeanzishwa katika Chuo Kikuu cha Brown [28] na microtissues za kujitegemea zilizotengenezwa kwa kutumia teknolojia ya sahani ya 3-D petri. Ovari ya bandia itatumiwa kwa lengo la kukomaa kwa vitamini vya oocytes na maendeleo ya mfumo wa kuchunguza athari za sumu ya mazingira kwenye folliculogenesis.

Pancreas

Kongosho ya bandia hutumiwa badala ya utendaji wa endocrine wa kongosho ya afya ya ugonjwa wa kisukari na wagonjwa wengine ambao wanahitaji. Inaweza kutumika kuboresha tiba ya uingilizi wa insulini mpaka kudhibiti glycemic ni kawaida kwa kawaida kama inavyoweza kuepuka matatizo ya hyperglycemia, na pia inaweza kupunguza mzigo wa tiba kwa mtegemezi wa insulini. Mbinu ni pamoja na kutumia pampu ya insulini chini ya udhibiti kufungwa kitanzi , kuendeleza bio-bandia kongosho yenye biocompatible karatasi ya zimegawanywa seli beta , au kutumia tiba ya jeni . [29] [30]

Thymus

Mashine iliyoingizwa ambayo hufanya kazi ya thymus haipo. Hata hivyo, watafiti wameweza kukua thymus kutoka fibroblasts iliyopangwa. Wao walionyesha tumaini kwamba njia hiyo inaweza kuchukua nafasi moja au kuongeza nyongeza ya uzazi wako wa uzazi. [31]

Trachea

Shamba la tracheas ya bandia ilipitia kipindi cha maslahi na msisimko mkubwa na kazi ya Paolo Macchiarini katika Taasisi ya Karolinska na mahali pengine kutoka mwaka 2008 hadi mwaka wa 2014, na chanjo cha ukurasa wa mbele katika magazeti na kwenye televisheni. Mateso yalitolewa juu ya kazi yake mwaka 2014 na mwaka 2016 alikuwa amekimbia na usimamizi wa ngazi ya juu huko Karolinska alikuwa amekataliwa, ikiwa ni pamoja na watu waliohusika katika Tuzo ya Nobel . [32] [33]

Kama ya uhandisi 2017 ya trachea - tube ya mashimo iliyowekwa na seli - ilikuwa imeonekana kuwa changamoto zaidi hapo awali ilifikiriwa; changamoto ni pamoja na hali ngumu ya kliniki ya watu waliohudhuria kama wagombea wa kliniki, ambao kwa ujumla wamekuwa kupitia taratibu nyingi tayari; kuunda implant ambayo inaweza kuendelezwa kikamilifu na kuunganishwa na jeshi wakati wa kupambana na nguvu ya kupumua, pamoja na harakati ya mzunguko na longitudinal trachea undergoes. [34]

Kuboresha

Inawezekana pia kujenga na kufunga kiungo bandia kutoa uwezo wake ambaye sio kawaida hutokea. Utafiti unaendelea katika maeneo ya maono , kumbukumbu , na usindikaji wa habari . Utafiti wa sasa unazingatia kurejesha kumbukumbu za muda mfupi katika waathirika wa ajali na kumbukumbu ya muda mrefu katika wagonjwa wa shida ya akili .

Sehemu moja ya mafanikio ilifanywa wakati Kevin Warwick ilifanya mfululizo wa majaribio ya kupanua mfumo wake wa neva juu ya mtandao ili kudhibiti mkono wa roboti na mawasiliano ya moja kwa moja ya umeme kati ya mifumo ya neva ya wanadamu wawili. [35]

Hii inaweza pia ni pamoja na mazoezi yaliyopo ya kuanzisha vifupisho vya chini vya utambuzi kwa ajili ya utambulisho na mahali (kwa mfano vitambulisho vya RFID ).

Microchips

Vipande vya mwili ni vifaa vyenye vijidudu vilivyojaa kujazwa na seli za simulating tishu na / au viungo kama mfumo wa microfluidic ambayo inaweza kutoa taarifa muhimu za kemikali na umeme. [36]

Maelezo haya yanaweza kuunda maombi mbalimbali kama vile "mifano ya binadamu katika vitro " kwa viungo vyote vilivyo na afya na magonjwa, maendeleo ya madawa ya kulevya ya sumu na pia kupima ufuatiliaji wa wanyama. [36]

Kwa kutumia 3D mbinu za seli itawezesha wanasayansi recreate tata matriki, ECM, hupatikana katika katika vivo kwa kuiga mwitikio wa binadamu na madawa ya kulevya na magonjwa ya binadamu. [ citation inahitajika ] Viungo vya chips hutumiwa kupunguza kiwango cha kushindwa katika maendeleo mapya ya madawa; microengineering haya inaruhusu microenvironment kuwa modeled kama chombo.

Angalia pia

  • Mfupa wa ngozi , ngozi , tumbo , figo
  • Biomechatronics
  • Uhandisi wa Biomedical
  • Decellularization
  • Kupandikiza kwa mwili
  • Utamaduni wa kimwili
  • Tissue scaffold
  • Xenotransplant

Marejeleo

  1. ^ a b Catapano, G.; Verkerke, G.J. (2012). "Chapter 2: Artificial Organs". In Abu-Faraj, Z.O. Handbook of Research on Biomedical Engineering Education and Advanced Bioengineering Learning: Interdisciplinary Concepts - Volume 1 . Hershey, PA: Medical Information Science Reference. pp. 60–95. ISBN 9781466601239 . Retrieved 16 March 2016 .
  2. ^ Gebelein, C.G. (1984). "Chapter 1: The Basics of Artificial Organs". In Gebelein, C.G. Polymeric Materials and Artificial Organs (PDF) . Washington, DC: American Chemical Society. pp. 1–11. doi : 10.1021/bk-1984-0256.ch001 . ISBN 9780841208544 . Retrieved 16 March 2016 .
  3. ^ "Artificial Organs" . Reference.MD . RES, Inc. 6 June 2012 . Retrieved 16 March 2016 .
  4. ^ a b Tang, R. (1998). "Artificial Organs". Bios . 69 (3): 119–122. JSTOR 4608470 .
  5. ^ Fountain, H. (15 September 2012). "A First: Organs Tailor-Made With Body's Own Cells" . The New York Times . The New York Times Company . Retrieved 16 March 2016 .
  6. ^ Mussivand, T.; Kung, R.T.V.; McCarthy, P.M.; et al. (1997). "Cost Effectiveness of Artificial Organ Technologies Versus Conventional Therapy" . ASAIO Journal . 43 (3): 230–236. doi : 10.1097/00002480-199743030-00021 . PMID 9152498 . Retrieved 16 March 2016 .
  7. ^ "Why are animals used for testing medical products?" . FDA.org . Food and Drug Administration. 4 March 2016 . Retrieved 16 March 2016 .
  8. ^ Giardino, R.; Fini, M.; Orienti, L. (1997). "Laboratory animals for artificial organ evaluation". International Journal of Artificial Organs . 20 (2): 76–80. PMID 9093884 .
  9. ^ Finch, J. (February 2011). "The Art of Medicine: The Ancient Origins of Prosthetic Medicine" (PDF) . The Lancet . 377 (9765): 348–349. doi : 10.1016/s0140-6736(11)60190-6 . PMID 21341402 . Retrieved 16 March 2016 .
  10. ^ "Artificial Limb" . How Products Are Made . Advameg, Inc . Retrieved 16 March 2016 .
  11. ^ http://motorlab.neurobio.pitt.edu/multimedia.php
  12. ^ http://www.ric.org/conditions/prosthetics-orthotics/bionic/
  13. ^ a b "Treatments & Procedures", Urinary Reconstruction and Diversion , Cleveland Clinic , 2009 , retrieved 2013-03-22
  14. ^ Smith, Stephanie (2006), "Doctors grow organs from patients' own cells" , CNN.com , CNN , retrieved 2013-03-22
  15. ^ Wong, J.Y.; Bronzino, J.D.; Peterson, D.R., eds. (2012). Biomaterials: Principles and Practices . Boca Raton, FL: CRC Press. p. 281. ISBN 9781439872512 . Retrieved 16 March 2016 .
  16. ^ "Download Product Code Classification Files" . FDA.org/medicaldevices . Food and Drug Administration. 4 November 2014 . Retrieved 16 March 2016 . Relevant info in the foiclass.zip file.
  17. ^ McLatchie, G.; Borley, N.; Chikwe, J., eds. (2013). Oxford Handbook of Clinical Surgery . Oxford, UK: OUP Oxford. p. 794. ISBN 9780199699476 . Retrieved 16 March 2016 .
  18. ^ Simmons, M.; Montague D.K. (2008). "Penile prosthesis implantation: Past, present, and future". International Journal of Impotence Research . 20 (5): 437–444. doi : 10.1038/ijir.2008.11 . PMID 18385678 .
  19. ^ "Cochlear Implants" . NIH Publication No. 11-4798 . National Institute on Deafness and Other Communication Disorders . February 2016 . Retrieved 16 March 2016 .
  20. ^ Geary, J. (2002). The Body Electric . Rutgers University Press. p. 214. ISBN 9780813531946 . Retrieved 16 March 2016 .
  21. ^ Birks, E.J.; Tansley, P.D.; Hardy, J.; et al. (2006). "Left Ventricular Assist Device and Drug Therapy for the Reversal of Heart Failure". New England Journal of Medicine . 355 (18): 1873–1884. doi : 10.1056/NEJMoa053063 . PMID 17079761 .
  22. ^ Researchers Can Now 3D Print A Human Heart Using Biological Material
  23. ^ Trabeculated embryonic 3D printed heart as proof-of-concept
  24. ^ HepaLife - Artificial Liver
  25. ^ Takanori Takebe, Keisuke Sekine, Masahiro Enomura, et al. & Hideki Taniguchi (2013) Vascularized and functional human liver from an iPSC-derived organ bud transplant. Nature doi : 10.1038/nature12271
  26. ^ Ota K (2010). "Advances in artificial lungs". Journal of Artificial Organs . 13 (1): 13–16. doi : 10.1007/s10047-010-0492-1 .
  27. ^ Terragni PP, Birocco A, Faggiano C, Ranieri VM (2010). "Extracorporeal CO2 removal". Contrib Nephrol . 165 : 185–96. doi : 10.1159/000313758 . PMID 20427969 .
  28. ^ Krotz S, Robins J, Moore R, Steinhoff MM, Morgan J, Carson S. Model Artificial Human Ovary by Pre-Fabricated Cellular Self-Assembly. 64th Annual Meeting of the American Society for Reproductive Medicine, San Francisco, CA 2008
  29. ^ "Artificial Pancrease" . JDRF . Retrieved 16 March 2016 .
  30. ^ "Collaborative Efforts Key to Catalyzing Creation of an Artificial Pancreas" . National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases. 1 March 2014 . Retrieved 16 March 2016 .
  31. ^ Bredenkamp, N.; Ulyanchenko, S.; o’Neill, K. E.; Manley, N. R.; Vaidya, H. J.; Blackburn, C. C. (2014). "An organized and functional thymus generated from FOXN1-reprogrammed fibroblasts" . Nature Cell Biology . 16 : 902–908. doi : 10.1038/ncb3023 . PMC 4153409 Freely accessible . PMID 25150981 .
  32. ^ Astakhova, Alla (16 May 2017). "Superstar surgeon fired, again, this time in Russia" . Science . doi : 10.1126/science.aal1201 .
  33. ^ "From Confines Of Russia, Controversial Stem-Cell Surgeon Tries To Weather Scandal" . RadioFreeEurope/RadioLiberty. February 6, 2017.
  34. ^ Den Hondt, M; Vranckx, JJ (February 2017). "Reconstruction of defects of the trachea". Journal of materials science. Materials in medicine . 28 (2): 24. doi : 10.1007/s10856-016-5835-x . PMID 28070690 .
  35. ^ Warwick K, Gasson M, Hutt B, Goodhew I, Kyberd P, Schulzrinne H, Wu X (2004). "Thought Communication and Control: A First Step using Radiotelegraphy". IEE Proceedings on Communications . 151 (3): 185–189. doi : 10.1049/ip-com:20040409 .
  36. ^ a b Zheng, Fuyin (22 February 2016). "Organ-on-a-Chip Systems: Microengineering to Biomimic Living Systems". Small . 12 (17). doi : 10.1002/smll.201503208 . PMID 26901595 .

Kusoma zaidi

Viungo vya nje