Ученые из Австралии представили новое устройство коркового зрения. В будущем оно позволит вернуть зрение слепым, а пока его готовят к первым клиническим испытаниям с участием пациентов.

Исследователи из Университета Монаша в Австралии разработали устройство, которое может помочь слепым и слабовидящим людям. Ученые разработали рамку, в которую встроили бионическую систему зрения Gennaris, а также устройство, которое может заменить им глаза.

Это первое устройство с чипом, которое предназначено для лечения слепоты. Изготовленный на заказ головной убор включает в себя камеру с беспроводным передатчиком и программное обеспечение для обработки зрения. Набор чипов размером 9×9 мм имплантируется в мозг.

Исследователи объяснили, что нарушение зрения — это одно из заболеваний, которое может прогрессировать до полной слепоты, если не лечить его. При этом вероятность того, что терапия не поможет, составляет около 20%. При этом их технология может повысить эффективность лечения в 2,5 раза. 

Подключенная к устройству камера будет фиксировать все, что происходит вокруг. После этого камера отправляет изображение в зрительный процессор, где другие части технологии извлекают из нее данные, которые можно транслировать в чипы.

Затем данные поступают в сложную схему в каждом из имплантов, которые поместят в мозг человека, и преобразуется в схему электрических импульсов, которая стимулирует мозг с помощью микроэлектродов. Таким образом человек возвращает себе способность видеть.

У многих клинически слепых людей повреждены зрительные нервы. Они предотвращают передачу сигналов от сетчатки к «зрительному центру» мозга. Система бионического зрения Gennaris может обойти это повреждение, что позволяет лечить многие состояния, которые в настоящее время имеют ограничения в лечении, отмечают ученые.

Готовится трансплантация первого в мире бионического глаза

Новые биосенсоры и имплантаты будут работать от энергии человека

Носимые и имплантируемые устройства в настоящее время используются для множества функций, включая отслеживание и мониторинг состояния здоровья. Однако для подачи энергии обычно требуются громоздкие батареи и простои из-за перезарядки. Международная группа ученых предполагает, что достижения в области материалов и электронного дизайна могут быть способны преобразовывать биомеханическую энергию в электрическую, открывая путь для устройств, которые можно носить и имплантировать, но которым не нужна подзарядка. Результаты исследования публикует журнал Biosensors and Bioelectronics. 

Ларри Ченг, профессор факультета технических наук и механики Пенсильванского университета объясняет, что его команда стремилась создать устройства, которые могут собирать энергию, и разработать датчики, которые могут работать автономно. Своеобразный комбайн для сбора энергии может подавать энергию для питания других устройств, в то время как датчики с автономным питанием могут обеспечивать собственную энергию для работы в качестве автономных устройств. 

Такие датчики могут привести к более точному здравоохранению и возможностям удаленного мониторинга здоровья.

Международная группа исследователей во главе с инженерами Пенсильванского университета изучает возможность разработки растягиваемых биосенсоров с автономным питанием, которые в один прекрасный день могут привести к созданию носимых устройств, не нуждающихся в подзарядке, или даже датчиков, которые питаются от самого процесса, который они создали. контролировать. Предоставлено: Penn State.

Исследователи заявили, что растяжимые пьезоэлектрические материалы — твердые вещества, способные накапливать электрические заряды — имеют решающее значение для развития таких приборов. Поскольку человеческие ткани мягкие и постоянно меняют форму, материалы должны иметь возможность изгибаться и растягиваться.

По мнению исследователей, биосенсоры могут быть не просто перенесены на поверхность кожи, но однажды могут быть имплантированы в тело. По словам Ченга, успехи в дизайне и разработке материалов за последнее десятилетие помогли исследователям разработать пьезоэлектрические материалы, которые достаточно гибкие и прочные, чтобы выдерживать воздействие окружающей среды внутри тела, но при этом настолько чувствительны и эффективны, что могут захватывать и преобразовывать такие быстрые движения, такие как сердцебиение и дыхание.

Биосовместимый композит позволит создать процессор-имплант – ученые

Биосовместимый мягкий композит, из которого можно создать различные электронные элементы — от резистора до транзистора, смогли получить ученые из Колумбийского университета (США). Статью с результатами разработки авторы опубликовали в журнале Science Advances.

Новый композит состоит из ионно-проводящего полимера, в котором замешаны микронные пластиковые проводники. В зависимости от комбинации размера и размещения проводников в композите материал может вести себя как анизотропный проводник, диод, транзистор, транзистор с индивидуальной адресацией или резистор.

Такой материал способен с высокой точностью регистрировать и обрабатывать нейрофизиологические сигналы. Это свойство необходимо для создания эффективных нейроинтерфейсов, позволяющих восстанавливать, например, подвижность парализованных из-за травмы позвоночника конечностей, связывая биопротезы напрямую с головным мозгом.

Ученые предполагают для своего изобретения массу применений: от сенсоров нервных импульсов с высоким разрешением, вживляемых в тело, до мягкого процессора, которого можно имплантировать в мозг для создания нейроинтерфейса.

Датчики-имплантанты радикально трансформируют здравоохранение – ученые

Тонкие, гибкие, беспроводные системы мониторинга могут сделать медицину более предсказуемой и персонализированной. Об этом 17 июля сообщается в обзорной статье, опубликованной в журнале Nature.

Первое поколение биоинтегрированных датчиков могло отслеживать биофизические сигналы (сердечный ритм, дыхание, температура и движение). Однако, появляются всё более совершенные системы, которые могут отслеживать концентрацию веществ (глюкоза и др), определённые действия, как глотание, дыхание и речь. Собранные ими данные будут дистанционно обработаны и проанализированы компьютерами, выявляя отклонения и отслеживая ход лечения. Массово внедрённые в практику, они предотвратят эпидемии, выявят уязвимые группы населения, позволят контролировать безопасность и эффективность лекарств.

По мнению ученых, беспроводной мониторинг здоровья может революционизировать здравоохранение, поскольку там отсутствует традиционная медицинская инфраструктура.

Напомним, биоинтегрированные датчики нового поколения проходят клинические испытания в Чикаго, штат Иллинойс. На данный момент используются гибкие сенсорные системы, одобренные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), которые собирают биофизические сигналы: концентрацию глюкозы, гормонов. Некоторые датчики вводят нить в кожу, другие анализируют пот на показатели, характеризующие состояние клеток и функций органов (электролиты), иммунной системы (цитокины) и взаимодействия лекарств (метаболиты).

Российские ученые создали систему доставки антибиотиков в организм человека

Систему доставки лекарств на основе полых частиц карбоната кальция для борьбы с бактериальной инфекцией создали исследователи из Университета ИТМО, сообщает пресс-служба университета 10 сентября на сайте комитета по науке и высшей школе Петербурга, а также в журнале Chemical Communications.

Ученые из Университета ИТМО разработали систему доставки антибиотиков в организм человека на основе частиц дешевого и широко распространенного вещества ― карбоната кальция. 

Карбонат кальция ― сравнительно простое и хорошо известное человеку вещество. Оно есть в меле, известняке, мраморе, входит в состав яичной скорлупы, а также зарегистрировано как белый пищевой краситель под номером Е170. В аптеках можно найти массу биологических добавок с этим веществом в составе.

Если мы вспомним, какие элементы у нас представлены в крови и других биологических жидкостях, то увидим, что кальций является одним из наиболее представленных ионов: он участвует в передаче нервных импульсов, в сокращении мышц. По этой причине карбонат кальция нашему организму знаком очень давно. Однако мало найти дешевый и биосовместимый материал, из которого можно сделать «носитель» для антибиотика или другого препарата. Нужно сделать так, чтобы вещество надежно удерживалось в нем, пока не достигнет цели, и, напротив, легко «выгружалось», прибыв к месту назначения. 

Пресс-служба ИТМО 

Как пояснили в пресс-службе, в крови человека веществу предстоит столкнуться с иммунными клетками, которые постараются избавиться от инородного объекта. Чтобы этому противостоять, разработчикам необходимо было сделать микрокапсулу с большой поверхностью, ее размер приблизительно 5 микрометров в длину.

Формой она напоминает бактерии, чем отчасти и вдохновлялись исследователи при разработке материала. Это позволяет ей свободно циркулировать по кровеносным сосудам к очагу инфекции, защищая антибиотик под сравнительно толстой оболочкой из карбоната кальция.

Пока эксперименты с антибиотиками проведены в пробирках. Сейчас исследователи пытаются создать специальное покрытие, которое позволит капсуле избирательно прилипать к бактериям и более активно накапливаться в образуемых ими колониях. В будущем они планируют разработать капсулу для адресной доставки противобактериального вещества, не содержащего собственно антибиотика.

В пресс-службе добавили, что пока эксперименты с антибиотиками проведены в пробирках. Эффективность вещества проверяли на живых бактериях. Сейчас ученые пытаются создать специальное покрытие, которое позволит капсуле избирательно прилипать к бактериям и более активно накапливаться в образуемых ими колониях, борьба с которыми и является одной из основных целей исследования.

Создан гель, который может улучшить доставку лекарств в организм

Новый гидрогелевый материал, способный разрушаться и самопроизвольно реформироваться в желудочно-кишечном тракте, может помочь исследователям разработать более эффективные методы пероральной доставки лекарств. Ученые изучают ковалентные адаптируемые гидрогели (CAH), которые предназначены для высвобождения молекул по мере того, как они теряют полимер в желудке. А затем повторно гелируются самостоятельно, что защищает молекулы и позволяет им оставаться активными для целевой доставки в кишечник. Новое исследование публикует журнал Soft Matter.

Большинство лекарств и питательных веществ всасывается в организм в кишечнике, но, чтобы попасть туда, им нужно пройти через желудок — очень кислую суровую среду, которая может мешать действующим молекулам в фармацевтических препаратах.

Ученые занялись проблемой, изучив ковалентные адаптируемые гидрогели (CAH), которые планомерно высвобождают молекулы лекарства в кишечнике.

Чтобы охарактеризовать материал и дать представление о его фармацевтическом потенциале, исследователи перепрофилировал микрофлюидное устройство, первоначально разработанное в лаборатории Шульца, для исследования тканей и средств по уходу на дому для создания «желудочно-кишечного тракта на чипе». Экспериментальная установка позволяет обмениваться жидкой средой вокруг геля, чтобы имитировать рН среды всех органов в желудочно-кишечном тракте, моделируя, как материал будет реагировать со временем при попадании в организм.

Ковалентный адаптируемый гидрогель демонстрирует самопроизвольное повторное гелеобразование. Как правило, гели не разлагаются, а затем преобразуются без каких-либо дополнительных стимулов. Однако ученым удалось продемонстрировать жизнеспособность нового геля как средства пероральной доставки лекарств и питательных веществ. Теперь ученые начинают работать над исследованиями молекулярного высвобождения и добавлением других компонентов в гель.

Учёные создали умную систему доставки противораковых препаратов в опухоль

Учёные из Санкт-Петербурга создали технологию избирательной доставки противоопухолевых препаратов с помощью стволовых клеток, внутри которых находятся микрокапсулы с препаратом. Об этом сообщает пресс-служба Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО).

Проблема противораковой терапии заключается в том, что для достижения эффекта приходится использовать большие дозы токсичного для организма препарата. К тому же опухоль представляет собой довольно плотное образование с ограниченным кровотоком, в результате чего доступ препарата к нему ограничен. Поэтому усилия учёных направлены на создание систем адресной доставки химиопрепаратов прямо в опухоль.

Учёные из Университета ИТМО предложили доставлять препарат в очаг заболевания с помощью стволовых клеток, которые имеют свойства мигрировать в очаг новообразования. При этом внутрь стволовых клеток они поместили полиэлектролитные микрокапсулы из полимеров и диоксида кремния. Внутри капсулы находится противоопухолевый препарат. При этом капсула является светочувствительной. Если место, где находится опухоль облучить инфракрасным лазером, то капсула растворится и высвободит препарат.

Напомним, ИА REGNUM сообщало, что учёные из Еврейского университета в Иерусалиме нашли способ открыть каналы в раковых клетках для избирательной доставки в них противораковых химиотерапевтических средств.