Coraz więcej firm korzysta z nowoczesnych technologii cybernetycznych. Ich zastosowanie można zaobserwować w wielu branżach przemysłowych, a także dziedzinach nauki. Nowoczesne technologie cybernetyczne, a w szczególności biochipy, mają zrewolucjonizować świat branży medycznej i stać się przyszłością medycyny. Czy tak się stanie?
Czym jest rewolucyjny, medyczny biochip?
Biochip jest miniaturowym urządzeniem umieszczanym w żywych organizmach, tych ludzkich, jak i zwierzęcych. Jego głównym celem jest ich identyfikacja (RFID) lub lokalizacja za pośrednictwem drogi radiowej.
Biochip jest urządzeniem bardzo prostym w użytkowaniu, wystarczy umiejscowić go pod mikroskopem i obserwować zachodzące zjawiska w tkance w czasie rzeczywistym. Mogą to być tkanki ludzkie i zwierzęce, prawidłowe, a także te nowotworowe, które kolejno wykorzystywane są do badań różnych substancji aktywnych możliwych leków.
Biochip służący do identyfikacji (RFID) składa się z mikrochipu, anteny spiralnej, kondensatora, a także przezroczystej kapsuły, wykonanej z polimeru polipropylenowego. Najnowocześniejsze biochipy lub inaczej mówiąc nadajniki są wielkość ziarenka ryżu, mają długość 11 mm i 2 mm szerokości.
Jakie możliwości dają biochipy?
Naukowcy przysposobili techniki tworzenia mikrochipów komputerowych w celu zaprojektowania urządzeń do hodowli mikroprzepływowej. Pozwalają one zaobserwować funkcje żywych narządów ludzkich, takich jak m.in. szpiku kostnego, nerek, jelit, skóry, a nawet płuc. Biochipy dają również dodatkową możliwość m.in. do przeprowadzania standardowych badań na zwierzętach.
Powstałe biochipy, występujące w postaci układu narządów, składają się z przezroczystego bardzo elastycznego polimeru, zawierającego wydrążone kanały mikroprzepływowe. Wyłożone są żywymi komórkami, a połączone są ze sztucznym układem naczyniowym z ludzkimi komórkami śródbłonkowymi.
Biochipy w postaci modeli tkankowych można wyprowadzić bezpośrednio
z komórek człowieka. W ten sposób prowadzone są obecnie badania na tkankach ludzkich. Inną możliwością są terapie spersonalizowane, podczas których najpierw pobierane są od chorego niewielkie ilości komórek (m.in. komórki nowotworowe),
a następnie wprowadzone zostają zmiany nowotworowe na chipie. Ten sposób pozwala kolejno do wyboru odpowiedniej metody leczenia.
Biochipy w postaci narządów
Naukowcom z instytutu Wyss w Bostonie udało się już odwzorować, aż 15 ludzkich narządów na biochipach. Premierowym biochipem było płuco. Było wielkości dysku, a składało się z dwóch kanałów, górnego i dolnego. Górny kanał wypełniony powietrzem, wyłożony został ludzkimi komórkami nabłonkowymi pęcherzyków, natomiast ten dolny, wyłożony był komórkami naczyń krwionośnych oraz przepływającego w nim roztworu, zawierającego białe krwinki.
Biochipy są one również wykorzystywane do hodowli żywego mikrobiomu. Przez dłuższy czas znajdują się w bezpośrednim kontakcie z żywymi ludzkimi komórkami. Taka sytuacja pozwala dokładnie stwierdzić jaki wpływ mają na zdrowie człowieka.
Przeprowadzanie badań klinicznych trwa nawet kilka lat. Są to jednak bardzo kosztowne badania, a stworzenie pojedynczego związku to wydatek nawet 2 mld dolarów. Bardzo często podczas całego procesu naukowcy nie są w stanie przewidzieć ludzkich reakcji. Istotne znaczenie ma tu ludzka patofizjologia, której modele zwierzęce nie są w stanie prawidłowo odzwierciedlić.
Jeśli wykonywane przez naukowców badania zakończą się sukcesem to biochipy
z pewnością zrewolucjonizują procedury badań, a także obniżą koszty najnowszej generacji leków, stając się przyszłością medycyny.
Opracowanie własne/Redakcja
Źródło:
