创新可以诞生的必要性,良心,创造力,运气,或更可能的,所有的上述,都在一次。不管是什么动力,发明的有效成分是合作。
这五位科学家在这里强调—生物工程师Tejal德赛和Shuvo Roy,MD \/博士mozziyar爱德蒙地,微生物学家乔DeRisi,和医生\/外科医生米迦勒哈里森—微量交叉路径,拍打对方的专长几乎不断。
当技术和需求发生碰撞时,哈里森认为与工程师的联盟是一个新的领域的有效性的入口。当我们有问题,有一个缺少的一块,我们不只是想知道,如果有人会有一天,“哈里森说。”我们只是一起出去,一起做吧。”
早产是全世界婴儿死亡率的一个原因,一年1300万婴儿的生命。更令人震惊的是,在美国&mdash有早产婴儿的机会;一个在八—大于10个全球风险。
这些是驱动birthalert团队统计,由围产学家、机械工程师、电气工程师、生物工程师。他们正在重新思考我们的劳动方式。
“我们已经用同样的办法&mdash预测劳动;扩张和收缩—从黎明时分开始,说:”mozziyar爱德蒙地,一个由罗伊的生物工程实验室”一旦设置MD \/博士学位的学生,你只需要24到72小时的宝宝到来之前,那可太小时候介入。”
尤其是发展中国家妇女谁可能从医院很远,根据博士拉里兰德的UCSF的围产期服务birthalert团队和主管领导和胎儿的治疗方案。”我在利比里亚工作,我经常遇到的人过来承包早产阵痛,因此停留在他们的村庄,”兰德说。”唯一的出路是一个13英里的自行车骑,这是一个女人在劳动不能做。”
的birthalert团队想出了一个聪明的宫颈帽,将监测早期迹象即将劳动—在宫颈胶原的变化。胶原蛋白,这是在我们的许多组织中,可以很难,就像它是在我们的鼻子,或柔软,因为它是在我们的耳朵。
“在妊娠过程中,胶原在宫颈变硬,然后将宫颈张开。所以基本上从大门到胶原蛋白的宝贝网关,说:”爱德蒙地。
装有传感器,小电池和一些无线设备,以获得一个信号的手机,该设备可以简单地插入在家里,每天一次,没有专业的帮助。如果检测到软化,该设备将发送一个信号到一个手机,然后将信息发送给医生。
“软化打开正常的过程,需要从一到三周的时间,说:”爱德蒙地,给医生一个更广泛的窗口内工作。
到底有多少只birthalert在高危妊娠的干预窗口扩大会在装置的第一个临床试验显示,它开始在春天2012接收伦理批准由UCSF研究委员会人类后。它是被认为在早产风险的妇女进行了测试,包括那些以前的早产孕妇和35岁以上的年龄—所有的人都birthalert插在它们的常规产前检查简要解读。
如果证明是有效的,birthalert不仅可以挽救数百万人的生命,但也会给那些做婴儿更好的预警信号让它面对生活的残疾因为早出生,据兰德。此外,该装置会减少早产&mdash相关的强大的成本;估计260亿美元一年仅在美国。设备的估计成本:20美元至30美元。
无论是金融,人道主义或道德,对于由罗伊的人工肾的情况是清楚的。不仅将植入,咖啡杯大小的装置,消除需要透析—费用医疗保险每年300亿美元—但是,正如罗伊说,“不要被患者的困境,移动是不可能的。”
透析患者,病情最严重的患者终末期肾脏疾病(ESRD)的人,可以连接到机器一周多达三天,三到五个小时的会议。”的年死亡率约为百分之20,接近结肠癌,“罗伊说,在生物工程和治疗科学系副教授,一个联合处的学校的药剂和医药。
透析患者迫切需要一种稀缺商品—肾移植。统计数据是毁灭性的:有17000个器官可供选择,92000例患者行。终末期肾病率增加在百分之5到百分之7年,可能变得更糟糕的一天,和成本是巨大的。这或许可以解释为什么罗伊的肾脏项目符合食品和药品管理局的途径,它基本上是快速跟踪审批流程的。
正在研制的设备看起来很简单—像一个特大号的九伏电池—然而十年的巨大生物工程进展的形状。通过手术的方式植入腹部建立一个永久性的血液的连接,它提供持续的治疗无免疫抑制药物。
该装置的第一部分是膜,采用纳米技术生产的硅膜,阻止毒素而引起凝血。过滤器的工作原理是由病人的心脏驱动的压力,消除了对电源的需求。的其他主要组成部分,该生物反应器,模仿的肾脏代谢和水平衡的职责。
构建一个成功的生物反应器需要一个可靠的人源性细胞的供应。”硅膜必须赶上该项目的需要。“我们必须了解如何隔离肾细胞,并将它们储存在身体以外,”罗伊说。这两个发展结合的生物相容性材料进展—正确的涂料—是什么使装置可行了。”
Tejal德赛的早期作品对硅的生物相容性,据罗伊,在微型领域开创性的植入物一般,更具体地说,对于设备的长期成功的关键。
到目前为止,证明了人工肾的概念组件已成功地在小动物,并计划为未来的未来。在这些研究和充足的资助下,罗伊希望人类试验在五到六年后开始。
图片:当你靠近你的前门时,它看起来奇怪地歪了。另一边是你的配偶,他的脸似乎是波浪形的,扭曲的。这些都是令人不安的最初迹象的年龄相关性黄斑变性(AMD),失明的首要原因,在60岁以上的人。尽管新的药物可以阻止AMD的进展,医生一直让他们身体内正确的位置。
Tejal德赛有一个小的解决方案。”我参加了一个论坛,我来到旧金山后不久,有几个医生谈论各自领域的挑战,”回忆德赛,在生物工程与治疗科学系教授,一个医药学校联合部,和主人的转化医学项目主任。当它是工程师们讨论他们所做的事,她形容自己的工作:使用纳米技术来创建一个微小的药物输送装置,化学工程在几个月内释放干扰素,为肝炎患者的治疗。”眼科医生来到我的葡萄酒和奶酪聚会之后说,“如果你能做到在眼,这将是一个重大的革命。”
那是三年前。现在,德赛已与谁走近她&mdash医生;罗伯特博士bhisitkul —创建原型和文件用于药物输送装置的专利黄斑变性。目前,唯一的办法是给视网膜的药物注射到该地区。
“因为注射毒品真的打破和清除快,患者必须注射一次,”德赛说。”我们正在开发一种聚合物薄膜,是眼后注射,可以提供药物至少六个月一次。”最终生物降解膜,和病人再注射。
该设备有可能产生重大影响。”一,你可以使用更少的药物,所以会有重大的节省药品费用在医疗保健系统中,”解释德赛。”双,用更直接的传递,你得到一个更有效的反应。和三,你得到的副作用较少,因为你使用的药物较少。”
该设备目前正在动物模型中测试。人体试验预计在三到五年。
德赛的下一个前沿是糖尿病。由于很少(不到百分之5)的一种药物口服实际上使其进入人体,这些患者被迫忍受每天注射胰岛素。胰岛素会在肠道内被分解,然后才打到它的靶部位,“她说。德赛正在进行人工胰腺房细胞可以感知和响应血糖变化,摆脱胰岛素注射一辈子。
必要性是哈里森米迦勒发明的母亲。在UCSF的胎儿治疗中心的创始人之一,哈里森已经获得了一系列的设备,改变了孩子们的生命在他们的第一次。
“胎儿手术的整个领域是建立在设备的创新,”哈里森说。早期采取手术吻合器:试验表明,使用金属钉关闭子宫动物造成不孕。”这是一个令人震惊的启示,所以我工作的公司在东海岸的一年,为了解决这个问题,”他说。”他们想出了一个吻合器,成为使代理胎儿手术。这个装置是什么使胎儿手术真正的。”
同样的,需要进行胎儿镜外科微创手术被迫发明工具,外科医生操作与细长的工具和范围,在屏幕上的运动。”仪器—传统的剪刀和抓取但长棍—在1980和1990之间的创新爆炸的时代,“哈里森说。”他们不只是用于胎儿手术,但对于任何关节镜手术。”
哈里森仍然在它发明的设备,为缺医少药的人群—儿童。他最新的,磁minimover,是创新诞生的良心。这是专为那些患有一种叫做“凹陷”的儿童设计的,它可以压缩和损伤肺和心脏。
哈里森说:“我们必须把凹陷的胸腔固定起来,这是一个可怕的手术,我们把孩子的整个胸壁撕裂,把它放在一起。”我知道我们必须用不同的原则来工作。”
他的解决方案,磁minimover,永续力的作品,就像支撑工作纠正孩子的牙齿。在门诊手术,哈里森手术植入磁铁在一个孩子的胸骨。然后,他给了孩子一个相对的磁铁,晚上穿,甚至在白天的衣服,慢慢地,但肯定地画了胸壁向外。哈里森曾与mozziyar爱德蒙地和由罗伊台传感器发送的使用和压力对孩子的医生信息的装置,通过云数据库技术。该设备目前正在临床试验中。
正如大多数的儿童设备的情况下,影响似乎小的表面上:只有2000个孩子一年被诊断的疾病。“这是一个很好的例子,为什么它是如此具有挑战性的发展儿科设备,”哈里森解释说。
然而,美国国会认为需要很大,导致它的任务的儿科设备财团资助项目来刺激这些设备的发展创造。哈里森领导的财团UCSF的分支。”没有大公司会投资,因为在彩虹的尽头没有一罐金子。但这将是一个安全的治疗,这是一个比旧的好很多。”这对哈里森的好。
乔的技术对全球的影响是DeRisi在没有发生测量。这个装置拥有地球上已知病毒的脱氧核糖核酸样本(有22000个)。几分钟内,病毒芯片可以检测到任何病毒—如严重急性呼吸综合症(SARS),是由DeRisi曾与疾病预防控制分析2003美国中心,导致其孤立和遏制,并可能预防大流行。
自非典以来,一些新的病毒已通过技术鉴定,其中包括一些像肠胃炎和严重的呼吸系统疾病相关的疾病的5岁以下儿童的最大杀手。
“技术已经质疑病毒的作用可能在癌症和其他疾病发挥,说:”DeRisi,的生物化学和生物物理学部联席主席、霍华德休斯医学研究所的研究员在加州。”他们是因果关系,还是他们只是共存?我们还不能说,但这是值得一提的问题。”
看起来就像是显微镜下,病毒芯片依赖于DNA使比赛。在一个病人的文化中,它被标记为一个荧光标记,它的相应的病毒核酸在幻灯片上,匹配的是,许多一个谜已经解决了。
DeRisi,谁不仅建立了病毒芯片但机器人组装,现在用的是软件技术,将推动当前可用的生物物质序列的大量生物信息库,挖掘病毒。
“我的想法是,这里有一些生病的人,和疾病可以包含在身体的一个区域—说肠道,说:”DeRisi。”在这种情况下,我们测序一切的存在,寻找在草堆里的针—病毒。”
DeRisi认为该技术将镜头推向一个新的病毒的前沿。”与技术,我们可以找到非常接近已知的病毒被确认的病毒,”他解释说。”在我们的新系统中,我们已经发现了病毒,它们看起来是那么的不同,我们不能肯定他们甚至是病毒。我们正在建设的软件,能够把这些块在一起,并确认他们是。”
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