Перспективы применения инновационных технологий в клинической практике

28 Октября 2015
А.А. Хадарцев
Медицинские технологии представляют собой совокупность различных методов и способов, которые реализуются через определенные практические приборы, устройства или медикаменты. Инновация же является результатом инвестирования интеллектуального решения в разработку и получение нового знания. И практические врачи сегодня должны быть осведомлены о тех новшествах, которые имеются в мире технологий. Ведь самая лучшая медицинская технология – это та, которая наиболее близка к пациенту.
Перспективы применения инновационных технологий в клинической практике

Сведения об авторе:
А.А. Хадарцев, д.м.н., профессор, завкафедрой внутренних болезней, директор Медицинского института ФГБОУ ВПО ТулГУ (Тула)


Медицинские технологии представляют собой совокупность различных методов и способов, которые реализуются через определенные практические приборы, устройства или медикаменты. Инновация же является результатом инвестирования интеллектуального решения в разработку и получение нового знания. И практические врачи сегодня должны быть осведомлены о тех новшествах, которые имеются в мире технологий. Ведь самая лучшая медицинская технология – это та, которая наиболее близка к пациенту.

В основе современной медицины находится фундаментальная наука, на ней базируются прикладные знания, а на вершине этой условной пирамиды – инновации. Это понятие (от англ. innovation, лат. novatio – обновление, изменение), появившееся в науке с ХIХ в., означает внедренное новшество, обеспечивающее качественный рост эффективности процессов или продукции, востребованной рынком, а значит, и непосредственно человеком.
Процесс появления инновационной технологии можно представить схематически следующим образом: инвестиции (государственные, частные и др.) – разработка нового способа или технологии – внедрение – получение качественного улучшения.
На сегодняшний день в мире ведущими являются порядка 10 инновационных технологий.

Нанотехнологии
Нанотехнологии влияют на продолжительность жизни, за ними будущее, поэтому во многих государствах они находят поддержку властей. С их помощью можно вывести страну в лидеры определенного производства, например, нанороботов.
Нанотехнологии существуют в различных ипостасях: это и наноматериалы с заданными частицами (фуллерены, дендримеры); микро- и нанокапсулы (например, с лекарствами внутри); нанотехнологичные сенсоры и анализаторы – наноинструменты и наноманипуляторы (используются в различных внутриклеточных технологиях); автоматические наноустройства (помимо нанороботов).
В свое время академик РАН В.В. Бол­дырев отметил, что усилия по продвижению нанотехнологий в сторону биологии и медицины в России очень важны. Например, в США на решение проблем, связанных с этими науками, нацелены более половины исследований в области нанотехнологий.
Кроме того, существует направление исследований, которое нуждается в срочном развитии, – это основы техники безопасности при работе с наносистемами, проблемы токсикологии. Работа с наноматериалами принципиально отличается от работы с микро- и макроматериалами. Так же как в атоме есть своя структура и свои закономерности, так есть закономерности и в наносистеме. Наноматериалы свое­образны и иногда бывают очень токсичными. Поэтому процесс разработки и внедрения каких-либо устройств и препаратов всегда бывает очень сложным.
К наноматериалам с заданными свойствами относятся дендримеры (наночастицы) – так называемые древовидные полимеры, длинные молекулы, состоящие из повторяющихся одинаковых элементов. Они являются носителями для адресной доставки лекарственного вещества прямо в клетки, например, раковые.
Существуют различные природные наноматериалы, например, карельские шунгиты. Исследования отечественных ученых показали, что шунгиты содержат фуллерены, нанотрубки. Фуллерен – это пятая (кроме алмаза, графита, карбина и угля) форма углерода. Он был назван в честь американского архитектора Фуллера из-за своей структуры: молекула (С60) состоит из 5- и 6-угольников, сопряженных межу собой и полых внутри. Медицине же фуллерены интересны тем, что могут проникать в молекулу ДНК, искривлять и даже «расплетать» ее. Внутрь фуллерена можно внедрить любое лекарственное вещество в нанодозе.
В природе фуллерены – это шунгиты, содержащие реликтовые остатки биоорганики в «шариках» или нанотрубках. При исследованиях черного каменного шунгита атомно-фракционным методом оказалось, что в нем содержится до 36% органических веществ, которые используют для строительства естественных гормонов – фитостероидов. Видимо, поэтому в тех случаях, когда используется настоящий шунгит, бывает хороший эффект. Научных работ, касающихся шунгитов, не очень много: всего написано 2 кандидатских диссертации и 7 статей в журналах, входящих в список Высшей аттестационной комиссии при Министерстве образования и науки (ВАК). В России этим направлением сейчас не занимаются, т. к. это достаточно сложное исследование наноструктур, для которого необходима соответствующая техника (таковая у нас пока отсутствует).
Нанопрепараты – особый тип лекарств. Одно дело, когда пациент принимает классический препарат, который распространяется в организме по большому кругу крово­обращения, трансформируется в печени и других органах, и другое дело, когда мы можем целенаправленно применять тот или иной препарат, воздействующий на определенном уровне, достигающий нужных «мишеней» (миокард или другой орган). Например, задача микро- и нанокапсул с лекарствами внутри – доставлять медикаменты непосредственно в пункт назначения.
Вместо мини-роботов в качестве транспортной среды должны использоваться так называемые наноконтейнеры. Оболочка этих шарообразных мини-контейнеров построена таким образом, что она целенаправленно определяет только больные клетки, стыкуется с ними, и тогда действующее вещество высвобождается.
Вот информация о результатах исследований 2007 г., прозвучавшая на конференции по наночастицам. Применение наночастиц серебра и висмута может использоваться при лечении трофических язв – время заживания раны сокращается в несколько раз (Е.М. Благитко, Новосибирская государственная медицинская академия), гнойного остеомиелита (А.А. Ангельский, ЦКБ СО РАН), бактериального вагиноза (Г.В. Башур, Бердская центральная городская больница), различных ожоговых ран (В.С. Беспалов, Новосибирская районная больница № 1), ЛОР-заболеваний у детей (Н.А. Воронцова, детская поликлиника ЦКБ СО РАН).
М. Jose Yacamana (The University of Texas at Austin, USA) отметил в своем докладе: проводимые эксперименты демонстрируют, что наночастицы серебра размером от 1 до 10 нанометров являются эффективными ингибиторами вируса иммунодефицита человека и пригодны для лечения патологий, вызванных ВИЧ.
Наночастицы серебра используются как хорошие антисептики и при лечении менингита. Мы работаем вместе с НИЦ «Курчатовский институт», и их исследования показали, что наносеребро очень хорошо проходит через гематоэнцефалический барьер: у животных, организмы которых мы предварительно насытили наносеребром, экспериментальный менингит и хорошо лечится, и предупреждается. В эксперименте было показано, что если организм предварительно хорошо насыщен наносеребром, то менингит не развивается.
В настоящее время ученые Университета в Вашингтоне и Университета Джона Хопкинса анализировали свойства хлоротоксина – небольшого пептида, выделенного из яда скорпиона, в качестве потенциального средства лечения раковых клеток. Генетики связывали действие хлоротоксина со многими типами злокачественных новообразований, в том числе и опухолями головного мозга. Хлоротоксин замедляет вторжение раковых клеток в органы тела, а в сочетании с работой наночастиц удваивает защиту против развития опухоли.
Долгое время ученые пытались решить проблему кровезамещения (ранее была разработана так называемая «голубая кровь»). В настоящее время также ведутся работы по созданию респироцитов – искусственных клеток, заменяющих недостающие в крови эритроциты.
 
Ядерная медицина
Большой раздел медицины, связанный с использованием радио­изотопов, известен давно. Но и сейчас это направление медицины продолжает оставаться инновационным.
Согласно прогнозам экспертов, к 2030 г. объем рынка ядерной медицины увеличится в пять с половиной раз и достигнет 68 млрд долларов. На сегодняшний день его объем составляет порядка 12 млрд долларов.
Отрасль в РФ постепенно развивается. Но нам не столько нужно заниматься исследованиями, сколько необходимо акцентировать внимание на тех практических методиках, которые будут доступны врачу.
Ядерную медицину в России широко используют и в функциональной диагностике: сцинтиграфии и позитрон-эмиссионной томографии (ПЭТ), и в диагностике in vitro – радиоиммунологии, и в лечении рака щитовидной железы (при помощи изотопа 131I), и т. п.
На сегодняшний день ядерная медицина позволяет исследовать практически все системы органов человека и находит применение в неврологии, кардиологии, онкологии, эндокринологии, пульмонологии и других разделах медицины. С ее помощью изучают кровоснабжение органов, метаболизм желчи, функцию почек, мочевого пузыря, щитовидной железы. В ядерной медицине возможно получение статических изображений, наложение изображений, полученных в разные моменты времени, для изучения динамики. Такая техника применяется, например, при оценке работы сердца.
Новое развитие в России получила позитронная эмиссионная томография (ПЭТ). В Медицинском институте ФГБОУ ВПО ТулГУ по этой теме защищены 2 диссертации. Конечно, методика распространена не по всей России (в стране имеется лишь 6-7 центров, использующих эту технологию). Но планируется открыть еще порядка 15 специализированных центров такого профиля. Это очень сложные и дорогостоящие проекты.
ПЭТ – это радионуклидный томографический метод исследования внутренних органов человека или животного. Он основан на регистрации пары гамма-квантов, возникающих при аннигиляции (взаимоуничтожении) позитронов. Позитроны возникают при позитронном бета-распаде радионуклида, входящего в состав радиофармпрепарата (РФП), который вводится в организм перед исследованием. Поэтому для позитронной эмиссионной томографии важен как сам ПЭТ-томограф, так и РФП.
РФП используются различных групп. На сегодняшний день в ПЭТ в основном применяются позитрон-излучающие изотопы элементов второго периода периодической системы: углерод-11 (T½=20,4 мин.), азот-13 (T½=9,96 мин.), кислород-15 (T½=2,03 мин.), фтор-18 (T½ =109,8 мин.). Выбор подходящего РФП позволяет изучать с помощью ПЭТ такие процессы, как метаболизм, транспорт веществ, лиганд-рецепторные взаимодействия, экспрессию генов и т. д.
Сочетание ПЭТ с магнитно-резо­нансной томографией (МРТ) позво­ляет реконструировать орган в 3D-изображении, просматривать сосуды так, что можно выявить в них риск появления первичных атеросклеротических изменений. Технологии ядерной медицины – это также лечение фиброаденом под контролем МРТ в виде их вапоризации, сжигания; рентгенография – цифровая, беспроводная, мобильная, архивирующая; совершенствование интервенционной хирургии; системы мониторинга пациента на дому.

Тезиография крови и физиологических жидкостей
Тезиография – способ оценки тезиограмм (ТЗГ) как первичной кристаллической картины, получаемой после «выветривания» нанесенной на специальную подложку жидкости (воды) с растворенными в ней веществами. Этот метод может использоваться в разработке новых технологий для получения из кристаллизующихся жидкостей твердых веществ известного состава с заранее определенными свойствами, необходимыми для экспериментальных и лечебных целей.
Исследования в области тезиографии нами ведутся уже несколько лет. Известно, что при высыхании капли жидкости образуется характерный рисунок. Если его проанализировать, оказывается, что при этом остается до 60–80 неизменных показателей, которые можно зафиксировать. Этот метод позволяет регистрировать даже воздействие электромагнитных полей. По этой теме у нас вышло 11 статей и 4 монографии в журналах, входящих в список ВАК. Также проводится работа по составлению атласа ТЗГ, которым можно пользоваться в лабораториях. Сейчас мы готовим серию устройств, которые могли бы все эти параметры регистрировать.
Мы проводили ряд исследований еще в 2009 г. и получили дип­лом за открытие «закономерности структурных изменений в биологических жидкостях организма человека и животных под воздействием факторов окружающей среды».

Восстановительные технологии
К новым технологиям в этой области относится разработка кардио­визоров – приборов, позволяющих судить о наличии ИБС на ранней стадии. Например, комплекс для экспресс-диагностики патологии сердца «Кардиовизор-6С» использует уникальный метод неинвазивного экспресс-контроля функционального состояния сердца, основанный на компьютерном расчете и 3D-визуализации «портретов сердца» электромагнитного излучения миокарда по низкоамплитудным флуктуациям стандартной ЭКГ, регистрируемой по отведениям от конечностей.
Много научных работ ведется в области тепловидения. В последнее время используются матричные неохлаждаемые термовизионные системы. При помощи таких устройств можно исследовать, например, открытые потовые каналы (поры) кожи пальцев рук. Получаются соответствующие графические изображения. Мы недавно исследовали количество пор в 1 см2. Оказалось, что у симпатотоников и ваготоников количество потовых протоков совершенно разное. Эти исследования продолжаются.
Система электростимуляции лимфатического венозного оттока (так называемое наружное компрессионное воздействие) успешно используется для активации гладкой мускулатуры сосудов при помощи импульса с контактных электродов, воспроизводящего сигнал вегетативной нервной системы ко всем гладким мышцам сосудов.
На основе этого метода были созданы комплексы для дыхания газовыми смесями при проведении нормобарической интервальной гипокситерапии, прерывистой пневмокомпрессии, тестирования и тренировки гипоксической устойчивости к физическим нагрузкам (упражнениям, связанным с выносливостью). Для контроля этих показателей используются многоканальные устройства «Симона-111». В них имеются измерительные модули: реокардиограф, электрокардиограф, фотоплетизмограф и пульс­оксиметр, 2 канала для измерения АД и температуры тела , электроэнцефалограф, газовый модуль (СО2+О2), модуль механики дыхания. Все данные выдаются в виде распечатки (определенные графические и числовые показатели), которую используют для контроля, научных исследований. А для пациента очень важно получить результаты на руки в виде определенного документа. У нас 2 таких аппарата.
Данные моей диссертации на тему наружного компрессионного воздействия, синхронизированного с фазами сердечного цикла, американские специалисты взяли за основу при разработке наружного неинвазивного метода коррекции коронарного кровообращения.
Усиленная наружная контрпульсация (НКП) – неинвазивный метод коррекции коронарного кровообращения, основанный на перемещении крови в артериальном и венозном руслах под воздействием компрессии нижних конечностей манжетами, заполняемыми воздухом, с целью создания рет­роградного артериального кровотока, повышения диастолического АД в аорте, притока крови к коронарным артериям, снижения нагрузки на миокард, восстановления баланса, доставки и потребления кислорода к ишемизированным тканям.
Для синхронизации работы аппарата с сердечным циклом и контроля эффективности процедуры проводится мониторирование АД, ЭКГ, кривой пульсовой волны и насыщения крови кислородом (пульсоксиметрия), а также расчетных параметров для контроля эффективности контрпульсации.
Это устройство стоит 300 тыс. долларов. Его сейчас широко используют в большом спорте.

Спектрофлуориметрия аутофлуоресценции
Эта инновационная технология стала темой 9 кандидатских и 6 докторских работ, а также ряда статей и монографий, написанных сотрудниками нашего института.
Все живые объекты обладают способностью люминесцировать (флюоресцировать) при воздействии ультрафиолетовым или лазерным облучением на наружные покровы. При этом меняется спектр флюореметрической картины. Спектр естественной флуоресценции живых объектов имеет форму несимметричной куполообразной кривой, на которой выделяется свечение двух участков длин волн: λ = 520–530 нм и λ = 455–470 нм. Интенсивность клеточного дыхания можно определить по соотношению интенсивности свечения флавопротеидов и пиридиннуклеотидов: ζ = I520–530/I465–470 нм. Например, при анализе тканевого дыхания в процессе проведения волюметрической пробы можно проследить, как при нагрузке меняется потребление кислорода.
Когда мы изучали аутофлуоресценцию биологических материалов, оказалось, что форменные элементы крови, сперматозоиды и тому подобные структуры организма светятся по-разному. В 2013 г. в этой области было разработано несколько новых технологий, которые у нас пока не используются.

Создание органов с помощью 3D-принтеров
В американских лабораториях для тестирования новых вакцин и химических агентов уже широко используют миниатюрные человеческие органы (полностью имитирующие сердце, печень, легкие и кровеносные сосуды), созданные с помощью 3D-принтера. Их присоединяют к микрочипу и заменителю крови, поддерживающему жизнь в тканях и служащему транспортным механизмом для лекарств.
3D-принтеры сейчас продаются, есть и относительно дешевые модели (30 тыс. долларов), а есть и очень дорогие. Министерство обороны США уже выделило на развитие этой технологии 24 млн долларов.
Собственно, методика биопечати человеческой ткани (форма трехмерной печати) не нова, как и идея «органов на чипе». Но тесты, проводимые в Институте регенеративной медицины Вэйк Форест (Institute for Regenerative Medicine, Wake Forest University School of Medicine), уникальны тем, что на одном чипе соединено сразу несколько органов. Эта система способна реагировать на токсины и биологические агенты, как нормальные человеческие органы. Биопечать широко используется при тестировании в токсикологии.
Человеческие клетки печатаются в каркасах из гидрогеля, которые формируют орган. В систему вмонтированы сенсоры, оценивающие в режиме реального времени температуру, уровень кислорода, кислотности и прочие факторы, говорящие о реакции органов на вещества и друг на друга. По словам военных экспертов, подобная система значительно сократит время реагирования на биологические террористические угрозы. Сообщается, что на ней уже проверили печально известный газ зарин. В свою очередь, ученые подчеркивают: создать миниатюрные твердые органы вроде печени очень сложно. Созданные экспонаты для замены органов человека не используются.

Световая терапия
Известно, что с помощью света можно менять активность определенных клеток. По мнению ученых, такая световая терапия способна избавить от диабета. Мен Хван Чой из Гарвардской медшколы констатирует: основная проблема заключается в том, что свет рассеивается при контакте с тканями, а для лечения требуется прицельное воздействие. Проблема решается с помощью прозрачного геля, содержащего генетически измененные светочувствительные клетки. Имплантация такого геля способна направлять свет под кожей. В эксперименте свет заставлял клетки в геле вырабатывать соединение, стимулирующее секрецию инсулина. Таким образом стабилизировалась концентрация сахара в крови.
Пока работа с гелем находится на начальном этапе. Ученые пытаются усовершенствовать разработку, добавив микросветодиоды с беспроводным приемником.

Тест на преэклампсию
Разработан тест, способный предсказывать риск развития пре­эклампсии. На Западе считают, что он может спасти жизни тысячам детей. По словам разработчиков, оценивая уровень ключевого белка (плацентарного фактора роста) в организме беременной женщины раньше 35-й недели беременности, есть возможность спрогнозировать подъем давления.
Тест имеет все шансы стать первым быстрым и точным методом диагностики преэклампсии. По официальным данным, это расстройство фиксируют у каждой 10-й беременной. А 1-2% беременных из-за тяжелой преэклампсии приходится рожать вне зависимости от степени развития ребенка.
На данный момент диагностируют расстройство по замерам давления и анализу мочи (то есть просто констатируют факт, когда уже, возможно, произошло поражение органов). Но диагноз не всегда точен, а чтобы получить результаты, требуется несколько дней. Новый тест, замеряющий уровень плацентарного фактора роста, дает ответ всего за 15 минут.
Исследование 625 пациентов показало, что тест предсказывает 96% случаев преэклампсии. Тревожным признаком является аномально низкий уровень фактора роста. Зафиксировав снижение показателей, сразу можно начать терапию.

Электрические цепи
Японские ученые создали гибкие электрические цепи толщиной в 1/5 пищевой пленки и с весом, не превышающим вес пера. Это изобретение позволит вывести технологию имплантатов на новый уровень. В ближайшем будущем благодаря цепям можно будет вживлять в тело сенсоры.
Группа специалистов из Университета Токио показала: цепи уникальны, ведь они работают, когда находятся в сжатом или растянутом состоянии. Они в теории способны отслеживать все биологические показатели человека, включая температуру тела, кровяное давление, импульсы сердца или мышц. Если человек парализован и владеет только своим языком, тонкий лист с цепями можно прикрепить к небу и соединить их с системой коммуникации. Тогда пациент сможет общаться. То есть цепи крепятся к любым поверхностям, и это не стесняет движения человека. Их толщина – 2 микрона, вес – 3 грамма на квадратный метр. Сделаны они из тонкого изоляционного материала. Даже в солевых растворах цепь будет работать более двух недель. Правда, еще предстоит изучить безопасность применения этой разработки для человека. Не исключены местные реакции вроде сыпи при расположении цепи на коже. Более того, теперь предстоит создать такой же маленький источник питания.

Тест на определение тромбов
Создан простой тест анализа мочи, который позволяет выявлять наличие опасных для жизни тромбов. Эта методика уже опробована на грызунах. Тромбы опасны тем, что могут вызвать инсульты, инфарк­ты и атеросклероз.
В профилактике этих болезней данные тесты будут иметь большое значение. Если человек долгое время находится в сидячем состоянии, к примеру, во время длительных перелетов, у него повышается риск тромбоза глубоких вен. К сожалению, современные тесты не способны точно показать наличие тромба.
Новая технология опирается на применение безопасных для человека синтетических биомаркеров – лабораторных материалов. Исследователи нанесли небольшие частицы пептидов на эти наноматериалы. Далее их ввели грызунам. Если в крови присутствовал тромб, то пептиды, помещенные на наноматериалы, распадались. Из крови они попадали в мочу. Там-то их и отлавливали, устанавливая диагноз.

Сенсоры из углеродных нанотрубок
Сотрудники Технологического института Массачусетса проверили эффективность имплантируемых сенсоров, их способность отслеживать воспаление и выявлять аномальные уровни оксида азота (признак рака), передает Medical News Today. Сенсор сделан из углеродных нанотрубок. Его можно изменить, научив находить и другие молекулы, включая глюкозу. А присоединив сенсор к инсулиновой помпе, получить автономную систему.
До этого уже удавалось создать нанотрубчатые сенсоры, реагировавшие на другие молекулы, например, на оксид водорода. Углеродные трубки светятся. Когда молекулы к ним присоединяются, то трубка либо начинает светиться ярче, либо свечение становится приглушенным. Кстати, другая группа специалистов показала, что углеродные трубки способны выявлять оксид азота, когда они заключены в ДНК с определенной последовательностью.
Эксперты изменили нанотрубки, чтобы получить два отдельных сенсора. Первый сенсор можно вводить в кровоток (он позволяет отслеживать ситуацию недолгое время) за счет присоединения полиэтиленгликоля (не дает частицам слипаться в кровотоке). Эксперименты с мышами показали: попав в кровь, сенсор смог пройти через легкие, сердце и собраться в печени.
Второй сенсор включен в гель, пригодный для подкожной имплантации на более продолжительное время (работал в течение 400 дней). Гель сделан из альгината. Подобная система мониторинга идеально подойдет для отслеживания состояния раковых больных, пациентов с воспалительными заболеваниями, иммунными расстройствами и лиц, переживших имплантацию.

Умные аксессуары
Браслеты Jawbone Up позволяют отслеживать состояние здоровья, количество сгоревших калорий, режим сна, частоту сердцебиения, время занятия сексом, активность полового акта и рацион человека. Для удобства такой браслет синхронизируется с программой на телефоне, давая советы, касающиеся здоровья. Фактически сейчас создается одно из направлений создания носимых систем или вживляемых систем, которые связаны с тем или иным передающим устройством, в роли которого все чаще и чаще выступают обычные мобильные телефоны.
В браслет также монтируются шагомер и сенсор, измеряющий соотношение активного и пассивного времяпровождения. Оценить качество сна (много ли человек ворочался за ночь и как быстро уснул) помогает датчик движения. А приложение для iPhone дает возможность сфотографировать еду. Так, программа отслеживает, где, когда и что человек съел. Можно проанализировать и разницу в том, сколько сгорает калорий при сексе и при силовых тренировках. По словам создателей браслета, реально даже понять, имитировал ли человек оргазм. Существуют версии браслетов, которые вообще не нужно снимать, даже в душе. Они не требуют подзарядки. Этот прибор мог бы стать существенным дополнением к холтеровскому мониторированию, когда информация в режиме постоянного отслеживания подается на обработку, но человек не принимает участие в ее сборе.
Также в перспективе можно будет отказаться и от стандартных термометров. Им на смену придет «умная татуировка» – портативная гибкая электросхема с сенсорами, отслеживающими температуру тела и даже психическое состояние человека.
Небольшие изменения температуры способны показать, как сосуды расширяются и сокращаются. А это показатели, отражающие статус сердечно-сосудистой системы. На сегодняшний день самая совершенная технология оценки температуры – инфракрасные камеры (их минусы: высокая стоимость и необходимость для пациента сидеть на месте). Есть еще клеящиеся сенсоры. Но они имеют ограниченные возможности и раздражают кожу, что влияет на точность.
А «умная татуировка» – разработка Джона Роджерса из Университета Иллинойса. Это гибкие термометры шириной всего в 50 микронов (примерно в половину волоса человека). Они стоят недорого, а их точность приравнивается к показателям инфракрасной камеры стоимостью 250 тыс. долларов. Сенсоры сделаны из золотых проводков или силиконовых мембран, располагающихся на тонком резиновом листе с перфорацией (так кожа дышит). Они определяют температуру до тысячных градуса, оценивают кровоток, влажность кожи. По этим параметрам можно выявить признаки заболевания и понять, взволнован ли человек.
Также сенсоры годятся для использования в качестве грелок. Локальный нагрев позволит улучшить доставку лекарств в кровь, поглощение питательных веществ, необходимых, к примеру, для затягивания ран. И все это без риска инфекции. Пока прототипы сенсоров передают информацию по проводам. Но в перспективе появятся беспроводные версии.

Клеточные технологии
В нашем институте было сделано открытие в этой области, а также защищена докторская диссертация по теме «Клеточная терапия». Все это мы делали по государственному контракту на выполнение НИР «Управление дифференциацией стволовых клеток (эмбриональных и гемопоэтических) электромагнитным излучением крайне высокочастотного диапазона», «Разработка способов культивирования и направленной кардиомиоцитарной дифференцировки эндомет­риальных стволовых клеток с целью их применения в заместительной терапии». Выполнялись работы на базе клиник, имеющих соответствующее разрешение. Но на базе нашего института мы занимаемся только работой с экспериментальными животными.
В настоящее время в России разрабатывается закон, позволяющий четко регламентировать исследования в области биотехнологий.
Термин «стволовая клетка» (СК) предложил А.А. Максимов в начале ХХ в., он относился к предшественникам кроветворных клеток. Во второй половине ХХ в. кроветворные СК были выявлены в костном мозге организма взрослого человека, было доказано наличие клеток-предшественников практически во всех органах и тканях. Так, обнаружение СК в головном мозге опровергло положение о том, что нервные клетки не восстанавливаются.
Применение стволовых клеток является терапией выбора. Это не панацея от всех болезней и не эликсир «вечной молодости», но наиболее перспективная область современной науки, медицины, биотехнологии и др., от которой уже невозможно отмежеваться или ею пренебречь. Пока это дорогая технология. Наша задача – сделать ее дешевле.
Исследуя донорно-акцептный перенос, мы выяснили, что при воздействии крайне высокого частотного излучения можем переносить свойства одних клеток на другие. Источником СК могут быть и костный мозг (первый из открытых, наиболее изученный и распространенный), и жировая ткань (источник аутологичных СК после процедуры липосакции), и менструальная кровь, и пуповинная (кордовая) кровь, получаемая при родах. С помощью специальных устройств нужно увеличивать количество этих клеток, т.е. клонировать их, что как раз и является самым дорогостоящим.
Стволовые клетки обладают такой способностью, что к зоне, где они требуются, они направляются сами. Осуществляется трансляция этих клеток. Уже более 12 лет тысячам пациентов с разными патологиями проводится клеточная терапия с положительным эффектом.
СК применяются при лечении:
• ишемических заболеваний (ишемии конечностей, мозга, сердца, болезни Рейно);
• невралгии;
• рассеянного склероза;
• травм, последствий травм и ожогов;
• острых нарушений мозгового кровообращения (при последствиях инсультов и их профилактике);
• инфаркта миокарда (при последствии инфарктов и их профилактике);
• кожных заболеваний (псориаз, дерматиты, другие поражения кожи);
• нейродегенеративных заболеваний (болезнь Паркинсона, Альц­геймера, ДЦП);
• мышечных заболеваний (нервно-мышечные заболевания, мышечная дистрофия Дюшена);
• заболеваний опорно-двигательной системы (артриты, артрозы, остеохондроз, кокс­артроз);
• аутоиммунных заболеваний, болезни Крона, красной волчанки;
• диабета 2-го типа, последствий диабета 1-го типа.
В заключение приведу цитату из «Записок врача» В.В. Вересаева: «Если уж в настоящее время сделано так много, то что же даст нам наука в будущем!… Истинная дорога найдена, и свернуть с нее уж невозможно… природу побеждает тот, кто ей повинуется… исчезнет теперешнее одностороннее лечение и искусственное предупреждение болезней: человек научится развивать и делать непобедимыми целебные силы своего собственного организма».

Области применения стволовых клеток (СК)
СК при сердечно-сосудистой патологии
Воссоздана одна из разновидностей тканей человеческого сердца при помощи СК костного мозга. Эта ткань выполняет роль сердечных клапанов. Разработанная методика перспективна для выращивания из СК полноценного сердца для трансплантации больным.
Великобритания, 2007 г.

СК при критической ишемии нижних конечностей
Испытана технология AngioStem – трансплантация СК пуповинной крови для восстановления кровеносных сосудов, проведены клинические испытания лечения болезней периферических артерий аутологичными СК костного мозга.
Выращены структурно полноценные капиллярные кровеносные сосуды из СК человеческого эмбриона.
Использованы капиллярные клетки, генерированные из СК.
Центр сосудистой медицины и биологии Indiana Center, 2007 г.

СК при трансплантации миобластов
Наиболее эффективны методы трансплантации аутологичных миобластов и СК костного мозга в ткани сердца.
Опытом трансплантации располагают медицинские центры Европы, Азии и США.
Число больных, подвергнутых процедуре пересадки, превышает 100 человек.
Результаты – безопасность и эффективность.
Имеются трудности приготовления препаратов, инвазивность методики трансплантации – необходимость коронароангиографии или операции на сердце.
Альтернатива – методика мобилизации СК костного мозга с помощью гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (Г-КСФ).

СК и их применение для регенерации миокарда
Кроме костного мозга каждый орган имеет собственное «тканевое депо» клеток-предшественников. Мышечные клетки-сателлиты (менее 5% всех миоцитов) представляют собой «мышечную» популяцию постнатальных СК, сохраняют высокий потенциал превращения в высокодифференцированные миоциты.
Необходимые условия для физиологической регенерации миокарда:
• наличие стимула к выбросу мезенхимальных СК в кровоток;
• свободный доступ СК к месту повреждения;
• высокая концентрация СК в кровотоке (в месте повреждения).
Группа кардиологов University Hospital of Navarre в сотрудничестве с отделением клеточной терапии и с Gregorio Maranon Hospital in Madrid (Испания) провела клинические испытания на 50 пациентах. Осуществлена трансплантация зрелых стволовых клеток (миобластов) в сердце людей, перенесших инфаркт миокарда. Введение клеток осуществлялось при использовании катетера, а не во время хирургической операции.

СК при инфаркте миокарда
• СК, способные обращаться в мышечную ткань, отделяются от кроветворных СК, ­вводятся в коронарную артерию во время операции стентирования. При этом СК вводятся ­через зонд, при помощи которого расширитель внед­ряется в блокированную артерию.
Великобритания, 2006 г.

СК при инсульте
• СК внедряются с помощью матрицы из саморастворяющегося в организме биополимера, который заполнялся СК нервной ткани и вводился в пораженные участки мозга. Преимущество данного метода в том, что частицы биополимера вводятся через очень тонкую иглу, и СК доставляются точно в нужный участок мозга. При этом создаются связи со здоровыми клетками, и ткань растет быст­рее. Нужно всего семь дней для того, чтобы СК заполнили пространства с поврежденными клетками в головном мозге.
Великобритания, Институт психиатрии Королевского колледжа, 2008 г.

СК при ДЦП
• Клеточный трансплантат проходит 3-уровневое тестирование, которое включает в себя два иммуноферментных анализа и одно ПЦР-тестирование.
• Применены СК у 125 больных. Им выполнено 310 клеточных трансплантаций. В результате лечения очевидные неврологические улучшения наблюдались у подавляющего большинства (примерно у 85%) пролеченных пациентов.

СК при болезни Альцгеймера
• При болезни Альцгеймера происходит аккумуляция в мозге амилоидных белков. Они образуют бляшки, вокруг которых происходит накопление клеток микроглии – иммунных клеток ЦНС, введение которых неэффективно в борьбе с амилоидными белками.
• Клетки микроглии, полученные из СК, инфильтрируют амилоидные бляшки и разрушают их, СК привлекаются амилоидными белками, токсичными для нейронов.
• После введения СК улучшается память, начинаются процессы восстановления тканей мозга. В большинстве случаев СК способны полностью остановить развитие болезни Альцгеймера.

СК при болезни Паркинсона
• Болезнь Паркинсона – хроническое, прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, возникающее из-за утраты клеток, содержащих дофамин. Клинически проявляется дрожанием конечностей, замедлением и ухудшением координации движений.
• Лекарственная терапия дает временное облегчение, ведет к осложнениям. Прием замещающих дофамин препаратов ведет к постепенному увеличению дозировки и формированию «резистентности» организма к лекарству. СК продуцируют дофамин, отсутствующий при болезни. Введение СК способствует экспансии определенного их числа в мозг и дифференцировке в функциональные нейрональные клетки. Используются взрослые СК пациента, иногда применяют и аллогенные клетки.

СК при СКВ
• Испытания проводились с 1997 по 2005 г. группой ученых из Northwestern University Feinberg School of Medicine (Чикаго, США). Средняя пятилетняя выживаемость пациентов ­составила 84%, устойчивая ремиссия за этот период – 50%, наибольший период ремиссии – 7,5 года. Смертность составила 4%. Эти результаты – значительно лучше, чем при стандартных методах лечения. К недостаткам метода относится опасность инфекций в период становления новой иммунной системы. Авторы исследования рекомендуют применение СК в тех случаях, когда болезнь угрожает жизни пациента и не поддается стандартным методам лечения.

СК при аутоиммунных болезнях и болезни Крона
• Аутоиммунные болезни лучше всего лечатся СК, как и болезнь Крона.
• После терапии болезни Крона СК стойкая ремиссия устанавливается сразу после введения СК, что и подтверждается рентгенологическими и колоноскопическими исследованиями. Симптомы и маркеры болезни Крона быстро исчезают.
• При поздних стадиях болезни Крона, свищах – сначала оперативное вмешательство, а потом курс лечения СК, во избежание рецидивов.

СК и сахарный диабет 2-го типа
• При лечении диабета применяют и собственные, и аллогенные клетки, и комбинированный подход, что зависит от индивидуальных особенностей организма. Например, при диабете часто бывает ишемия конечностей. Тогда инъекции также делаются и в нижние конечности.
• В Новосибирском НИИ клинической иммунологии СО РАМН внедрен способ трансплантации СК при сахарном диабете. В период с 2004 по 2007 г. в клинике пролечено 34 пациента, страдающих сахарным диабетом. Одной группе пациентов вводились собственные СК, другой – СК плода.
• После трансплантации СК на вторые сутки улучшалось качество жизни пациентов. Уровень сахара в крови снижался на 20%, что позволило снизить или отменить дозу инсулина. Улучшалась чувствительность в нижних конечностях, переносимость физических нагрузок, исчезало чувство онемения и боли в мышцах. При комплексном лечении на 10–15 сутки восстанавливался иммунный статус.

СК и сахарный диабет 1-го типа
• Трансплантация инсулинпродуцирующих островковых клеток – единственная возможность излечения сахарного диабета 1-го типа.
• Получены синтезирующие инсулин и С-пептид клетки, образующие островковоподобные структуры из клеток пуповинной крови после выделения популяции клеток, экспрессирующих маркер SSEA-4 и маркер мультипотентных СК 0ct4.
Корея, Сеульский университет, 2007 г.

• При трансплантации СК костного мозга в поджелудочную железу они трансформируются в бета-клетки, продуцирующие инсулин, что ведет к отказу от инсулинотерапии и приема сахароснижающих препаратов.
Компания «Реметэкс», испытания под руководством ученых РАМН

СК и цирроз печени
Цирроз печени всегда является роковым диагнозом для пациента. У 12 пациентов, которые имели осложненные циррозы, желтухи, асциты, было проведено лечение: 5 циклов введения стволовых клеток, после чего все лабораторные и клинические показатели улучшились.
В лаборатории клеточных технологий НИИ клинической иммунологии СО РАМН (Новосибирск) разработан и внедряется способ трансплантации СК в печень.
На 180 сутки после трансплантации в пораженной циррозом печеночной ткани начинают появляться очаги восстановления, то есть идет процесс активной регенерации.
Спустя 12 месяцев после трансплантации у 100% больных не выявляется развития типичных ос­лож­нений цирроза печени.