W co warto zainwestować?

Wytworzenie sztucznych mięśni i tkanek daje szansę na naprawianie i zastąpienie uszkodzonych lub słabo funkcjonujących organów, wpływając tym samym na zdrowie. Technologia ma duże perspektywy rozwojowe z uwagi na potrzeby zastąpienia tkanek, które starzeją się szybciej od innych, w sytuacji wydłużania się długości życia człowieka. Niezbędna jest także dla poszkodowanych w wypadkach i działaniach wojennych. Jej wprowadzenie umożliwi zmniejszenie kosztów leczenia osób poszkodowanych w wypadkach, przywrócenie do pełnej sprawności i powrót do pracy.

Produktami mogą być np.: sztuczne narządy, narządy hybrydowe, nośniki leków - nanonośniki leków, hipertermia i terapia fotodynamiczna - niszczenie komórek, sprzęt rehabilitacyjny, protezy, ektotezy, ontezy.

Obecnie najbardziej typowe zastosowanie inżynierii tkankowej to leczenie rozległych oparzeń i ran skóry, poprzez zastosowanie sztucznej, wyhodowanej laboratoryjnie tkanki skórnej. Nie jest to metoda stosowana zbyt często z uwagi na bardzo wysoką cenę. W perspektywie najbliższych lat rozwiną się całkowicie zautomatyzowane hodowle sztucznej skóry, co pozwoli obniżyć jej koszt wytwarzania i poprawić jej dostępność.

W praktyce medycznej w zakresie inżynierii biomateriałów stosuje się z powodzeniem implanty wszystkich stawów (zwłaszcza biodrowych, kolanowych krążków kręgosłupa). Trudniejsze, ale możliwe do wymiany są stawy barkowe i skokowe. Znane są modele sztucznego serca, ścięgien i więzadeł.

W wielu ośrodkach badawczych na świecie, także w Polsce, trwają intensywne prace nad sztucznymi mięśniami z pobudzanych elektrycznie kompozytów oraz nad wprowadzaniem materiałów biodegradowalnych, np. w miejsce uszkodzonej kości. Materiały te stanowią wypełniające "rusztowanie" pozwalające na miejscowe odnowienie się żywej tkanki.

Zaawansowane metody diagnostyki i chirurgii

Urządzenia, materiały, metody diagnostyczne pozwalające na poprawę precyzji diagnozowania, tak aby zbadać, czy dana osoba jest bardziej lub mniej podatna na określone choroby. Również chodzi o znaczny wzrost dokładności i skuteczności zabiegów chirurgicznych przy równoczesnym zmniejszeniu stopnia inwazyjności i skróceniu czasu powrotu do zdrowia.

Kluczowe technologie badawcze w biotechnologii

- Obliczenia w chmurze, obliczenia gridowe - cloud computing, grid computing.

- Modelowanie interakcji dużych cząsteczek (np. białka z białkiem).

- Przyspieszenie obliczeń dla dużych układów.

- Wykorzystywanie do wspierania decyzji danych przechowywanych w różnych formatach, znajdujących się w rozproszonych bazach danych administrowanych przez niezależne podmioty.

- Integracja w czasie rzeczywistym danych in silico z danymi uzyskanymi in vitro i in vivo.

- Rozbudowa baz danych informacji elementarnych.

- Bardziej wiarygodne przewidywanie toksyczności (np. genotoksyczność) i interakcji pomiędzy lekami.

- Analiza metabolizmu leków in silico.

- Włączanie rozbudowanych danych z badań klinicznych zwłaszcza z obszaru genomiki i proteomiki.

- Budowa wirtualnych modeli organów i pacjentów i wprowadzanie do tych modeli chorób i leków.

Diagnostyka i nowoczesna chirurgia stanowią intensywnie rozwijające się dziedziny medycyny. Diagnostyka sięgająca po metody z obszarów nanotechnologii i biotechnologii jest ważną częścią procesu terapii chorobowej, na przykład nowotworowej czy kardiologicznej. Istotą nowoczesnego podejścia jest stosowanie ściśle działających środków, jak nanomarkery kontrastu, magnetyczne nanocząstki z powłoką z analizatora DNA, identyfikujących poszczególne chore komórki. Rozwija się także dokonywanie w lokalnej skali zabiegów chirurgicznych przy użyciu specjalnych miniaturowych (skala mikro, sub-mikro, a w niedalekiej przyszłości - nano) instrumentów chirurgicznych i zaawansowanych metod obserwacji ich przemieszczania oraz działania w organizmie. Ponadto, coraz większe znaczenie zyskuje stosowanie specjalnych, biozgodnych substancji i materiałów jako np. implantów i zewnętrznych lub wewnętrznych środków opatrunkowych. Ten obszar jest typowo interdyscyplinarny, z bardzo wyraźnym osadzeniem w najnowocześniejszym i najbardziej dynamicznie rozwijającym się kierunku technologicznym i do 2020 należy spodziewać się w nim dużego postępu.

Prewencyjne badania genetyczne mogą dostarczyć informacji medycznej, która może mieć wpływ na decyzje odnośnie podjęcia specyficznych działań zaradczych i leczenia prewencyjnego z potencjalnym wpływem na poziom zachorowalności i umieralności, a co za tym idzie - na poziom zdrowia społeczeństwa. Najczęściej wykonywane prewencyjne badania genetyczne dotyczą diagnostyki prenatalnej, ryzyka wystąpienia chorób nowotworowych, anemii sierpowatej, cukrzycy, choroby Parkinsona, itp.


TOP 200