ИННОВАЦИИ В МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЯХ

0
330

Многие инновационные проекты без преувеличения можно причислить к технологиям будущего. Уже не кажутся фантастикой трансплантация органов, стволовых клеток и даже клонирование. Человечество избавилось от страха перед многими неизлечимыми ранее болезнями. Ежегодно ученые делают удивительные открытия,разрабатывают новейшие технологии диагностики и лечения, и прогресс не останавливается ни на минуту.

Немало изменений претерпела медицина за последний век. Появились и продолжают появляться новые методики лечения, которые зачастую уже не требуют хирургического вмешательства, долгого восстановления и ухода за больным. Теперь всего за несколько часов можно решить сложнейшую проблему со здоровьем. С помощью современного оборудования врачи легкомогут поставить самый сложный диагноз, определить причину заболевания и назначить его лечение.

Не только в перспективе, но и сегодня новые технологии в медицине помогают вернуть здоровье тысячам людей, и перечислить все эти технологии и разработки не представляется возможным. Особый интерес вызывают новые технологии в онкологии, фармацевтике, офтальмологии.

В нашей стране в первую очередь необходимо инвестировать инновации в медицину. Ведь обеспеченность России лекарственными препаратами более чем в 8 раз меньше, чем  США, а  уровень государственных расходов на здравоохранение один из самых низких, что, несомненно, сказывается на продолжительности жизни населения и уровне смертности, [1].

Целью работы является рассмотрение инновационных подходов в медицине и сопутствующих отраслях.

В работе были поставлены и рассмотрены следующие задачи:

—              рассмотреть особенности инноваций в медицине;

—              выделить наиболее актуальные направления внедренияинноваций;

—              проанализировать практическое применение инноваций;

—              дать характеристику развитию медицины в России;

Объектом исследования данной работы является внедрение инноваций в медицине.

Предмет исследования: инновации в медицине и их применение в России и мире.

Методы исследования: исследование проводилось на основе анализа теоретических данных, учебной литературы. Использовались статистические данные.

 

1 Понятие «инновация»

Что же такое инновация? Для рассмотрения данного термина необходимо дать определение такому понятию, как «новшество».

Новшество — научное достижение, оформленный результат фундаментальных или прикладных научных исследований, разработок или экспериментальных работ в какой-либо сфере деятельности по повышению их эффективности.

Инновация — это конечный результат внедрения новшества с целью удовлетворения потребностей рынка. Это конечный результат творческой деятельности, который получил воплощение в виде новой или усовершенствованной продукции, реализуемой на рынке, либо нового или усовершенствованного технологического процесса, используемого на практике.

Инновация — это результат инвестиций в разработку и последующий процесс внедрения знания, повышающего эффективность работы предприятия или организации.Таким образом, в основу инновационного проекта ложится процесс: инвестиции — разработка — процесс внедрения — получение качественного улучшения.

Процесс воплощения научно-технического достижения в виде новой или усовершенствованной продукции, реализуемой на рынке, либо нового или усовершенствованного технологического процесса, используемого на практике, ограниченный по времени и другим ресурсам, называется инновационным проектом.

Чаще всего толчком к началу инновационного проекта становятся научные достижения. В этом случае определяют, как может быть использовано полученное достижение, какая потребность рынка может быть удовлетворена. Иногда началом проекта является заказ на создание новой или усовершенствованной продукции, при этом определяют то научное достижение, с помощью которого может быть удовлетворена выявленная потребность рынка.

1.1Инновации в медицине

Под инновациями в медицине обычно понимаются оригинальные технологии производства или применения лекарственного или диагностического препарата, прибора или метода с высоким уровнем конкурентоспособности по отношению к тем, которые уже существуют.

Благодаря инновациям в медицине, здравоохранение вышло на более высокий уровень, увеличивается продолжительность и качество человеческой жизни, растет динамика оказания высокотехнологичной медицинской помощи не только за рубежом, но и в России, как показано на рисунке 1, [2].

 

 

Рисунок 1 — Динамика оказания высокотехнологичной медицинской помощи в России

Виды инноваций в области здравоохранения:

—              фармацевтическиеинновации. Предполагают разработку новых лекарственных средств;

—              технологические инновации, связанные с появлением новых методовпрофилактики и лечения заболеваний на базе имеющихся препаратов или новых комбинаций их применения;

—              организационные инновации, предполагают совершенствование организации труда персонала и эффективности работы управления;

—              экономические инновации, связаны с внедрением новых методов планирования и финансированиядеятельности медицинских учреждений;

—              информационно-технологические инновации, направлены на автоматизацию информационных потоков в отрасли;

США, Германия, Великобритания и Япония являются лидерами в разработке инноваций в медицине. В последнее время активно заявляют о себе Индия и Китай. Россия в хвосте списка. Доля отечественных инновационных лекарств даже на внутреннем рынке очень мала (несколько процентов). Около 70% ресурсов, необходимых для выпуска готовых лекарственных средств, поставляется из Индии, Китая и других стран, а объем экспорта готовых лекарственных средств и фармацевтических субстанций из России составляет менее 0,1% от общемирового объема продаж. Основной причиной этому является резкое сокращение научных исследований в 1990-2007 гг., дефицит квалифицированных кадров,а также нежелание крупных российских фармацевтических компаний финансировать инновационные разработки. [3].

Инновации в медицине — прибыльный бизнес, но он требует больших вложений на длительные сроки. «Разработка нового лекарства обходится в несколько сотен миллионов долларов и окупается за 5-8 лет, а результат не обязательно будет положительным» -говорит гендиректор ЦМИ «Фармэксперт» Николай Демидов, [4].

 

1.2           Национальный проект «Здоровье»

С 1 января 2006 года вступил в силу проект Президента РФ В.В. Путина по совершенствованию системы медицинского обслуживания России. Проект «Здоровье» уже получил статус «национального приоритетного проекта».

Основной задачей данного проекта является повышение качества и доступности медицинского обслуживания.

В рамках реализации проекта были предусмотрены следующие мероприятия:

—              подготовка и переподготовка медицинского персонала;

—              увеличение размера оплаты труда;

—              укрепление материальной и технической базы скорой медицинской помощи;

—              строительство новых медицинских учреждений.

В 2007 году подготовку и переподготовку прошли 5834 врача, более 150 тыс. медицинских работников получили дополнительные денежные выплаты на общую сумму более 6,6 млрд руб.В регионы было поставлено 3267 единиц диагностического оборудования.

Как результат, по итогам 2009 года продолжительность жизни в России увеличилась до 69 лет. [5].

 

2                   Инновационные разработки в медицине

2.1 Инновации в онкологии

2.1.1 Кибер-нож

 

Кибер-нож (KiberKnife G4) — это пример новейших достижений отрасли высоких технологий, примененных для создания уникального медицинского прибора.Операционная, оснащенная прибором, показана на рисунке 2.

Рисунок 2 — Операционная, оснащенная установкой Кибер-нож

Нередко врачам-онкологам приходится сталкиваться с опухолями, находящимися в труднодоступных для лечения местах или такими, которые нельзя лечить с помощью обычной хирургии. Лечение с помощью кибер-ножа обеспечивает наилучший доступ к труднодоступным, большим или прежде неоперабельным опухолям. Кибер-нож может быть использован при лечении онкологических заболеваний, которые ранее уже прошли лечение максимально допустимой дозой традиционной лучевой терапии.

С помощью кибер-ножа производится безоперационное лечение онкологических заболеваний.  До  его появления самым эффективным считалось лечение раковых заболеваний с помощью операции по удалению опухолей и проводимой после оперативного вмешательства химиотерапии.

Кибер-нож имеет непревзойденную точность и способность приспосабливаться к размеру и местоположению опухоли по всему телу, чтодаёт возможность поразить и вылечить опухоль высокоточным излучением, незатрагивая при этом областиздоровых тканей вокруг неё.

Лечение рака кибер-ножом ведется в амбулаторном режиме. Продолжительность одного сеанса лечения 30-90 минут. При лечении пациент лежит на лечебном столе в онкологической клинике в обычной одежде. На него надевают сетчатую маску, подогнанную по форме лица или тела, чтобы поддерживать их относительно стабильное положение.Детекторы изображения с разных сторон принимают сигналы от источников рентгеновского излучения, что позволяет системе знать точное местоположение раковой опухоли или метастаз и выбрать правильное направление для их лечения и поражения.Затем рука-манипулятор робота перемещает линейный ускоритель, который обеспечивает целевое излучение прямо в опухоль с точностью до пикселя. После лечения не требуется какого-либо особенного реабилитационного восстановления[6].

При использовании кибер-ножа нет необходимости фиксации пациента и использования наркоза, что позволяет применять кибер-нож для лечения опухолей спинного мозга у детей.

Прибор предлагает многим пациентам новыеметодики излечения онкологических заболеваний, которые не были возможны еще в недавнем прошлом. Аппарат позволяет не только вылечить рак и онкологию, но и предотвратить побочные эффекты.

Более того, опухоли у многих пациентов, которые были признаны неоперабельными или чрезвычайно сложными для оперативного вмешательства, получили новую надежду на исцеление. Лечение кибер-ножом в основном производится в клиниках Израиля.

 

 

2.1.2Лекарство против рака

 

В Институте физики высоких технологий (ИФВТ) при Томском исследовательском национальном политехническом университете разрабатываются специальные фармацевтические препараты, оказывающие точечное направленное воздействие на клетки рака, которые, потенциально могут вывести терапию тяжелых заболеваний на принципиально новый уровень.

В 2012 ученые, занятые в ИФВТ, обратились в «Сколково», имея на руках только проект собственных лекарств, который подразумевал использование методов по синтезу органических веществ. Ключевым направлением, с которым им пришлось работать, в итоге стала разработка противоопухолевых препаратов.

«Суть — в «пришивании» на поверхности белка специальных наночастиц, которые затем прилипают к клеткам опухолей и уничтожают их. Основываясь на таком же принципе,создают препараты для меддиагностики. В России подобные средства используются, однако не изготавливаются», — говорит заведующий кафедрой органической химии и биотехнологии ТПУ, профессор, координатор разработок Виктор Филимонов, [7].

Совместно с томскими специалистами, над разработкой основы для наночастиц работают эксперты Института физики металлов и специалисты крупнейшего фармацевтического предприятия Екатеринбурга. Имеются данные, что уже созданные лекарства, имеющие, кстати, относительно невысокую стоимость производства, прошли уже все стадии соответствующих экспертиз и имеют необходимые для использования разрешения.

 

2.2 Инновации в неврологии

2.2.1 Лечение синдрома Дауна

Синдром Дауна — одна из форм хромосомной патологии, при которой кариотип представлен 47 хромосомами вместо нормальных 46, а 21-ая хромосома обнаруживается не в двух (как в норме), а в трех вариантах.

Синдром Дауна является самой распространенной генетической аномалией — в среднем наблюдается один случай на 700 родов, причём у мальчиков и у девочек расстройство встречается с одинаковой частотой.

Появление синдрома Дауна никак не связано с особенностями стиля жизни родителей и факторами окружающей среды.Существенное влияние на шанс зачатия ребенка с синдромом Дауна оказывает возраст матери. Было доказано, что вероятность рождения больного ребенка увеличивается с возрастом матери, как показано на рисунке 3, [8].

Рисунок 3 — Зависимость вероятности рождения больного ребенка от возраста матери

Однако 80 % случаев заболевания синдромом Дауна приходится на женщин в возрасте до 35 лет, что объясняется более высокой степенью рождаемости в данной возрастной группе. Возраст отца также имеет значение.

Как объясняют биологи, данная 21-я хромосома необходима женскому организму и самкам животных для подавления работы второй копии «женской» Х-хромосомы в их геноме. Ученые предположили, что ее можно модифицировать таким образом, что она будет препятствовать «считыванию» генов с лишней хромосомой на данном участке ДНК.

Однако главная сложность заключается в «большом», по сравнению с остальными, размером этого гена, что затрудняет работу по встраиванию его в структуру ДНК. Ученым все же удалось провести этот эксперимент с участием живых доноров, однако в дальнейшем планируется усовершенствовать методы и технологию данной процедуры.

 

2.3 Инновации в фармацевтике

2.3.1Лекарство против героиновой зависимости

Американскими наркологами успешно завершено клиническое испытание вакцины, которая обучает иммунную систему у крыс обнаруживать молекулы героина и производные из него и уничтожать их. Эта медицинская инновация открывает дорогу к проверке препарата на добровольцах, говорит статья, которая была написана в журнале Proceedings Американской АН.

«Мы уже проверили состав на крысах, которые долго «сидели» на наркотике, что похоже на типичную ситуацию происходящую с людьми. Нам удалось прервать у них цикл постоянного употребления наркотика, — сказал ДжоэльШлосбург из института Скриппса. — Это лишь сама вакцина — лечить людей будут с применением и прочих методик», [9].

Первый вариант вакцины изготовили и представили летом 2011 года. В ее состав входит набор антигенов, которые содержат в себе образования, похожие на героин и компоненты его разложения. Такие «обманки» хорошо заметны иммунной системе, ее можно обучить нейтрализовать и распознавать настоящие молекулы наркотика.

Первый успех привел ученых к необходимости начать клинические испытания с крысами. Биологи проверяли воздействие вакцины на грызунов с наркотической зависимостью. Основной проверкой для препарата послужил такой опыт — ученые подавали состав в кровь крысы и лишали ее доступа к наркотикам на месяц. После они давали крысам возможность ввести дозу героина и отслеживали поведение животных.

«Подготовленные» крысы не собирались принимать наркотик, а их антиподы, группа, где иммунная система не тренировалась, возвратились к пагубной привычке. Помимо того, основным отличием вакцины стало то, что крысы не старались подавить ее воздействие приемом утроенных доз героина. Наркологи считают, что их изобретение полностью готово к «человеческим» клиническим испытаниям. Ученые планируют приступить к ним как только будет найден спонсор.

 

2.3.2 Таблетка от старости

Новосибирская компания «СаентификФьючерМенеджмент» и томский НИИ фармакологии разработали новый препаратG5, возвращающий организму способность самовосстанавливаться. Средство обладает способностью увеличивать выброс стволовых клеток, которые отвечают за восстановление тканей и органов.

Препарат изначально создавался для применения вместе с веществами, регулирующими иммунные реакции, чтобы уменьшить их дозировки при лечении. Но оказалось, что действие лекарства намного шире.

Сибирские ученые, определив, что препарат безопасен и эффективен, стали применять его на себе. Заболевание одного из них вылечить медицина не могла. Тяжелые спаечные процессы полностью исчезли благодаря новому лекарству.

Испытание препарата на животных показало его высокую эффективность при лечении трудноизлечимого заболевания — токсического цирроза печени. После его введения у мышей полностью восстановились клетки печени. «Новый препарат имеет более широкое действие, но для регистрации лекарства выбирается что-то одно, если будет заявлено 10 показаний, то испытания потом придется проводить лет сто», — объясняет директор компании Андрей Бекарев, [10]. Поэтому G5 будет заявлен как лекарство от цирроза печени.

Был проведен эксперимент, результаты которого стали сенсацией, а СМИ назвали G5 «таблеткой от старости».

Из мышей 12-месячного возраста создали две группы. Одной из них капали новый препарат. С 18 месяцев между двумя группами возникла большая разница. Более 30% мышей из группы, которой не давали препарат, умерли от старости. Все мыши имели признаки старения: артроз лапок, облысение, изменение биохимии крови, снижение веса. В группе, где препарат вводили регулярно, отсутствовали признаки старения. Эксперимент закончили, когда мыши достигли возраста 21 месяц.

В результате проведения испытаний на мышах препарат показал также восстановление репродуктивных функций. G5планируется в дальнейшем исследовать как лекарство и в этой области.

Несмотря на сенсационные результаты, Андрей Бекарев говорит, что не собирается выпускать препарат как «таблетку от старости», иначе срок испытаний может увеличиться до 100 лет.

 

2.3.3 Препарат, восстанавливающий слух

 

Исследователи из Гарвардскоймедицинской школы создали препарат, приводящий к восстановлению волосковых клеток. Создатели препарата считают, что он сможет восстановить слух у людей, страдающих неизлечимыми нарушениями слуха.

До настоящего времени учёные всего мира не могли заставить восстанавливаться волосковые клетки, повреждённые громким звуком, инфекцией и токсинами. Такие нарушения часто наблюдаются у диджеев и других людей, чья профессия связана с музыкой.

Созданный препарат, получивший название LY411575, смог добиться частичного восстановления слуха у мышей, которые до этого подверглись

продолжительному воздействию шума.

Маленькие волоски, находящиеся во внутреннем ухе, являются передатчиками принимаемых звуковых колебаний в мозг. Хотя рыбы и птицы обладают способностью регенерировать волосковые клетки, для млекопитающих эта способность до настоящего момента была недоступна.

Новый метод предполагает перепрограммирование клеток внутреннего уха за счёт подавления действия белка, который препятствует преобразованию стволовых клеток ушной улитки в волосковые клетки. Созданный препарат способен нейтрализовать действие этого белка.

 

2.4 Инновации в офтальмологии

2.4.1 Восстановление зрения

 

Разработанный американскими учеными бионический глаз, дает шанс людям, для которых зрение является не частью жизни, а непостижимым желанием, вновь увидеть мир своими глазами.

Люди, потерявшие зрение в результате болезни, получают возможность почувствовать себя полноценными, благодаря данной инновации. Компания «СекондМедикалПровижн» представляет потребителям первую искусственную сетчатку глаза под названием«Аргус II», изображенная на рисунке 4.

 

Рисунок 4-ИмплантантArgus II

 

Такое заболевание, как пигментный ретинит, считается достаточно редким наследственным заболеванием. Врожденный дефект определенного генетического кода способствует утрате зрения у рожденного зрячим человека, а порой, при тяжелой форме болезни, человек не только быстро теряет способность видеть, но и слепнет.

Новый бионический глаз позволяет людям с врожденным дефектом генетического кода вновь различать светлое и темное, объекты малого и крупного размеров, движения людей. Таким образом, обладающий искусственной сетчаткой человек самостоятельно сможет перейти дорогу, ведь пешеходный переход будет различим, а буквы станут читабельны при условии, что они будут размером не менее десяти сантиметров.

Компания предлагает инновационную разработку в виде гибкой пленки, состоящей из 60 электродов, которая хирургическим путем вживляется в глаз. Для начала работы прибора, обладатель новой сетчатки должен приобрести специальные темные очки со встроенной видеокамерой, которые функционируют с помощью батареек, видеопроцессор в свою очередь размещается на поясе. Картинка с помощью данного приспособления преобразуется в определенный цифровой сигнал, который далее пересылается на специальный передатчик в очках, и дальше информация через сетчатку подается в мозг человека.

На территории Европы и США данное новшество используют около 50 человек. Стоимость разработки, не включая затраты на проведение операционного вмешательства, составляет порядка 150 тысяч долларов.

Ученые и разработчики, работающие под руководством Томаса Лауритцена, считают в дальнейшем возможность имплантации устройства непосредственно в кору мозга, что решает задачу о возможности помочь всем незрячим людям, даже тем, что ограничены в зрении с момента рождения.

Ранее другой известный американский ученый Пол Бач-и-Рит изобрел подобный аппарат. Исследуя гибкость нейронной сети человека и пластичности мозга в реакциях на экстренные ситуации, он создал «Тонгу Дисплей Юнит». С помощью размещенной во рту пластины, человек, ограниченный в зрении, пытается «увидеть» при помощи ощущений языка. Происходящее фиксируется видеокамерой, электроды через специальную «решетку» покалывают язык человека в зависимости о того, какой яркостью обладает передаваемое в реальном времени изображение.

 

2.5 Инновации в медицинском оборудовании

2.5.1 Лазерный «шприц»

 

Участники отечественной группы ученых разрабатывают электронное устройство, в основе которого лежит лазер.Устройство сможет вычислять уровень глюкозы в крови без уколов. Устройство показано на рисунке 5.Этот инновационныйаппарат намного важнее, чем может показаться на первый взгляд.

 

Рисунок 5 — Устройство для определения глюкозы в крови

Шприцвызывает у многих пациентов множество неприятных ощущений.Одна из главнейших проблем, связанных с использованием шприца — возможность проникновения микроорганизмов. Использование нового прибора обещает не только устранить эту вероятность, но и лишить пациентов всевозможных неприятных ощущений, связанных, в первую очередь, с самим процессом забора крови с помощью шприца.

Новая технология позволяет зафиксировать уровень глюкозы путем изучения изменения изгибов кожи во время того, как сердце проталкивает кровь по сосудам. Поверхность кожи в этот момент деформируется, что позволит прибору проанализировать уровень глюкозы у пациента.

Во время того, как будет пробегать пульсовая волна, а, соответственно, кожа будет деформироваться, уровень сахара можно будет определить по тому, как будет вести себя свет от лазера.

Технология разрабатывается вот уже на протяжении пяти лет. За это время ученым удалось разработать готовый лабораторный вариант устройства. К проекту планируют привлечь крупное промышленное предприятие, способное организовать массовое производство прибора. Предполагается, что товар будет в свободной продаже. Любой желающий сможет купить его и пользоваться им дома.

Считается, что в будущем подобные приборы будут в каждом доме. Многие страны уже заняты разработкой подобных технологий.

 

2.5.2 Браслет для мониторинга состояния организма

«Умный» браслет Angel, представленный на рисунке 6, предназначается для сбора информации по различным показателям суточной активности и жизнедеятельности человеческого организма.

 

Рисунок 6 — Браслет Angel

Рынок уже имеет несколько аналогов устройств, которые выполняют подобные функции.

Angel оснастят датчиками измерения ритма биения сердца, температуры, содержания кислорода и активности. Кроме того, будут встроены вибромотор, светодиодный индикатор, зуммер, часы. Браслет поможет получать информацию по качеству и продолжительности сна, показывать предупреждения, когда температура опасно повысится, в случае нестабильного сердечного ритма и при потенциальном тепловом ударе.

Вибромотор можно будет использовать как бесшумный будильник.

Чтобы переслать собранную информацию на мобильный гаджет или компьютер, используется беспроводное соединение по технологии Bluetooth4 с пониженным потреблением энергии. Встроенной в гаджет памяти, как утверждается, будет достаточно, чтобы хранить данные, собранные устройством за семь дней. Вся накопленная информация затем может быть представлена в виде всяческих удобных для оценивания эффективности активностей графиков. Можно будет оценить результативность тренировок, скорректировать распорядок дня, время приёма пищи и пр.

В перспективе Angel планируется обеспечить возможностями по обмену информацией со спортивным оборудованием. Например, сведения по состоянию организма будет возможно передать беговой дорожке, чтобы та автоматически подобрала оптимальную нагрузку и продолжительность занятия.

 

Заключение

Хотелось бы отметить, что инновационная деятельность набирает всё новые и новые обороты, и медицина тому не исключение.Главная цель внедрения инноваций заключается в рационализации и преобразовании природных ресурсов с целью удовлетворения потребностей населения.

В данной работе былирассмотрены особенности инноваций в медицине, выделены наиболее актуальные направления их внедрения, а также было проанализировано практическое применение некоторых инноваций. Более того, в работе была дана оценка развитию медицины в России, которая благодаря приоритетному национальному проекту «Здоровье»  не стоит на месте. Наши ученые проводят исследования, позволяющие открывать новые методы лечения сложных заболеваний и усовершенствовать уже существующие, разрабатывают медицинское оборудование, с помощью которого можно вылечить даже рак. В наше время уже не так страшны такие диагнозы, как «синдром Дауна», «цирроз печени», а люди, полностью или частично утратившие зрение и слух, получили надежду на выздоровление.

Медицина активно развивается не только в России, но и во всем мире. США, Германия, Великобритания, Япония, Индия и Китай — лидеры  по внедрению  инноваций в медицине, в этих странах постоянно растет количество научных исследований и разработок.

Но, несмотря на определенные успехи в данной области, все еще существует огромное количество задач, которые необходимо решить.