آینده پزشکی – زیست‌فناوری و ربات‌های مینیاتوری
در این مقاله
فناوری هر روز بیشتر در سلامت استفاده می‌شود و با کمک از تصویربرداری تا گزینه‌های درمان، در پزشکی ضروری شده است. دیگر پژوهش و پیشرفت پزشکی را مستقل از فناوری نمی‌بینیم و مفهومی تازه در مرکز زندگی جای می‌گیرد: زیست‌فناوری!
زیست‌فناوری چیست؟
زیست‌فناوری شاخه علمی است که علوم طبیعی را با مهندسی رایانه، مکانیک و برق-الکترونیک ترکیب می‌کند، پروتئین‌ها، آنزیم‌ها و ژن‌های مؤثر بر سلامت انسان را شناسایی و مولکول یا ابزار تشخیص و درمان تولید می‌کند.
فعالیت‌های زیست‌فناوری شامل تولید فناوری تشخیصی مانند تحلیل DNA و ژن، واکسن پیشرفته، آنتی‌بادی و پپتید نوترکیب و اندام مصنوعی است. در پیشگیری از بیماری عفونی و ژنتیکی و توسعه صنعت دارو نیز نقش مهم دارد. محدود کردن آن به سلامت اشتباه است؛ در کشاورزی برای بهبود غذا، کود مصنوعی و تولید میوه و سبزی جدید و در محیط‌زیست برای کشت مناطق خشک نیز نقش دارد. داروهای زیست‌فناورانه اثر اختصاصی‌تری دارند، زیرا DNA یا ژن نوترکیب پس از ورود به بدن آسان‌تر به هدف می‌رسد. نسبت به داروهای مصنوعی دیگر عوارض کمتر و اثر در دوز کوچک‌تر دارند. سیتوکین‌ها (مواد شبه‌هورمونی ترشح‌شده از سلول مربوطه در پاسخ به بیماری)، اینترفرون‌ها (مؤثر علیه تکثیر کنترل‌نشده)، اینترلوکین‌ها (پیام‌رسان بین گلبول‌های سفید)، ایمونوگلوبولین (متصل‌شونده به اندام و آغازکننده واکنش)، عوامل رشد و هورمون‌های نوترکیب از محصولات زیست‌فناوری برای درمان بیماری‌ها هستند. برخی پپتیدها و لیپیدهای نوترکیب و واکسن‌های توسعه‌یافته در ژن‌درمانی استفاده می‌شوند. درمان‌های جدید بسیاری با این پیشرفت‌ها در مرحله پژوهش‌اند. زیست‌فناوری علاوه بر فواید، زیان‌هایی نیز دارد؛ برخی کارها ممکن است محیط را آلوده، موجودات بسیاری را نابود و زنجیره غذایی و زیست‌بوم را مختل کنند. جنبه تاریک آن امکان ساخت سلاح زیستی است. بنابراین چگونگی استفاده بسیار مهم است، چون کاربرد نادرست بیش از فایده زیان دارد.
جراحی رباتیک با سرعت سرسام‌آور پیش می‌رود؛ اما در آینده جراحی چقدر در پزشکی اجرا خواهد شد؟
درمان‌ها با فناوری تغییر می‌کنند؛ در برخی عمل‌ها به‌جای جراحی کلاسیک از لاپاروسکوپی یا ربات استفاده می‌شود. این 2 نوع عمل جدید از برش میلی‌متری انجام می‌شوند و آسیب بافت سالم و زمان بهبود را کاهش می‌دهند. جراحی لاپاروسکوپی (آندوسکوپیک) با ورود ابزار پزشکی (مانیپولاتور) از برش حدود 10 میلی‌متری انجام می‌شود. جراح با ابزار داخل بدن عمل می‌کند و دوربین تصویر میکروسکوپی را بزرگ می‌کند تا کار دقیق‌تر ممکن شود. این روش‌ها در ارتوپدی، چشم، میکروجراحی، جراحی اعصاب، عمومی، پرتودرمانی و برخی جراحی‌های انکولوژیک استفاده می‌شوند. برخی پژوهش‌ها خونریزی و عوارض کمتر و بقای بدون بیماری بیشتر را نشان داده‌اند. استفاده از جراحی رباتیک تازه رو به افزایش است و اکنون در اورولوژی، زنان، جراحی عمومی، قلب‌وعروق، چاقی و انکولوژی به کار می‌رود. ربات 3 بازوی اصلی دارد که جراح از کنسول کنار بیمار کنترل می‌کند. بعداً حسگر فشار به کنسول و بازوهای طراحی‌شده براساس دست و مچ جراح اضافه شد تا نرمی و سختی بدن را از کنسول درک کند. این هم دقت ربات و هم احتمال موفقیت را افزایش داد... پیشرفت سرسام‌آور، ناظران و کاربران را تحت تأثیر می‌گذارد؛ اما اگر بشنوید در آینده جز موارد اضطراری تقریباً جراحی انجام نمی‌شود چه احساسی دارید؟ شناخت و دست‌کاری بهتر دستگاه ایمنی، تشخیص زودهنگام، روش کم‌تهاجمی‌تر، ربات ریز/مینیاتوری و پیشرفت پرتودرمانی بسیاری جراحی‌های امروز را غیرضروری خواهد کرد.
ربات‌های مینیاتوری به پزشکی می‌آیند
یکی از پیشرفت‌های جدید و افق‌گشای زیست‌فناوری که با آغاز کاربرد بالینی تغییر بزرگی در پزشکی می‌دهد، ربات‌های ریز / مینیاتوریاست. در رویدادی که در 14-16 نوامبر 2019 برگزار کردیم، اجلاس چهره‌های اثرگذار انکولوژی، یکی از نخستین نام‌های شناخته‌شده این حوزه در علم، پروفسور متین سیتیبا ارائه «ربات‌های مینیاتوری در تشخیص و درمان سرطان» ما را مسحور کرد.
ربات‌های مینیاتوری کپسولی یا شکل‌های دیگرِ توسعه‌یافته توسط پروفسور سیتی و تیمش با بلع یا از رگ وارد بدن می‌شوند و با میدان مغناطیسی بسیار موفق هدایت می‌شوند. می‌توانند دارو به سلول سرطان برسانند یا حتی نمونه‌برداری کنند. ربات کپسولی پس از اقدام ممکن است خودبه‌خود خارج شود (در ربات نمونه‌بردار چنین نمی‌شود، چون بافت گرفته‌شده بعداً بررسی می‌شود و ربات در پایان خارج می‌گردد).
تصور می‌شود با این پیشرفت‌ها سرطان‌های دیرتشخیص مانند پانکراس و صفرا را با ربات کپسولی زود تشخیص داد. این نشان می‌دهد ترکیب چند رشته چقدر نتیجه خوب دارد. زیست‌فناوری موضوعی است که جوانانِ در حال برنامه‌ریزی شغلی حتماً باید بشناسند. فواید فناوری و هوش مصنوعی را اکنون بهتر در سلامت می‌بینیم. از تشخیص تا درمان هر روز عناصر زیادی تغییر یا پیشرفت می‌کنند و امید به درمان آینده بیماری‌های اکنون بی‌درمان ایجاد می‌شود.
متین سیتی کیست؟
پروفسور متین سیتی کارشناسی و کارشناسی ارشد را از مهندسی برق-الکترونیک دانشگاه بوغازیچی و دکتری را در 1999 از مهندسی برق دانشگاه توکیو گرفت. در دانشگاه کالیفرنیا برکلی آمریکا بین 1999-2002 پژوهشگر پسادکتری و عضو هیئت علمی و در کارنگی ملون بین 2002-2016 استاد بود. از 2014 مدیر مؤسسه سامانه‌های هوشمند انجمن ماکس پلانک آلمان است. از 2018 نیز استاد پاره‌وقت دانشکده‌های پزشکی و مهندسی دانشگاه کوچ است. پژوهش او موضوعات متنوع ریزرباتیک و سامانه هوشمند، مانند ربات و ابزار ریز پزشکی، ربات مینیاتوری الهام‌گرفته از طبیعت و ربات نرم را شامل می‌شود. برای تجاری‌سازی چسب ریزالیافی اختراعی الهام‌گرفته از موهای پای مارمولک گکو، در 2009 شرکت نوپای nanoGriptech را در آمریکا تأسیس کرد و این چسب بسیار نوآورانه از 2018 در محصولات بسیاری بازار استفاده می‌شود.
از جوایز و عنوان‌های متعدد متین سیتی: در 2018 مدال علم رحمی کوچ، در 2019 جایزه ERC Advanced Grant، در 2019 بهترین مقاله Robotics Science & Systems، در 2014 عنوان IEEE Fellow، در 2014 بهترین مقاله مکاترونیک IEEE/ASME، در 2011 جایزه SPIE Nanoengineering Pioneer و در 2005 جایزه National Science Foundation CAREER. بیش از 450 مقاله داوری‌شده مجله و کنفرانس دارد. بیش از 250 مقاله مجله‌ای او در مجلات برجسته شامل Nature، Nature Materials، Nature Communications، Proceedings of the National Academy of Sciences، Science Robotics، Science Advances و Advanced Materials منتشر شده‌اند. تاکنون بیش از 22,000 استناد گرفته‌اند. تازه‌ترین کتابش «Mobile Microrobotics» در MIT Press در 2017 چاپ شد. بیش از 200 سخنرانی دعوتی در کنفرانس مهم، دانشگاه و شرکت داشته است. همچنین سردبیر Progress in Biomedical Engineering و Journal of Micro-Bio Robotics است.
*
نوشته را با سخنان یووال نوح هراری، نویسنده و تاریخ‌نگار از اثرگذارترین افراد عصر، درباره زیست‌فناوری پایان دهیم:
«مردم باید بفهمند بشر اکنون با سه تهدید وجودی روبه‌روست که ملی حل نمی‌شوند؛ فقط در سطح جهانی حل می‌شوند. تهدیدها جنگ هسته‌ای، تغییر اقلیم و اختلال فناوری، به‌ویژه رشد هوش مصنوعی (AI) و مهندسی زیستی هستند. هوش مصنوعی و زیست‌فناوری می‌توانند بشر را نابود کنند. اگر وارد مسابقه تسلیحاتی هوش مصنوعی یا ژنتیک شویم، نابودی بشر تضمین می‌شود. مهم نیست چه کسی برنده شود، بازنده بشریت است.
بسیار می‌ترسم. فکر می‌کنم اکنون فناوری امکان ایجاد تمامیت‌خواه‌ترین رژیم‌های تاریخ را فراهم کرده است؛ بسیار بیشتر از تصور جورج اورول. اورول رژیمی را تصور کرد که همیشه شما را دنبال می‌کند، اما فقط در جهان بیرون: چه می‌کنید، کجا می‌روید، با چه کسی دیدار می‌کنید. اکنون فناوری پایش همه انسان‌ها در 24 ساعت شبانه‌روز، حتی اتفاقات درون بدنشان را داریم، با ترکیب حسگر زیست‌سنجی، هوش مصنوعی و زیست‌فناوری . برای مثال در چین مدارسی هستند که دانش‌آموزان دستبند زیست‌سنجی دارند. می‌گویند برای آموزش است؛ اگر خواب‌آلود، بی‌حوصله یا در دشواری باشید معلم می‌داند. اما همین فناوری کاربرد سیاسی دارد. آنچه در قرن 20 با استالین، هیتلر یا مائو دیدیم در مقایسه با دستگاه‌های در حال ساخت امروز ناچیز خواهد بود.
اگر زیست‌فناوری را درست به کار نبریم، برای بالا بردن گروه کوچک نخبه با ویژگی‌های فراانسانی استفاده و بیشتر مردم جا خواهند ماند. بشر میان گونه‌های متفاوت تقسیم می‌شود و برای نخستین بار ثروتمندان گونه‌ای متفاوت از فقرا می‌شوند؛ بزرگ‌ترین نابرابری تاریخ. مشاغل زیادی از بین می‌روند اما جدیدهایی می‌آیند. مشکل اصلی نبود مطلق شغل نیست، بازآموزی مردم است. آن‌ها باید بارها شغل عوض کنند و سراسر زندگی بیاموزند. آموزش کنونی آماده‌شان نمی‌کند. تنها راه مقابله همکاری جهانی است.»
آیا این مقاله برای شما مفید بود؟
بازخورد شما به بهبود محتوای ما کمک می‌کند.
نظرهای خوانندگان
نظر خود را بنویسید
نام و دیدگاه شما فقط پس از تأیید مدیر منتشر می‌شود. نشانی ایمیل شما هرگز به بازدیدکنندگان نمایش داده نمی‌شود.
اولین نظر را شما بنویسید.