Léky na míru, aneb kosmická medicína budoucnosti

REPRO FREE
Ian Hayes, Business Development Director at Radisens Diagnostics with Sean Sherlock T.D. Minister for Research & Innovation and Tony McDonald, Enterprise Ireland pictured at the announcement that Radisens Diagnostics have won a Û1m contract to develop instant blood testing on board the International Space Station. The Cork company will use the Û1m contract from the European Space Agency to develop their instant blood
testing device for use on board the International Space Station.
Pic Daragh Mc Sweeney/Provision

Týmy pokročilých konceptů, světových kosmických agentur a soukromých aerokosmických společností nyní pracují na odvážných plánech objevitelských kosmických misí, zahrnujících vybudování stálých základen na Měsíci nebo na Marsu. Takové mise budou charakteristické nejen pobytem v nehostinném a životu nebezpečném prostředí. Lidé budou zcela izolování, odkázaní sami na sebe a na své, velmi omezené, zdroje. Život na Měsíční, nebo Marsovské základně si od budoucích průzkumníků bude vyžadovat vysokou úroveň autonomie. To platí i v případě, pokud dojde k onemocnění či k úrazu některého ze členů posádky. Je řada technologií, které bude potřeba teprve vymyslet, ale již dnes mají vědci dobře nakročeno do budoucnosti…

Laboratoř na jednom čipu
Již dnes probíhá v řadě laboratoří vývoj technologií, které umožní např. astronautům na Měsíční základně, zvládat případné onemocnění některého z členů posádky pomocí okamžité diagnostiky a následně nemocnému na míru vyrobených léků a to naprosto autonomně, bez pomoci Země. Evropská kosmická agentura (ESA) spolupracuje na vývoji a testování diagnostického zařízení, pracujícího na bázi „Lab on a chip“. Analýzou jediné kapky krve, bude v budoucnosti možné odhalit známky širokého spektra onemocnění, od kardiovaskulárních chorob až po diabetes a to ve velmi krátkém čase. Technologie, vyvíjená pro použití během dlouhodobých kosmických misí má tu výhodu, že jí mohou používat i lidé bez zdravotnické kvalifikace. Technologie nalezne své uplatnění také na Zemi a to na místech a v situacích, kde není k dispozici kompletní diagnostické zázemí a zvýší šanci na přežití u zraněných či nemocných například v bojových podmínkách, nebo při hromadných neštěstích, či v odloučených oblastech, jako třeba v horách či za polárním kruhem a tak podobně.

Po rychlé diagnostice může následovat rychlá a efektivní léčba. Představte si, jaké by to bylo, kdyby bylo možné, na základě výsledků vyšetření konkrétního pacienta, okamžitě vyrobit lék na míru? Vypadá to jako ze seriálu Star Trek. Tato myšlenka však není takové sci-fi, jak by se na první pohled mohlo zdát. Vědci z amerického MIT za podpory DARPA (Agentura pokročilých obranných technologií amerického ministerstva obrany), se onu sci-fi myšlenku nyní snaží zrealizovat.

2: Jako ze sci-fi filmu Startrek (který byl tomuto projektu inspirací) působí techlologie, určená k výrobě léků na počkání a pro konkrétního pacienta. (MIT)

Jako ze sci-fi filmu Startrek (který byl tomuto projektu inspirací) působí techlologie, určená
k výrobě léků na počkání a pro konkrétního pacienta. (MIT)

Léky na míru
Tým chemických inženýrů nyní pracuje na vývoji technologie, díky které by bylo možné vyrobit lék v jednom kontinuálním procesu od začátku, do konce. Tradiční metody výroby léků pracují tak, že se jednotlivé složky léku v rámci procesu výroby syntetizují odděleně na různých místech. Principem nové technologie, která se nazývá Continuous Flow Processing, počítačem řízené zařízení syntetizuje potřebné léky a to přesně podle potřeb konkrétního pacienta a zahrnující faktory, jako je věk, hmotnost, genetické a metabolické zvláštnosti člověka či s přihlédnutím k interakcím s jinými léky.

Začátek vývoje této technologie se datuje do roku 2006 a inspirací k celému projektu se stal tzv. tricoder, tedy zařízení Dr. McCoye ze seriálu Star Trek. Cílem tohoto projektu bylo postavit malou a skladnou jednotku, kompletně integrovanou, kterou lze umístit prakticky kdekoliv, tedy i na palubě kosmické stanice, či na základně na Marsu.

Jde o modulární systém, složený z různých prvků, jako jsou reaktory a procesory, zapojené v různých částech zařízení, které je možno podle potřeby různě rekonfigurovat. Není asi potřeba zdůrazňovat, jak technologicky náročný úkol si vědci z MIT dali. Bylo potřeba vyvinout nový typ čerpadel, motorů, ohřívacích prvků, či ultrazvuku, určeného pro snímání pohybu částic. Zkušenosti vědci čerpají z výzkumu v oblasti dynamiky tekutin, z vývoje mikroreaktorů pro biočipy. V této rané fázi vývoje je zařízení schopné produkovat čtyři velice rozdílné třídy léčiv. Jde o antihistaminikum Benadryl, anxiolytikum (lék proti úzkosti) Valium, antidepresivun Prozac a lokální anestetikum Lidokain. Tato léčiva jsou produkována zatím jen ve formě kapalných suspenzí, ale brzy bude možné napojení např. na 3D tiskárnu a produkovat léky ve formě pilulek.

IVGEN – nové možnosti intravenózní léčby
Tzv. Patient Condition Database (PCDB), obsahuje kolem čtyř stovek komplikací zdravotního stavu, které mohou v průběhu dlouhodobé kosmické mise vyžadovat léčbu a cca 25% z těchto zdravotních stavů si vyžaduje léčbu intravenózními (nitrožilními) tekutinami. Různá provozní omezení, jako je například omezení prostoru, startovní hmotnosti, nedostatek chladících kapacit, limitují objem tekutin, které mohou být na palubě kosmické lodi přepravovány. Problémem je také to, že předbalená i.v. tekutina, při dlouhodobé kosmické misi, snadno překročí dobu expirace pro farmaceutické použití. Přitom existuje celá řada situací, kdy je nutné použít velké množství i.v. tekutin. Jde například o zlomeniny velkých kostí, popáleniny či o akutní anémii. A tak NASA vyvíjí zařízení, které bude umožňovat produkci i.v. roztoků ze zdrojů vody, které budou k dispozici na místě.

IVGEN, purifikační a směšovací zařízení pro přípravu nitrožilních tekutin, které jsou nutné ke zvládání celé řady život ohrožujících stavů. Zařízení, testované na ISS, bude mít své místo i ve vybavení astronautů na cestě na Mars. (NASA)

IVGEN, purifikační a směšovací zařízení pro přípravu nitrožilních tekutin, které jsou nutné ke
zvládání celé řady život ohrožujících stavů. Zařízení, testované na ISS, bude mít své místo i ve
vybavení astronautů na cestě na Mars. (NASA)

Výsledkem tohoto vývoje je tzv. IVGEN, neboli IntraVenous Fluid GENeration for Exploration Missions. Jde o farmaceutický purifikační a směšovací systém, uzpůsobený k práci v mikrogravitaci. Technologie, která byla testována na palubě ISS, využívá princip deionizace vody (proces, kterým zbavujeme vodu všech iontů v ní rozpuštěných).

Voda tak dosahuje vysokého stupně čistoty, která je vyžadována americkými farmaceutickými normami. Po purifikaci je voda odvedena do i.v. vaku, kde se smíchá s požadovaným koncentrátem léčebných látek (např. krystaloidní roztok).

Medicína z vesmíru – medicína budoucnosti
V posledních letech jsme bohužel viděli,  zejména na straně americké administrativy, řadu nekoncepčních kroků. Ty uvrhly řadu výzkumných a vývojových projektů NASA v chaos. Zdá se však, že nový vítr do plachet americké kosmonautiky zavál ze strany soukromého sektoru. Ani ESA, Čína a Rusko nechtějí zůstat stranou a tak si myslím, že odvážné koncepty, zabývající se cestou lidí na Mars by se mohly ve výhledu dvaceti let stát reálnými. Pokud tomu tak bude, bude nutné astronauty vybavit i medicínskou technologií budoucnosti, která jim umožní takové dobrodružství přežít. A je dost dobře možné, že i když o tom ještě nemáte tušení, zachrání tato nová technologie pro astronauty život i vám, nebo vašim dětem.

Zdroje informací:
http://www.popsci.com/
http://www.elveflow.com/
http://www.esa.int/
http://www.scientificamerican.com/
https://www.sciencedaily.com/
http://www.nasa.gov/

Pin It
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

GD Star Rating
loading...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


19 komentářů ke článku “Léky na míru, aneb kosmická medicína budoucnosti”

  1. kuba napsal:

    když se tak blbě zeptá. Jak by někdo zemřel na ISS co udělají s tělem ?

  2. Pavel Boháček - autor napsal:

    Je to dobrá otázka!
    Možností je několik. Tělo zesnulého se vloží do skafandru a umístí do přechodové komory. Řídící středisko se spojí s rodinou, které smutnou zprávu oznámí. Poté, na základě domluvy se rozhodne, zda se tělo vrátí na zem Sojuzem, nebo nákladní lodí, nebo se nechá shořet v atmosféře po provedení obřadu na palubě. Pro zajímavost – existuje procedura, zvaná „simulace smrti“, ve které jde o nácvik komunikace v případě smrti člena posádky. Do simulace je zahrnuta i rodina. S pozdravem Pavel Boháček, autor.

  3. Al napsal:

    Nádhera. Keď sa ma niektorí moji známi pýtajú aký má význam vynakladať obrovské úsilie a nemalé finančné prostriedky na podľa nich nezmyselné cesty mimo matičky Zeme, odkazujem ich na príklady dnes už bežných technológií ktoré by sme bez „nezmyselných“ ciest nemali, alebo mali oveľa neskôr.
    Takto si predstavujem zmysluplne vynaložené prostriedky a úsilie. Vďaka za článok!

    • kolemjdoucí napsal:

      Nechci někomu brát iluze, ale většina věcí spojovaných s přínosem kosmonautiky je jen formálních, tedy vyjma jedné – zdokonalování řízení vojenských raket …ale to jste asi neměl zrovna na mysli.
      Nejsilnějším rozvojovým faktorem je vojenský průmysl (samozřejmě včetně technologií raket i družic), ale ten nebývá zrovna ochotný k rychlému přenosu výsledků do civilu.

      • Jaro Pudelka napsal:

        Takže keby na sveta zavládol totálny mier, zastaví sa všetok pokrok a vývoj? Tak preto sú tie missky také smiešne s tým sloganom „Svetu mier“.

        • Rudolf Šíma napsal:

          Missky jsou směšné, protože mají omezené možnosti při výběru partnera. Mohou si vzít jen fotbalistu nebo hokejistu. S odmítáním zbrojení to nemá nic společného. 🙂

    • Spytihněv napsal:

      Al: Máte úplnou pravdu. Když někdo ohrnuje nos nad lety do vesmíru, tak také argumentuji věcmi, které jsou jasné a do očí bijící. Telekomunikace, navigace, meteorologie, podrobné mapování zemského povrchu apod. To jsou záležitosti, které využíváme všichni dnes a denně a to vše díky satelitům. Ale i ta vojenská oblast je přínosná. Je dobré mít přehled nejen o šmejdu z vesmíru (Men in Black), ale i o tom pozemském 🙂

  4. kolemjdoucí napsal:

    …trochu odjinud:
    Juno opustilo nouzový režim (Safe Mode) a vzhledem k dobré kondici se začíná znovu připravovat na korekci dráhy
    Podrobněji – http://www.nasa.gov/feature/jpl/nasas-juno-mission-exits-safe-mode-performs-trim-maneuver

  5. trmo napsal:

    Kdy bude další roční expedice na ISS?

  6. Rudolf Šíma napsal:

    Další skvělý článek. Díky. Léta už tvrdím lékařům v rodině (a v hospodě), že jejich ordinace budou nahrazeny interaktivním počítačem a automatickou laboratoří. Ale vypadají, že se o práci nebojí. 🙂

  7. maro napsal:

    Ano je to hezké. Ale řekl bych, že i v této oblasti jsou vojáci zase ještě o kousek dál. Stejně jako se musí nějak řešit zdraví ve vesmíru izolováni od civilizace, musí se řešit i v atomové ponorce, taky několik měsíců izolováni od civilizace. Myslí si snad někdo, že v té ponorce budou snad horší technologie pro uchování zdraví vojáků ?

    • vedator napsal:

      Narychlo ma napadli traja najvacsi strasiaci, ktore nemusia na ponorkach riesit: rednutie kosti, atrofovanie svalstva, radiacia.

      • maro napsal:

        No s tou radiací na atomové ponorce taky můžou mít nějaké zkušenosti. A určitě se přidají zase jiné problémy navíc. Ovšem rychlá diagnostika na velmi omezeném prostoru s omezenou obsluhou a dokonce i operace s podobnými nároky definují hodně problémů k vyřešení pro konstruktéry a vědce, jejichž řešení pak pomůže i lidem v civilu.

    • Vojta napsal:

      Na ponorce je normální vojenský lékař s dobře vybavenou ordinací. Na jaderné ponorce není až tak velká nouze o místo ani o hmotnost lékařského vybavení. Rusové snad mají na některých typech i malý bazén. Samozřejmě nějakou miniaturizaci a automatizaci uvítají i tak.

      • maro napsal:

        Prostor mají, ale i tam potřebují laboratorně analyzovat vzorky. A v té miniaturizaci analytických metod třeba rozboru krve, moči nebo slin dnes usilovně pracují i soukromé společnosti, protože vidí obrovský trh domácího použití analytických čipových sad pro detekci různých molekul, připojených třeba ke smartfounu. Zjistit stav člověka z kapky krve je svatý grál a obrovský byznys. Kosmu netřeba.

  8. Zainteresovaní výzkumníci mohou být nadšeni, ano to je výzkumná a aplikační práce na ležatou osmičku.

Zanechte komentář