The Future // 更好的零件

更好的眼睛

定制视力: 我们的眼睛往往需要一个长期的,缓慢滑动到一个非常模糊的地方:白内障。外科医生可以代替人工那些云的镜头,但半个月左右的时间,人们仍然需要眼镜来实现20/20视力。不再。眼科医生 丹尼尔·施瓦茨博士'84与合作 格拉布博士中,获得诺贝尔奖化学家在加州理工学院,制定了第一的,其独一无二的透镜是可调节的光。术后,眼睛已经痊愈后,医生光束进入镜头,正是其重塑,优化视觉无需眼镜。 “以前从来没有人做到了这一点,”施瓦茨,谁的创新,这FDA在2017年批准的“这是一个具有挑战性的技术开发20年工作说,但它很高兴看到病人如何欣赏定制仅使用其光透镜植入物“。

驱逐失明: 施瓦茨还与加州理工学院的合作 莫尔塔扎加里卜博士中,设备上的将绕过角膜结疤,失明的在印度和非洲的主要原因之一。眼科医生会放一个微小的投影仪在患者的眼睛。眼镜装有一个摄像机将捕捉图像,并通过蓝牙发送至投影机。投影机将聚焦在视网膜图像,让病人看。该小组的目标是从目前的原型移动临床试验在2021年。

缓解青光眼: 生物工程 tejal德赛,博士'98,正在开发一种纳米结构器件,装载有至少六个月的抗青光眼药物,将被注入到眼睛。该药物将逐步释放随着时间的推移,减轻了每天三次眼药水的需要。她的团队已经测试了在动物模型中微小的设备,她希望临床试验将在一两年内开始。

Conceptual Illustration of an eye, overlapping orange, black and white boxes and circles.

 

更好的耳朵

Conceptual Illustration of an ear, overlapping orange, black and white boxes.

 

组成完美的听证会: 人类听觉系统是小骨,运河,管,毛细胞和神经,其他元素之间的错综复杂的管弦乐队。 “它是如此复杂,很难相信它在所有工作,说:” neurotologist 查尔斯肢体,MD。复制它的功能人为地已被证明非常具有挑战性的。甚至人工耳蜗植入,今天用于治疗严重到极重度感音神经性聋的最佳选择,是“严重跑调,说:”肢体。为什么?像助听器,他们已经设计围绕一个简单的目标:感知讲话。但肢体转向音乐,从根本上提高技术。感知音乐 - 鉴于其旋律,和声,球场,和色调 - 是一个更复杂的目标。 “如果你能听到的音乐很好,你应该能听到什么好,”狂热的爵士乐爱好者解释说。在技​​术进化的飞跃,最终可能会导致长期追求的梦想:完美的听觉恢复。

超越硬件: “在未来的几年里,我觉得我们要拿出一个医疗听力损失,”肢体说。 “我们要破解再生的螺母或找一些办法把死[听觉]毛细胞恢复生机。”

更好的嘴

提高人体的网关: 搬过来,牙刷。微生物组才可能成为牙医的最有力的武器。 “口腔种子我们身体的许多部位,”颜面部的科学家说: 伊冯娜卡皮拉,DDS,博士。我们每次刷牙,我们打跑细菌,然后可以前往遥远的地方 - 我们的大脑,血管,肠 - 在那里他们可以设立商店和肆虐的那些谁是易感。研究已发现,口腔细菌对阿尔茨海默病,结肠癌,糖尿病和其他健康问题。我们许多人患有口腔细菌的主场草皮诡计:龋齿和牙龈疾病。卡皮拉想要驯服坏演员(但保持良好的)在我们的口腔内的微生物。她找到一种方法来阻止那些引起小鼠牙周疾病:益生菌。 “我们不想消灭所有的细菌,”她解释说,“只是改变了党的成员。”益生菌,她说,“可能会改变我们如何治疗和预防口腔疾病的景观。”

提高矫正: 牙齿矫正 斯纳的Oberoi,DDS,MS和她的同事生物工程越来越聪明与家臣。他们建立了一个蓝牙功能的霍利固定监控的时候有人的量是穿着他们的设备(注意,青少年)和智能手机应用程序,允许正畸医生跟踪患者的依从性,并接触到患者的治疗已经复发了。设备和应用将发生在不久的将来临床试验。

生长的牙齿: 啮齿动物可以再生牙齿,为什么我们不能?遗传学家 奥弗·克莱恩博士,目的是通过研究干细胞如何组织和子宫长牙彼此沟通,找出。他希望给马刺再生其他器官,如皮肤的机制隔离开来,这样他就可以打开它的牙齿。

更好的肌肉

保持肌肉力量: 大力水手有他的菠菜;有一天,我们可以有一个药丸强让我们到终点。今天,虽然可悲的现实是,我们的肌肉减少,因为我们的年龄。出现这种浪费主要是因为这维护和修复我们的肌肉纤维的干细胞萎缩,失去功能。分子生物学家 安德鲁·布拉克博士,是旨在防止这种情况的发生 - 甚至扭转它。他和其他科学家们发现,暴露老化的人体肌肉细胞热血青年提升其功能。布拉克的实验室正在寻求以确定振兴肌肉干细胞和那些抑制其修复机制的因素。这些天然存在的分子可以制成无毒的药物,将停止,甚至走回头路肌肉弱化。 “我的梦想是,在2050年,大多数70岁的孩子可以跑马拉松,如果他们想,”他说。

我们的肌肉萎缩还与伤害 - 并添加侮辱,他们变成脂肪。整形外科医生 布赖恩菲利,MD,已发现有大量的所谓fibroadipoprogenitor细胞(FAPS)的肩袖肌肉内的干细胞的特定人群。当有人遭受撕裂的肩袖,FAPS变成退行性白色脂肪或纤维组织。但菲利已经找到一种方法把这种白色脂肪成更代谢活跃米色脂肪,其分泌刺激肌肉再生的因素。未来的治疗结果?远远快从伤病,手术,低背的问题,以及其他情况下这一事业的肌肉恶化恢复。

Conceptual Illustration of muscles, overlapping orange, black and white boxes and circles.

 

更好的关节

攻骨的秘密: 骷髅,站起来!我们要学习的是,骨架为“必要对我们的健康是我们的神经系统,”预测细胞生物学家 塔玛拉艾里斯顿博士。为什么?深藏在我们的骨骼是组成一个庞大的网络,从我们的头上,以我们的脚趾伸展,就像神经细胞称为骨细胞。艾里斯顿已经发现,这些细胞的影响我们的关节的健康 - 具体而言,它们的功能在人类关节炎抑制。

找到如何打开可能导致这种疾病的急需的新的治疗,机能恢复,甚至药物可以预防关节炎的发展。但这一发现可能揭示只有我们骨骼的力量的痕迹。 “我们大多认为我们的骨头,因为这机械组织,帮助让我们身边的,”艾里斯顿说。 “我认为我们将有他们可以做来支持我们的全身健康有什么更深的赞赏。”

更好的器官

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按需创建器官: 忘记供体器官痛苦等待,这可能是太大,太小,或不兼容。在未来,科学家们将能够增长或打印定制每个病人的遗传,年龄和大小的器官。他们也可能是能够整合与纳米技术和无线通信的器官来监测其功能和传输性能数据,以病人的医疗团队。所以设想 舒沃·罗伊博士,一个科学家,谁在生物学和工程学的融合工作。罗伊和他的团队创造了世界上第一个仿生肾铺平了道路这个未来。的咖啡杯大小的设备包括硅基于纳米技术的过滤器,以净化血液,而在生物反应器中生长活肾细胞进行自然肾的其它功能。患有这些生物人工肾,其中筛选出人体免疫细胞,将不再需要服用免疫抑制药物,这种移植的成本会高于血液透析远不如在一个专用的透析中心。罗伊正在努力,以使设备准备在短短五年的第一例。

其他科学家正在创建工程器官,以更好地理解为什么我们自己的器官失败。心脏病 洛神亚伯拉罕,MD,正在3D印刷一块,实际上可以打败破译为什么心脏细胞在心脏疾病中最常见的遗传性出差错心脏的 - 肥厚型心肌病。年轻运动员谁突然暴毙而制定,通常患有这种毁灭性的疾病。利用基因工程细胞,研究人员正在研究创造一个环境,它模仿人类心脏的复杂结构。一旦细胞成熟为miniheart切片,研究人员可以研究的机制,引起心脏增厚和疤痕在人类。 “我们只是在这个旅程,开始了”亚伯拉罕说,“但我的目标是能够设计出个性化的诊断测试和治疗为每个家庭有肥厚型心肌病”,是否引起该疾病在家庭中的特定突变是公知的或没有。

更好的四肢

爆破超越仿生肢: 想像一下假腿,但仍然能够感觉到你脚下的草地上。或者告诉你的人工膝关节弯曲单独使用你的看法。欢迎来控制论的未来,其中biomechatronic四肢将与人类大脑沟通。 “这是太空时代,未来的思考,说:” 理查德·奥唐奈,MD,整形外科医生谁是领导太阳2首页的研究肌骨财团。 “我们使用的是钛,骨锚,经皮植入物和先进的整形技术来放大神经信号,”奥唐奈说。那些信号“然后用复杂的算法解码以控制假肢运动和来自外部环境的发送感官反馈。我们问,”他继续说,““我们可以帮助,否则‘禁用’截肢患者变得不仅身强力壮,但即使 -能够?我们可以利用我们这个脑机接口技术,治愈瘫痪学习?我们可以设计的四肢是更强,更聪明,能够承受老龄化的严峻考验,甚至长期深太空旅行?”这是我们30年的愿景“。

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Cover of UCSF杂志 Winter 2020: Special Issue / The Future. Collage of futuristic image of gloved hands with high-tech parts.

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潜入健康的未来在这期特刊 UCSF杂志.

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