fbpx

A gerincműtétek 18 százaléka eredménytelen – Nekik is segíthet az új módszer

A tudomány gyakran igazán formabontó ötletekkel képes nagy eredményeket elérni. Az uniós projektek között több is meghökkentő megközelítéssel igyekszik jelentős haszonnal járó eredményekhez jutni. A Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja egy valódi újdonságot jelentő gerincsebészeti módszert és egy robotméhek, no meg a mesterséges intelligencia kombinálásával egy megporzást könnyítő megoldást mutat be, amely akár globális segítséget hozhat a mezőgazdaságnak.

Rengeteg ember szenved a hátfájástól. Számukra új lehetőséget jelenthet, hogy európai kutatások szerint bizonyos elektromos impulzusok használatával segíteni lehet egyes gerincsebészeti műtéteken átesett betegek gyógyulását.

Mikroimplantátum amely csontszövetet képez

Az egyre öregedő és mind gyakoribb hátfájással küzdő európai lakosság számára rossz hír, hogy a mind gyakoribb gerincműtétek – köztük a gerincfúziós beavatkozások – mintegy 18 százaléka sikertelen és hosszadalmas fájdalmakkal járó szövődményekkel jár.

A gerincfúzió módszere két csigolyát kapcsol össze, hogy megakadályozza a köztük lévő mozgást és ezzel a fájdalmat, ennek sikere azonban nagyban függ a két csigolyát megfelelően összekötni képes új csontanyag képződésének képességétől. Ez azonban sok esetben többé-kevésbé hiányzik. A svéd koordinálással zajló uniós támogatású SmartFuse projekt azt használja ki, hogy a test által generált elektromos jelek általában elősegítik a csontok természetes fejlődését. A cég, az első olyan orvosi intelligens implantátumot fejlesztette ki, amely megfelelő saját elektromos jeleket használ a csontnövekedés felgyorsítására, ellenőrzésére és megfigyelésére.

fúziós gerincműtét röntgenképen és modellen
fúziós gerincműtét röntgenképen és modellen
Forrás: Flickr.com

Ehhez eltérítik a test saját elektromos jeleit és a szükséges helyen, a PEEK (poliéter-éterketon) műanyagból és titánból készült, lezárt elektródákat tartalmazó apró implantátum körül hoznak létre elektromos mezőt, amely felgyorsítja a csontnövekedést.

A gerincműtétek után általában 9-12 hónap alatt alakul ki annyi csontanyag, amennyi biztonságossá és sikeressé teszi a fúziót. A műtéti siker, vagy annak hiánya ezért gyakran egy évig, vagy még tovább is felderítetlen marad, s az orvosok így sokszor nehezen, vagy későn tudják felmérni a gyógyulási folyamat eredményességét.

Öt év juhoktól az emberig

A SmartFuse projekt implantátuma vezeték nélküli jeleket bocsát ki és összeköttetésben van egy felhőalapú portállal, ami eddig elképzelhetetlen lehetőségeket nyújt az orvosoknak, hogy betekintsenek a növekvő csontanyag következtében a csigolyák összeolvadásának folyamatába. Az elektromos jelek csökkenése azt jelzi, hogy a csont egyre jobban körülnövi az implantátumot s ennek üteméből következtetni lehet a csontmennyiségre, s ez a tudás mind az orvos, mind a beteg számára létfontosságú.

A juhokon végzett kezdeti állatkísérletek nagyon eredményesek, az implantátumot használó állatok hat hónap alatt megháromszorozták a szükséges területek csontmennyiségét. A cég úgy becsüli, hogy 2028-ra sikerülhet mind az Egyesült Államokban, mind Európában megszerezni a szükséges engedélyeket az eszköz gyakorlati alkalmazásához.

Robotika, gépi tanulás és a mesterséges intelligencia kombinálása – mind együtt van egy másik különleges európai kutatásban, amely azt célozza, hogy apró robotméhek ösztönözzék a kaptár királynőjét a peterakásra, s eközben a megfelelő időben a legoptimálisabb táplálékkal táplálják is a méhcsalád uralkodóját.

Robotméhek a királynő ideális dajkái

A kutatók a méhkirálynővel való kapcsolat megteremtésével az egész ökoszisztémát igyekeznek befolyásolni, s ennek révén a méhcsalád egészségét megőrizve az optimális beporzást elősegíteni. Ennek fontosságát nem kell részletezni, ha tudjuk, hogy az emberi tápláléknövények 75 százalékát világszerte méhek porozzák be.

Repülő méhek raja szép napos időben
Swarm of bees in flight on a nice sunny day

A Roboroyale projekt multirobot rendszere úgy igyekszik manipulálni a méhkirálynőt, hogy a peterakás és a kaptár többi lakójának életét is befolyásoló, a többieket összetartó, irányító illatanyagok, a feromonok kiválasztása ideális időben történjen. A vizsgálatokat Ausztriában és Törökországban speciálisan kialakított üvegkaptárakban végzik, s a robotméhek a királynővel szoros kapcsolatban lévő dolgozókat helyettesítik. Ezek fehérjékben gazdag táplálékkal etetik a királynőt termékenységének növelése érdekében. A folyamat eredményeként sokkal több lesz a dolgozó méh, melyek így sikeresebben porozzák be a környék növényeit.

A dajkáló robotméhek kapcsolatrendszerét a királynővel nagyfelbontású képek és mesterséges intelligencia alkalmazásával elemzik
A dajkáló robotméhek kapcsolatrendszerét a királynővel nagyfelbontású képek és mesterséges intelligencia alkalmazásával elemzik
Forrás: Horizon

A rendszer 6-8 robotméhhel dolgozik, melyek egy részét mikrokamerákkal szerelik fel. A robotrovarokat egy forgófejes vezérlőegység a kaptáron kívülről karokkal irányítja, de a végső cél, hogy a robotok teljesen függetlenné váljanak. A rendszer már eddig a királynő mozgásának 150 millió egyedi mintáját rögzítette, valamint részletes fényképfelvételeket készített a méhtársakkal való kapcsolatairól. A mesterséges intelligenciát is használó rendszer elemzése nyomán a kutatók azt remélik, hogy az ilyen, robotokkal kiegészített élő rendszerek kiterjeszthetők lehetnek más élőlények viselkedésének vizsgálatára is, ami segít jobban megérteni a különböző ökológiai rendszerek működését.

További hírek