+0.88%
62.18
-0.10%
66.2111
+0.12%
75.7167
+0.22%
1.1436
+0.18%
1226.03

Глаз и лазер: как технологии помогают видеть

5 октября, 12:50
115
Нобелевская по физике в этом году присуждена за создание лазерных инструментов, в том числе для офтальмологии. Это, однако, далеко не единственное направление технологической революции в офтальмологии
Дорожная карта Healthnet, одобренная Президентским советом по модернизации экономики, уже вовсю интегрирует высокие технологии в здравоохранение: создает электронные паспорта здоровья, использует ИТ для борьбы со старением. На реализацию ключевых проектов дорожных карт НТИ в бюджете предусмотрено 12,5 млрд рублей на 2017 год, 8,2 млрд рублей на 2018 год и 8 млрд рублей на 2019 год.
1970-е годы были отмечены значительными успехами в фармакологии и медицинской химии. Сейчас же мы находимся в стадии «биологизации» — на помощь медицине приходят молекулярная и клеточная биология, а также тканевая инженерия. Революционные изменения коснулись в том числе и офтальмологии. Вот главные направления этой революции.

Бионический глаз

Когда упоминают «биопротез глаза», на ум приходит персонаж Шварценеггера в «Терминаторе», лицо которого украшал инородный предмет с кучей функций дополненной реальности. Фильм вышел на экраны в 1984 году, но уже тогда кинематограф предвидел кибернетическое будущее.
Бионические протезы по внешнему виду и функциям подобны настоящим органам или конечностям. Благодаря электронному глазу пациенты имеют меньше шансов потерять остаточное зрение, а те, кто утратил зрение полностью — видеть свет и иметь хоть какую-то способность ориентироваться в пространстве самостоятельно. В мире около 280 человек уже вернули полноценное зрение с помощью биопротеза. Первым же «носителем» бионического глаза в России стал фрезеровщик из Челябинска. После 20 лет слепоты из-за «пигментного ретинита» он смог увидеть цвета и формы.
Общий принцип действия электронного глаза похож на тот, который используется в слуховых протезах: в специальные очки встраивается миниатюрная камера, с нее информация об изображении посылается в блок управления и обработки информации, который преобразует картинку в электронный сигнал и отсылает его через специальный передатчик на имплантированный в глаз или в мозг приемник. Иногда информация отправляется через крошечный проводок на электроды, присоединенные к сетчатке глаза: они стимулируют оставшиеся нервы сетчатки, направляя электрические импульсы в головной мозг через оптические нервы.
Коммерческим вариантом, доступным пациенту, является «бионический глаз» Argus. Проект финансируется Министерством энергетики США и доступен в Америке и некоторых странах ЕС. Прибор позволяет утратившим зрение людям видеть очертания предметов в черно-белых тонах.
Ранее операции по установке бионического глаза планировалось включить в программу российского ОМС. Стоимость самой операции составила бы около 150 000 рублей, но вот — самого биопротеза обошлась бы в $140 000, т. к. в России аналога «бионического глаза» пока нет.

Биопечать

Важное направление биопротезирования — трехмерная биопечать тканей и органов из клеток, принадлежащих организму другого человека — донора.
Профессор тканевой инженерии Ньюкаслского университета Че Коннон занимается проектом печати 3D-роговицы. Проект вызвал огромный интерес у медицинского сообщества. Задача разбивается на три этапа: получение и рост клеток (expansion), построение модели (construction — 3D printing), транспортировка в живой организм (transport). В 3D-принтер заливаются специальные «биочернила», состоящие из коллагена, альгинатов и стволовых клеток-кератоцитов. Далее устройство концентрическими кругами наносит состав на приготовленную поверхность. Клетки роговицы должны оставаться жизнеспособными, формируя имплантат для пересадки, что ограничивает время печати. Оптимальное время – 6-8 часов: тогда форма получается правильной и клетки остаются живыми.
Dr. Steve Swioklo and Professor Che Connon with a dyed cornea.
Пока это только проект, требующий дополнительного инвестирования и развития. Стоимость одного биопринтера может достигать $200 000 — такую цифру приводит медицинская компания Organovo (Сан-Диего, США) и машиностроительная фирма Invetech (Мельбурн, Австралия).
Воссозданием важного внутреннего слоя роговицы — эндотелия — занимаются японские ученые под руководством Шигеру Киношита из Университетской клиники в Киото с 2003 года. Пока работы находятся в доклинической стадии. Сроки реализации подобных проектов занимают несколько десятилетий.

Лазерный смайлик

Еще одним прорывом в офтальмологии стала фемтосекундная методика коррекции зрения ReLEx SMILE (англ. Small Incision Lenticule Extraction) — экстракция лентикулы (оптической линзы) через малый разрез. Эта технология разработана в Германии. ReLEx SMILE позволяет выполнять коррекцию близорукости и астигматизма всего за 25 секунд через микроскопический вход, безболезненно и высокоточно.
Процедура возможна только в условиях клиники, обладающей уникальным лазером VisuMax, и должна выполняться офтальмологом с высокими микрохирургическими навыками. При этом пациент может получить зрение выше 100% (120-150%). Это означает, что человек, который практически жил на ощупь, вновь сможет увидеть свое отражение в зеркале с точностью до морщинки, если они, конечно, есть. Пациент может приступать к своим обычным делам, работе и спорту сразу на следующий день после процедуры. Стоимость коррекции обоих глаз методом ReLEx SMILE в Москве составляет около €3000, в Европе — €5000, а в Великобритании — до 8000 фунтов.

Увидеть будущее

Внедрение высоких технологий в медицину неминуемо приближает нас к временам, которое пророчили фантасты. Уже сейчас компьютеризированные системы оптимизируют работу хирурга, заменяя его на отдельных этапах. Например, при некоторых операциях для соблюдения нужного расстояния до сетчатки хирургу приходится дышать одновременно с пациентом. Роботизация позволяет делать это в автоматическом режиме.
К 2018 году стали доступны сверхточные микроскопы с 3D- визуализацией, а инструменты толщиной с комариное жало позволяют врачу работать на тонких структурах внутри глаза. Спектральные томографы позволяют отображать структуру тканей на микроклеточном уровне. Мультифокальные искусственные хрусталики уже сейчас избавляют человека от очков, повышают остроту и качество зрения в любом возрасте. Имплантируемые контактные линзы ICL (Implantable Collamer Lens) позволяют исправить любые оптические дефекты глаза.
Каким бы стремительным ни был прогресс, такие проекты, как бионический глаз, киберпротезы и биопечать 3D-роговицы все еще остаются далеким будущим. Тем не менее оборонные ведомства, крупные лаборатории и венчурные фонды готовы вкладывать в разработку такого рода идей значительные ресурсы и средства. Речь идет о миллиардных вложениях, и это внушает надежду, что фантастика воплотится в жизнь в течение ближайших десятилетий.
Наверх