|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
STORIA DELLA TECNOLOGIA, DELLA TECNOLOGIA, DEGLI OGGETTI INTORNO A NOI
Organi umani artificiali. Storia dell'invenzione e della produzione
Elenco / La storia della tecnologia, della tecnologia, degli oggetti che ci circondano La moderna tecnologia medica consente di sostituire completamente o parzialmente organi umani malati. Un pacemaker cardiaco elettronico, un amplificatore del suono per persone che soffrono di sordità, una lente in plastica speciale: questi sono solo alcuni esempi dell'uso della tecnologia in medicina. Anche le bioprotesi guidate da alimentatori in miniatura che rispondono alle biocorrenti nel corpo umano stanno diventando sempre più diffuse.
Durante gli interventi più complessi eseguiti al cuore, ai polmoni o ai reni, un prezioso aiuto ai medici viene fornito dall'"Apparato Circolatorio Artificiale", "Polmone Artificiale", "Cuore Artificiale", "Rene Artificiale", che assumono le funzioni di organi operati, attendere un po' di tempo per sospendere il loro lavoro. Il "polmone artificiale" è una pompa pulsante che eroga aria in porzioni con una frequenza di 40-50 volte al minuto. Un normale pistone non è adatto a questo: particelle del materiale delle sue parti di sfregamento o una guarnizione possono entrare nel flusso d'aria. Qui e in altri dispositivi simili vengono utilizzati soffietti in metallo ondulato o plastica: soffietti. Purificata e portata alla temperatura richiesta, l'aria viene immessa direttamente nei bronchi. La "macchina cuore-polmone" è simile. I suoi tubi sono collegati chirurgicamente ai vasi sanguigni. Il primo tentativo di sostituire la funzione del cuore con un analogo meccanico risale al 1812. Tuttavia, fino ad ora, tra i tanti dispositivi prodotti, non ci sono medici completamente soddisfacenti. Scienziati e designer domestici hanno sviluppato una serie di modelli con il nome generale "Cerca". Si tratta di una protesi ventricolare a sacca a quattro camere progettata per essere impiantata in posizione ortotopica. Il modello distingue tra metà sinistra e metà destra, ciascuna delle quali è costituita da un ventricolo artificiale e un atrio artificiale. Gli elementi costitutivi del ventricolo artificiale sono: corpo, camera di lavoro, valvole di ingresso e di uscita. L'alloggiamento del ventricolo è realizzato in gomma siliconica mediante stratificazione. La matrice viene immersa in un polimero liquido, rimossa ed essiccata - e così via ancora e ancora, fino a creare una carne di cuore multistrato sulla superficie della matrice. La camera di lavoro ha una forma simile al corpo. Era fatto di gomma di lattice e poi di silicone. Una caratteristica del design della camera di lavoro è un diverso spessore della parete, in cui si distinguono le sezioni attive e passive. Il design è progettato in modo tale che anche con la piena tensione delle sezioni attive, le pareti opposte della superficie di lavoro della camera non si tocchino, eliminando la lesione dei globuli. Il designer russo Alexander Drobyshev, nonostante tutte le difficoltà, continua a creare nuovi modelli Poisk moderni che saranno molto più economici dei modelli stranieri. Uno dei migliori sistemi stranieri per oggi "Cuore artificiale" "Novakor" costa 400 mila dollari. Con lei puoi aspettare a casa per un'operazione per un anno intero. Ci sono due ventricoli di plastica nella valigia "Novakor". Su un carrello separato c'è un servizio esterno: un computer di controllo, un monitor di controllo, che rimane in clinica davanti ai medici. A casa con il paziente: un alimentatore, batterie ricaricabili che vengono sostituite e ricaricate dalla rete. Il compito del paziente è seguire l'indicatore verde delle lampade che indicano la carica delle batterie. I dispositivi "Rene artificiale" funzionano da molto tempo e sono utilizzati con successo dai medici. Già nel 1837, mentre studiava i processi di movimento delle soluzioni attraverso membrane semipermeabili, T. Grechen fu il primo ad utilizzare e mettere in uso il termine "dialisi" (dal greco dialisi - separazione). Ma solo nel 1912, sulla base di questo metodo, negli Stati Uniti fu costruito un apparato, con l'aiuto del quale i suoi autori eseguirono nell'esperimento la rimozione dei salicilati dal sangue degli animali. Nel dispositivo, che chiamavano "rene artificiale", i tubi di collodio venivano usati come membrana semipermeabile, attraverso la quale scorreva il sangue dell'animale, e all'esterno venivano lavati con una soluzione isotonica di cloruro di sodio. Tuttavia, il collodio utilizzato da J. Abel si è rivelato un materiale piuttosto fragile, e in seguito altri autori hanno provato altri materiali per la dialisi, come l'intestino degli uccelli, la vescica natatoria dei pesci, il peritoneo dei vitelli, la canna e la carta . Per prevenire la coagulazione del sangue è stata utilizzata l'irudina, un polipeptide contenuto nella secrezione delle ghiandole salivari di una sanguisuga medicinale. Queste due scoperte sono state il prototipo di tutti i successivi sviluppi nel campo della pulizia extrarenale. Qualunque siano i miglioramenti in questo settore, il principio rimane lo stesso. In ogni caso, il "rene artificiale" comprende i seguenti elementi: una membrana semipermeabile, da un lato della quale scorre il sangue, e dall'altro lato - una soluzione salina. Per prevenire la coagulazione del sangue, vengono utilizzati anticoagulanti, sostanze medicinali che riducono la coagulazione del sangue. In questo caso vengono equalizzate le concentrazioni di composti a basso peso molecolare di ioni, urea, creatinina, glucosio e altre sostanze con un piccolo peso molecolare. Con un aumento della porosità della membrana, si verifica il movimento di sostanze con un peso molecolare più elevato. Se aggiungiamo a questo processo un'eccessiva pressione idrostatica dal lato del sangue o una pressione negativa dal lato della soluzione di lavaggio, il processo di trasferimento sarà accompagnato dal movimento dell'acqua - trasferimento di massa per convezione. La pressione osmotica può essere utilizzata anche per trasferire l'acqua aggiungendo al dializzato sostanze osmoticamente attive. Molto spesso, per questo scopo veniva utilizzato il glucosio, meno spesso il fruttosio e altri zuccheri e ancora più raramente prodotti di altra origine chimica. Allo stesso tempo, introducendo glucosio in grandi quantità, si può ottenere un effetto disidratante davvero pronunciato, tuttavia, non è consigliabile aumentare la concentrazione di glucosio nel dializzato al di sopra di determinati valori per la possibilità di complicazioni. Infine, è possibile abbandonare completamente la soluzione di lavaggio della membrana (dializzato) e ottenere un'uscita attraverso la membrana della parte liquida del sangue: acqua e sostanze con un peso molecolare di ampio intervallo. Nel 1925 J. Haas eseguì la prima dialisi umana e nel 1928 usò anche l'eparina, poiché l'uso a lungo termine dell'irudina era associato ad effetti tossici e il suo stesso effetto sulla coagulazione del sangue era instabile. Per la prima volta, l'eparina fu usata per la dialisi nel 1926 in un esperimento di H. Nehels e R. Lim. Poiché i materiali sopra elencati si rivelarono di scarsa utilità come base per la realizzazione di membrane semipermeabili, la ricerca di altri materiali continuò, e nel 1938 venne utilizzato per la prima volta il cellophane per l'emodialisi, che negli anni successivi rimase la principale materia prima per la produzione di membrane semipermeabili per lungo tempo. Il primo vero dispositivo "rene artificiale" adatto per un ampio uso clinico è stato creato nel 1943 da W. Kolff e H. Burke. Quindi questi dispositivi sono stati migliorati. Allo stesso tempo, lo sviluppo del pensiero tecnico in quest'area ha inizialmente interessato, in misura maggiore, la modifica dei dializzatori e solo negli ultimi anni ha iniziato a interessare in larga misura i dispositivi stessi. Di conseguenza, sono comparsi due tipi principali di dializzatore, il cosiddetto dializzatore a bobina, in cui sono stati utilizzati tubi di cellophane, e il piano parallelo, in cui sono state utilizzate membrane piatte. Nel 1960 F. Keel progettò una versione di grande successo di un dializzatore piano-parallelo con piastre in polipropilene, e nel corso degli anni questo tipo di dializzatore e le sue modifiche si diffusero in tutto il mondo, occupando un posto di primo piano tra tutti gli altri tipi di dializzatori. Quindi il processo di creazione di emodializzatori più efficienti e semplificazione della tecnica dell'emodialisi si è sviluppato in due direzioni principali: la progettazione del dializzatore stesso, con dializzatori monouso che dominano nel tempo, e l'uso di nuovi materiali come membrana semipermeabile. Il dializzatore è il cuore del "rene artificiale", e quindi gli sforzi principali di chimici e ingegneri sono sempre stati volti a migliorare questo particolare legame nel complesso sistema dell'apparato nel suo insieme. Tuttavia, il pensiero tecnico non ha trascurato l'apparato in quanto tale. Negli anni '1960 è nata l'idea di utilizzare i cosiddetti sistemi centrali, cioè dispositivi a "rene artificiale", in cui il dializzato veniva preparato da un concentrato, una miscela di sali, la cui concentrazione era 30-34 volte superiore a la loro concentrazione nel sangue del paziente. Una combinazione di dialisi "drenaggio" e tecnica di ricircolo è stata utilizzata in un certo numero di macchine per "reni artificiali", ad esempio dall'azienda americana Travenol. In questo caso, circa 8 litri di dializzato circolavano ad alta velocità in un contenitore separato in cui veniva posto il dializzatore e in cui venivano aggiunti 250 millilitri di soluzione fresca ogni minuto e la stessa quantità veniva gettata in fogna. All'inizio per l'emodialisi veniva utilizzata semplice acqua del rubinetto, poi, a causa della sua contaminazione, in particolare con microrganismi, si cercava di utilizzare acqua distillata, ma questa si rivelò molto costosa e inefficiente. La questione è stata radicalmente risolta dopo la realizzazione di impianti speciali per la preparazione dell'acqua di rubinetto, che comprendono filtri per la sua depurazione dalle impurità meccaniche, ferro e suoi ossidi, silicio e altri elementi, resine a scambio ionico per l'eliminazione della durezza dell'acqua e installazioni del cosiddetta osmosi "inversa". Molti sforzi sono stati profusi per migliorare i sistemi di monitoraggio dei dispositivi di "rene artificiale". Quindi, oltre a monitorare costantemente la temperatura del dializzato, hanno iniziato a monitorare costantemente con l'ausilio di sensori speciali la composizione chimica del dializzato, concentrandosi sulla conduttività elettrica complessiva del dializzato, che cambia con una diminuzione della concentrazione di sale e aumenta all'aumentare di esso. Successivamente, i sensori di flusso ionoselettivi hanno iniziato a essere utilizzati nei dispositivi "rene artificiale", che avrebbero costantemente monitorato la concentrazione di ioni. Il computer, invece, permetteva di controllare il processo introducendo gli elementi mancanti da contenitori aggiuntivi, oppure di cambiarne il rapporto sfruttando il principio del feedback. Il valore dell'ultrafiltrazione durante la dialisi non dipende solo dalla qualità della membrana, in tutti i casi la pressione transmembrana è il fattore decisivo, per cui i sensori di pressione sono diventati ampiamente utilizzati nei monitor: il grado di diluizione nel dializzato, il valore della pressione in ingresso e uscita del dializzatore. La moderna tecnologia che utilizza i computer consente di programmare il processo di ultrafiltrazione. Uscendo dal dializzatore, il sangue entra nella vena del paziente attraverso una trappola d'aria, che consente di giudicare a occhio la quantità approssimativa di flusso sanguigno, la tendenza del sangue a coagulare. Per prevenire l'embolia aerea, queste trappole sono dotate di condotti d'aria, con l'aiuto dei quali regolano il livello di sangue al loro interno. Attualmente, in molti dispositivi, rilevatori a ultrasuoni o fotoelettrici sono posizionati su trappole d'aria, che bloccano automaticamente la linea venosa quando il livello del sangue nella trappola scende al di sotto di un livello predeterminato. Di recente, gli scienziati hanno creato dispositivi che aiutano le persone che hanno perso la vista, in tutto o in parte. Gli occhiali Miracle, ad esempio, sono stati sviluppati dalla società di produzione di ricerca e sviluppo Rehabilitation sulla base di tecnologie che in precedenza erano utilizzate solo negli affari militari. Come un mirino notturno, il dispositivo funziona secondo il principio della posizione a infrarossi. Le lenti nere opache degli occhiali sono in realtà lastre di plexiglas, tra le quali è racchiuso un dispositivo di localizzazione in miniatura. L'intero localizzatore, insieme alla montatura degli occhiali, pesa circa 50 grammi, più o meno come gli occhiali normali. E sono selezionati, come occhiali per vedenti, rigorosamente individualmente, in modo che siano sia comodi che belli. Le "lenti" non solo svolgono le loro funzioni dirette, ma coprono anche i difetti degli occhi. Delle due dozzine di opzioni, ognuno può scegliere la più adatta a se stesso. Usare gli occhiali non è affatto difficile: bisogna indossarli e accendere la corrente. La fonte di energia per loro è una batteria scarica delle dimensioni di un pacchetto di sigarette. Qui, nel blocco, è posizionato anche il generatore. I segnali da esso emessi, dopo aver incontrato un ostacolo, ritornano e vengono catturati dalle "lenti riceventi". Gli impulsi ricevuti vengono amplificati rispetto al segnale di soglia e, se c'è un ostacolo, il cicalino suona immediatamente: più forte è la persona che si avvicina ad esso. La portata del dispositivo può essere regolata utilizzando una delle due gamme. Il lavoro sulla creazione di una retina elettronica viene svolto con successo da specialisti americani della NASA e dal Main Center della Johns Hopkins University. In un primo momento, hanno cercato di aiutare le persone che avevano ancora alcuni resti della vista. "Per loro sono stati creati i televisori", scrivono S. Grigoriev ed E. Rogov nella rivista "Young Technician", in cui sono installati schermi televisivi in miniatura al posto degli obiettivi. Tuttavia, per i non vedenti, l'immagine viene decifrata anche utilizzando un computer integrato.Un tale dispositivo non crea miracoli speciali e non rende ciechi vedenti, dicono gli esperti, ma consentirà il massimo uso delle capacità visive che una persona ha ancora e faciliterà l'orientamento. Ad esempio, se a una persona è rimasta almeno una parte della retina, il computer "dividerà" l'immagine in modo tale che una persona possa vedere l'ambiente, almeno con l'aiuto delle aree periferiche conservate. Secondo gli sviluppatori, tali sistemi aiuteranno circa 2,5 milioni di persone che soffrono di disabilità visive. Ma che dire di quelli la cui retina è quasi completamente persa? Per loro, gli scienziati del centro oculistico della Duke University (North Carolina) stanno padroneggiando l'operazione di impianto di una retina elettronica. Elettrodi speciali vengono impiantati sotto la pelle che, quando collegati ai nervi, trasmettono un'immagine al cervello. Il cieco vede un'immagine composta da singoli punti luminosi, molto simile al tabellone che viene installato negli stadi, nelle stazioni ferroviarie e negli aeroporti. L'immagine sul "tabellone segnapunti" è nuovamente creata da telecamere in miniatura montate su una montatura per occhiali. E, infine, l'ultima parola della scienza oggi è un tentativo di creare nuovi centri sensibili sulla retina danneggiata utilizzando i metodi della moderna microtecnologia. Il Prof. Rost Propet ei suoi colleghi sono ora impegnati in tali operazioni nella Carolina del Nord. Insieme agli specialisti della NASA, hanno creato i primi campioni di una retina subelettronica, che viene impiantata direttamente nell'occhio. “I nostri pazienti, ovviamente, non potranno mai ammirare i dipinti di Rembrandt”, commenta il professore, “ma sapranno comunque distinguere dove si trova la porta e dove si trova la finestra, segnali stradali e cartelli…” Autore: Musskiy SA
Pelle artificiale per l'emulazione del tocco
15.04.2024 Lettiera per gatti Petgugu Global
15.04.2024 L'attrattiva degli uomini premurosi
14.04.2024
▪ Le forti emozioni uniscono le persone ▪ L'arma definitiva contro gli insetti ▪ Questa pericolosa energia eolica ▪ Elettricità e dati via etere ▪ Le onde sonore sono portatrici di massa
▪ sezione del sito Microcontrollori. Selezione dell'articolo ▪ Articolo Biografia Fatto. Espressione popolare ▪ articolo Quanti cromosomi hanno organismi diversi? Risposta dettagliata ▪ articolo Vomito radice. Leggende, coltivazione, metodi di applicazione ▪ articolo Amplificatore di classe B. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica ▪ articolo VOX ad alta frequenza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Ti consigliamo articoli interessanti sezione 
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina