П’ять медичних інновацій NASA

Статті

Автор: Кирило Размислович, журналіст

У минулому випуску ми розповіли про п’ять автомобільних інновацій, створених за безпосередньої участі NASA, що вже стали невід’ємною частиною нашого повсякденного життя. Сьогодні ж торкнемося медицини й розповімо про п’ять найцікавіших пристроїв і технологій, які теж з’явилися на світ завдяки космічній ері.

Магнітно-резонансна томографія

Важко уявити сучасний шпиталь без магнітно-резонансного томографа (МРТ). Завдяки цьому апарату лікарі можуть досліджувати внутрішні органи та тканини людини, вимірювати швидкість кровотоку, струму спинномозкової рідини, визначати рівень дифузії в тканинах, а також бачити роботу різних ділянок кори головного мозку. І все це — без інвазивного втручання. Не дивно, що розробники технології МРТ отримали Нобелівську премію.

Магнітно-резонансна томографія

Однак розробити технологію недостатньо — її ще необхідно реалізувати на практиці, зробити доступною. Як відомо, МРТ-апарати — не найдешевші пристрої, але вони могли би вартувати ще більше, якби не одне відкриття, зроблене в межах фінансованого NASA проєкту з досліджень у галузі авіації. У 2001 році вчені виявили, що диборид магнію за певних умов набуває властивостей надпровідника. Надалі, завдяки співпраці між космічною галуззю та промисловістю, цей матеріал вдалося впровадити в масове виробництво. Згодом його почали застосовувати у безлічі різних сфер, зокрема у виробництві МРТ-апаратів, що дозволило значно здешевити їх.

Штучні кінцівки

Космічні технології відіграли важливу роль у сфері протезування кінцівок. Так, спеціальні піни, спочатку розроблені для полегшення використання астронавтами скафандрів, тепер застосовуються для пом’якшення протезів і підвищення комфорту при їх носінні.

Робота над збором протезу кінцівки

Діамантове покриття — ще одне вдале застосування у медицині. Вирішуючи завдання щодо продовження терміну експлуатації деталей космічної техніки, інженери  NASA придумали такий спосіб осадження іонів вуглецю, щоб вони утворювали тонку діамантоподібну плівку, яка дозволяє збільшити міцність і довговічність основного матеріалу. Зараз ця технологія допомагає продовжити термін служби штучних суглобів. 

Розробки у сфері робототехніки, що призначалися для космічних кораблів і міжпланетних зондів, тепер дозволяють протезам компенсувати більшу частину функцій втрачених кінцівок.

Кохлеарний імплантат

За деякими оцінками, приблизно кожен двадцятий житель нашої планети страждає від порушень слуху. Вчені розробили цілий арсенал засобів для боротьби з цією недугою — від слухових апаратів до медикаментозних препаратів. Але за деяких патологій їхнє використання не надто ефективне. У таких випадках на допомогу приходить кохлеарний імплантат. Цей пристрій перетворює електричні імпульси, що надходять із зовнішнього мікрофона, в сигнали, які передаються прямо на слуховий нерв і дають людині можливість знову сприймати звуки.

Зразок кохлеарного імпланту

Серед тих, хто стояв біля витоків цієї технології, був інженер NASA Адам Кіссе, який сам страждав від порушення слуху. В 1970-х він входив до складу групи, що займалася створенням кораблів багаторазового використання Space Shuttle. Ключова особливість нових космічних апаратів полягала в тому, що вони був повністю «цифровим». У конструкції традиційних літаків тієї епохи все ще активно використовувалися механічні важелі, тяги та тросові проводки. Вони забезпечували пряму передачу «сигналів» від пілота до керуючих поверхонь. Шаттл же мав інноваційну електродистанційну систему управління, в якій усі команди передавалися за допомогою електричних імпульсів.

Такий самий принцип Кіссе використав для створення електронного слухового імплантату. Він займався його розробкою впродовж трьох років, витрачаючи на це обідні перерви та весь вільний час. У 1977 році NASA допомогла йому отримати патент на новаторську технологію, яка надалі зіграла найважливішу роль у появі сучасних кохлеарних імплантатів. За свої заслуги інженер згодом отримав нагороду Space Act Award і був включений до зали слави організації Space Foundation.

Нічні контактні лінзи

Уже після перших довготривалих космічних польотів учені з’ясували, що перебування в невагомості знижує гостроту зору. Не дивно, що офтальмологічні дослідження стали одним із пріоритетних напрямів у сфері космічної медицини.

У 1993 році компанія Paragon уклала угоду з NASA на проведення трьох експериментів на борту шаттлів. Метою було дослідження поведінки полімерів у невагомості. Вчені сподівалися, що отримані результати дозволять розробити процес створення нового типу контактних лінз, призначених для нічного часу.

Ставка на космос спрацювала. Зібрані під час орбітальних досліджень дані справді дозволили створити ортокератологічні лінзи, здатні змінювати форму рогівки під час сну. Суть концепції така: людина надіває їх на ніч, а коли знімає вранці — зір поліпшується і вже не потрібно користуватися окулярами впродовж дня. Інша перевага таких лінз полягає в тому, що вони пропускають кисень і при цьому не містять води. Тому в них не накопичуються відкладення. Крім того, на відміну від м’яких лінз, вони менш чутливі до руйнівного впливу бактерій.

Безконтактні термометри

Слово «термометр» у багатьох асоціюється з класичним ртутним градусником, який використовувався вдома і в поліклініках упродовж багатьох десятиліть. Але зараз вони активно замінюються інфрачервоними термометрами, що дозволяють не тільки значно прискорити процес вимірювання температури, але й робити це, уникаючи безпосереднього контакту з людиною. Погодьтеся, остання умова досить важлива, особливо в умовах пандемії.

Але мало хто замислюється над тим, що безконтактні термометри засновані на технології, розробленій для потреб NASA. Зрозуміло, тоді вона призначалася не для вимірювання температури людського тіла, а для аналізу інфрачервоного випромінювання далеких зірок і планет Сонячної системи. Але, як і у випадку з іншими вищезазначеними прикладами, з часом ця технологія знайшла нове застосування в медицині, на яке навряд чи розраховували її творці.

Поделиться