)
Czy trzydzieci lat, to duo w historii nauki? I tak i nie. Dla badacza przeszoci bdzie to tylko chwil. Do oceny wartoci dokona czowieka bdzie to czas ogromny, czas, ktry da ludzkoci wiele opracowa i wynalazkw usprawniajcych ycie. I w kocu, dla kadego z nas, trzydzieci lat to prawie poowa naszego ycia, a wic kolosalnie duga droga, czsto przebyta dla kogo lub czego. - Histori mam wypisan na plecach - powiedzia prof. Maciej Nacz, zwizany z Instytutem Biocybernetyki i Inynierii Biomedycznej PAN. - Ta placwka rodzia si ze mn i przy mnie. Teraz moim oczkiem w gowie jest Midzynarodowe Centrum Biocybernetyki, ktre skupia naukowcw z rnych dziedzin. Spotykamy si, by dyskutowa w specjalistycznych gremiach o wanych dla ludzkoci problemach. Nasz wiedz przekazujemy te chtnie innym, na przykad wyszym uczelniom.
Spoeczne emocje budz zawsze aplikacje naukowe z zakresu medycyny. Tu, przy ul. Trojdena w Warszawie, znajdziemy ich wiele.
Wspczesny wiat stawia coraz wiksze wymagania. Kto moe powiedzie, e to komplikuje ycie, ale zdanie atwo ulega zmianie, gdy trzeba dokadnie zdiagnozowa nasz organizm, np. w trudnych do leczenia przypadkach jakiej skomplikowanej choroby. Nie da si postawi jednoznacznego i pewnego rozpoznania bez dokadnej analizy tego, co w rodku. Strzykawka z pobranym materiaem ju nie wystarcza. W wielu chorobach wewntrznych konieczny jest cigy, automatyczny monitoring wielkoci biochemicznych organizmu, co w rodzaju sztucznej pielgniarki. Specjalici z Instytutu pracuj nad ukadem, w ktrym wszczepia si pod skr specjaln kapilar, umoliwiajc sta kontrol czynnika wywoujcego niedomagania organizmu lub jego zatrucie. Do kapilary, napenionej z zewntrz ciaa roztworem, przenika przez jej cianki wykonane z pprzepuszczalnej membrany ten czynnik, np. mocznik lub glukoza, a nastpnie roztwr zawierajcy te czynniki jest wyprowadzany z kapilary na zewntrz ciaa i dostarczany przewodem do czujnika pomiarowego. Znajc biece parametry i ich dynamik, lekarz dostaje dodatkowe narzdzie, pozwalajce na podjcie waciwej decyzji terapeutycznej. Rozbudowane ukady tego rodzaju mog zawiera miniaturowe bioreaktory, suce do przetworzenia, w wyniku reakcji chemicznej, okrelonej substancji na produkty atwe do mierzenia. Opracowanie takich urzdze mierzcych i kontrolujcych ustrj byo moliwe dziki zastosowaniu mikrotechnologii pprzewodnikowych. Rozwizania te to take moliwo edukacji pacjentw poprzez wskazanie na odpowiednie reakcje przy okrelonych wartociach pomiaru.
- Dostpne obecnie technologie daj ogromne moliwoci wspomagania leczenia - mwi prof. Jan Maria Wjcicki. - Taka na przykad telemedycyna. Chory moe przebywa w domu i wyposaony w system telematyczny zachowa cakowite bezpieczestwo zdrowia i ycia. Z jego domu odbywa si bowiem automatyczna transmisja danych do lekarza prowadzcego. Na przykad w intensywnym leczeniu cukrzycy wszystko moe by rejestrowane: dawki insuliny, poziom glukozy, posiki, pyny czy wysiek fizyczny. Glukometry podczone do modemw przekazuj automatycznie zapisane w ich pamici dane, zgromadzone w cigu dnia, do placwki medycznej. Tam dane s automatycznie wprowadzane do programu rejestracyjnego nazwanego DIAPRET. W systemie tym jest dostpna trzystopniowa wizualizacja wynikw leczenia (opis dnia, tygodnia lub caego leczenia). Przeprowadzone badania porwnawcze wykazay, e rozwizanie to zapewnia lepsz kontrol metaboliczn i dwukrotnie dokadniejsz realizacj zakadanej przez lekarza prowadzcego strategii leczenia. Innym przykadem systemu wspomagania leczenia cukrzycy moe by system TeleMed, czcy pacjenta z lekarzem w cigu dnia.
Niezwykle ciekawe prace prowadzi prof. Andrzej Weryski, dyrektor Instytutu Biocybernetyki i Inynierii Biomedycznej PAN. Najkrcej mwic, dotycz one prac nad zastpieniem czynnoci wtroby, gdy narzd odmawia posuszestwa. Chodzi o wypracowanie specjalnego systemu wspomagania, gdy np. pacjent z marskoci wtroby czeka na jej przeszczep. Narzd ten ma ograniczon samoistn zdolno regeneracji i brak funkcji oznacza dla chorego mier.
Jaki jest pomys na czasowe zastpienie wtroby? Ot konstrukcja bioreaktora, w ktrym osadzone hepatocyty, czyli komrki wtroby, bd odtruway krew i jednoczenie produkoway odpowiednie biaka. Trudno tego projektu polega na zapewnieniu odpowiedniej iloci hepatocytw czynnych metabolicznie. Pozyskuje si je z wtrb niezakwalifikowanych do transplantacji lub z preparatw zwierzcych. Tu jednak pojawia si kopot. Zawsze istnieje moliwo zakaenia wirusem wiskim, a to przekrela jego przydatno do bioreaktora i caego planu terapeutycznego. Innym rdem hepatocytw mog by komrki hodowane z nowotworw wtroby, tzw. uniemiertelnione, ale zauwaono, e maj zdecydowanie ograniczon funkcj odtruwania. Ten frapujcy temat Instytut realizuje z naukowcami z Francji w ramach programu POLONIUM.
Na podstawie dotychczasowych osigni naukowych, jak i planowanych dalszych prac badawczych w dziedzinie sztucznych i hybrydowych narzdw sztucznych, wyksztacio si Centrum Doskonaoci Artok, utworzone przez pracownikw IBIB PAN, przy szerokiej wsppracy z klinikami i akademiami w kraju i za granic. W zakres wprowadzanych programw wchodz prace nad zastpowaniem utraconych funkcji w dziedzinie terapii nerkozastpczych, zastpowaniem utraconych funkcji trzustki, leczeniem cukrzycy, opracowaniem i zastosowaniem narzdw hybrydowych oraz zastpowaniem utraconych funkcji ukadu oddechowego i ukadu krenia.
Czy optyka i jej znane metody badawcze nadaj si do zastosowania w diagnostyce medycznej? Prof. Roman Maniewski twierdzi, e tak i ma na to dowody. Jeeli wiato laserowe skierujemy na badan tkank, to nastpuje w niej jego absorpcja i rozpraszanie. Na tych zjawiskach opieraj si nowoczesne metody oceny ukrwienia i utlenowania tkanek, takie jak metoda laserowo−dopplerowska i spektroskopii w bliskiej podczerwieni. Pierwsza z nich, oparta na rozproszeniu wiata, wykorzystuje zjawisko Dopplera, czyli zmian czstotliwoci fali wietlnej w wyniku rozpraszania na drobinach znajdujcych si w ruchu. W ywej tkance tymi drobinami s krwinki, a gwnie erytrocyty (czerwone ciaka). Pozwala to na pomiar mikroukrwienia tkanki. Metoda jest stosowana w bardzo wielu dziedzinach diagnostyki medycznej, np. w uszkodzeniach naczy w obwodzie mikrokrenia. Pozwala to oceni stopie zaawansowania mikroangiopatii w stopie cukrzycowej i to na tyle wczenie, e nie dopuszcza si do powstawania owrzodze. Choroba kwalifikowana jest wtedy jako wyleczalna.
Innym przykadem wykorzystania metody dopplerowskiej jest diagnostyka oparze. Pomiar ukrwienia pozwala na ocen i identyfikacj oparze gbokich. Spektroskopia w bliskiej podczerwieni, czyli druga metoda opracowana przez zesp profesora, wykorzystuje zjawisko pochaniania wiata w chromatoforach, czyli zwizkach, w ktrych absorpcja zaley od poziomu utlenowania tkanki. Takim chromatoforem jest m.in. hemoglobina utlenowana i zredukowana. Daje to moliwo nieinwazyjnej oceny utlenowania tkanek, np. mzgu. Przykadem niech bdzie udar mzgu, monitorowanie go w czasie rnych interwencji chirurgicznych, jak operacja ttnic szyjnych.
Przebojem ostatnich lat jest tomografia mzgu, w ktrej wykorzystuje si technik pomiaru czasu przelotu fotonw w tkance. Jest to najdokadniejsza metoda pomiaru parametrw optycznych tkanki, ktra daje moliwo oceny utlenowania w wartociach bezwzgldnych. Wane jest to, e aparatura spektroskopii bliskiej podczerwieni pozwala na ocen funkcjonaln mzgu w warunkach sali operacyjnej lub przy ku chorego. Jest to nieocenione w przypadku pacjentw neurologicznych, sparaliowanych, po wylewach i na stae lecych. Przewoenie ich do sal diagnostycznych sprawiao ogromne trudnoci. Nowe urzdzenie jest przewone i mona je w kadej chwili dostarczy do pacjenta.
Niezwykle istotny jest rwnie wkad Instytutu w rehabilitacj osb niepenosprawnych. Od 1980 roku trwaj prace nad zastosowaniem syntezy mowy w usprawnianiu osb niewidomych i niemych. Opracowano w tym czasie wiele urzdze, ktre zademonstrowa mi pan Konrad ukaszewicz. Dziki nim niewidomy moe np. pracowa przy komputerze. wiat dwiku i obrazu przestaje by dla niego niedostpny, a Internet otwiera szerokie pole dostpu do zdobyczy cywilizacji. Urzdzenie wypowiada informacje tekstowe znajdujce si na ekranie. To oczy niewidomego. Istnieje wersja zasilana bateryjnie, ktra oprcz moliwoci pracy z komputerem posiada funkcj czytania ksiek zapisanych w postaci cyfrowej. Mona te robi notatki, a na karcie pamici zmieci si przeszo 2000 ksiek.
Do tej pory niewidomi uywaj cikich i gonych maszyn brajlowskich. Takie rozwizanie jest uciliwe i ze wzgldu na haas eliminuje uczestnictwo np. niewidomego dziecka w nauce, w klasach integracyjnych. Kajtek MMC, bo tak nazywa si opracowanie instytutu, daje ju tak moliwo. Dziki swej oryginalnoci jest notesem brajlowskim zalecanym do uytku szkolnego przez ministerstwo edukacji.