|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
Bộ phận cơ thể người nhân tạo. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Công nghệ y tế hiện đại cho phép bạn thay thế hoàn toàn hoặc một phần các bộ phận cơ thể người bị bệnh. Một máy tạo nhịp tim điện tử, một bộ khuếch đại âm thanh cho những người bị điếc, một thấu kính làm bằng nhựa đặc biệt - đây chỉ là một số ví dụ về việc sử dụng công nghệ trong y học. Các dòng khí sinh học được điều khiển bởi các nguồn cung cấp năng lượng nhỏ phản ứng với các dòng điện sinh học trong cơ thể con người cũng đang trở nên phổ biến hơn.
Trong các ca phẫu thuật phức tạp nhất được thực hiện trên tim, phổi hoặc thận, sự trợ giúp vô giá cho các bác sĩ được cung cấp bởi "Thiết bị tuần hoàn nhân tạo", "Phổi nhân tạo", "Tim nhân tạo", "Thận nhân tạo", đảm nhận các chức năng của mổ nội tạng, cho phép tạm dừng công việc một thời gian. "Phổi nhân tạo" là một máy bơm rung động để cung cấp không khí theo từng phần với tần suất 40-50 lần mỗi phút. Piston thông thường không thích hợp cho điều này: các hạt vật liệu của các bộ phận cọ xát hoặc vòng đệm của nó có thể lọt vào luồng không khí. Ở đây và trong các thiết bị tương tự khác, ống thổi bằng kim loại hoặc nhựa được sử dụng - ống thổi. Được lọc sạch và đưa đến nhiệt độ cần thiết, không khí được cung cấp trực tiếp đến phế quản. “Máy tim phổi” cũng tương tự như vậy. Các ống của nó được kết nối bằng phẫu thuật với các mạch máu. Nỗ lực đầu tiên để thay thế chức năng của tim bằng một thiết bị tương tự cơ học đã được thực hiện vào đầu năm 1812. Tuy nhiên, cho đến nay, trong số rất nhiều thiết bị được sản xuất, vẫn chưa có bác sĩ nào hoàn toàn hài lòng. Các nhà khoa học và nhà thiết kế trong nước đã phát triển một số mô hình với tên gọi chung là "Tìm kiếm". Đây là một bộ phận giả não thất dạng túi bốn buồng được thiết kế để cấy ghép ở một vị trí thẳng hàng. Mô hình phân biệt giữa nửa bên trái và bên phải, mỗi nửa bao gồm tâm thất nhân tạo và tâm nhĩ nhân tạo. Các yếu tố cấu thành của tâm thất nhân tạo là: thân, buồng làm việc, các van vào ra. Vỏ tâm thất được làm bằng cao su silicone bằng cách xếp lớp. Chất nền được ngâm trong polyme lỏng, được lấy ra và làm khô - cứ thế lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi tạo ra một quả tim nhiều lớp trên bề mặt của chất nền. Buồng làm việc có hình dạng tương tự như thân máy. Nó được làm từ cao su latex, và sau đó là từ silicone. Đặc điểm thiết kế của buồng làm việc là có độ dày thành khác nhau, trong đó phần chủ động và phần thụ động được phân biệt. Thiết kế được thiết kế theo cách mà ngay cả khi các phần hoạt động chịu lực căng hoàn toàn, các bức tường đối diện của bề mặt làm việc của buồng không chạm vào nhau, điều này giúp loại bỏ tổn thương của các tế bào máu. Nhà thiết kế người Nga Alexander Drobyshev, bất chấp mọi khó khăn vẫn tiếp tục tạo ra những thiết kế Poisk mới hiện đại sẽ rẻ hơn nhiều so với các mẫu nước ngoài. Một trong những hệ thống nước ngoài tốt nhất hiện nay "Trái tim nhân tạo" "Novakor" có giá 400 nghìn đô la. Với cô ấy, bạn có thể chờ mổ ở nhà cả năm trời. Có hai lỗ thông hơi bằng nhựa trong vali "Novakor". Trên một xe đẩy riêng có một dịch vụ bên ngoài: một máy tính điều khiển, một màn hình điều khiển, được đặt trong phòng khám trước sự chứng kiến của các bác sĩ. Ở nhà với bệnh nhân - nguồn điện, pin sạc được thay thế và sạc lại từ nguồn điện. Nhiệm vụ của bệnh nhân là làm theo chỉ thị màu xanh lá cây của đèn hiển thị điện tích của pin. Thiết bị “Thận nhân tạo” đã hoạt động từ khá lâu và được các thầy thuốc sử dụng thành công. Trở lại năm 1837, trong khi nghiên cứu các quá trình chuyển động của các dung dịch qua màng bán thấm, T. Grechen là người đầu tiên sử dụng và đưa vào sử dụng thuật ngữ "thẩm tách" (từ tiếng Hy Lạp là dialisis - tách). Nhưng chỉ vào năm 1912, trên cơ sở của phương pháp này, một thiết bị được chế tạo ở Hoa Kỳ, với sự giúp đỡ của các tác giả của nó đã tiến hành loại bỏ salicylat khỏi máu động vật trong một thí nghiệm. Trong thiết bị mà họ gọi là "thận nhân tạo", các ống collodion được sử dụng như một màng bán thấm, qua đó máu của con vật chảy ra, và bên ngoài chúng được rửa sạch bằng dung dịch natri clorua đẳng trương. Tuy nhiên, collodion mà J. Abel sử dụng hóa ra là một vật liệu khá mỏng manh, và sau đó các tác giả khác đã thử các vật liệu khác để lọc máu, chẳng hạn như ruột của chim, bàng quang của cá, màng bụng của bê, cây sậy, và giấy. . Để ngăn ngừa đông máu, người ta đã sử dụng hirudin, một polypeptide có trong tuyến nước bọt của đỉa y tế. Hai khám phá này là nguyên mẫu cho tất cả những phát triển tiếp theo trong lĩnh vực làm sạch ngoại thận. Bất kể những cải tiến trong lĩnh vực này, nguyên tắc vẫn như cũ. Trong mọi trường hợp, "thận nhân tạo" bao gồm các yếu tố sau: một màng bán thấm, một bên là máu chảy, và bên kia - một dung dịch muối. Để ngăn ngừa đông máu, người ta sử dụng thuốc chống đông máu - những dược chất làm giảm quá trình đông máu. Trong trường hợp này, nồng độ của các hợp chất phân tử thấp của các ion, urê, creatinin, glucose và các chất khác có trọng lượng phân tử nhỏ được cân bằng. Với sự gia tăng độ xốp của màng, sự chuyển động của các chất có trọng lượng phân tử lớn hơn xảy ra. Nếu chúng ta thêm vào quá trình này một áp suất thủy tĩnh dư thừa từ phía của máu hoặc một áp suất âm từ phía của dung dịch rửa, thì quá trình chuyển giao sẽ đi kèm với chuyển động của nước - chuyển khối đối lưu. Áp suất thẩm thấu cũng có thể được sử dụng để chuyển nước bằng cách thêm các chất có hoạt tính thẩm thấu vào dịch thẩm thấu. Thông thường, glucose được sử dụng cho mục đích này, ít thường xuyên hơn là fructose và các loại đường khác, và thậm chí hiếm khi các sản phẩm có nguồn gốc hóa học khác. Đồng thời, bằng cách đưa vào cơ thể một lượng lớn glucose, người ta có thể nhận được tác dụng khử nước thực sự rõ rệt, tuy nhiên, việc tăng nồng độ glucose trong dịch lọc trên các giá trị nhất định không được khuyến khích do có thể xảy ra các biến chứng. Cuối cùng, có thể loại bỏ hoàn toàn dung dịch rửa màng (dịch lọc) và thu được một lối thoát qua màng của phần lỏng của máu: nước và các chất có trọng lượng phân tử lớn. Năm 1925, J. Haas thực hiện ca lọc máu đầu tiên cho người, và năm 1928 ông cũng sử dụng heparin, vì sử dụng hirudin lâu dài có thể gây độc, và tác dụng đông máu của nó rất không ổn định. Lần đầu tiên, heparin được sử dụng để lọc máu vào năm 1926 trong một thí nghiệm của H. Nehels và R. Lim. Vì các vật liệu được liệt kê ở trên hóa ra ít được sử dụng làm cơ sở để tạo màng bán thấm, nên việc tìm kiếm các vật liệu khác vẫn tiếp tục, và vào năm 1938, giấy bóng kính lần đầu tiên được sử dụng để chạy thận nhân tạo, trong những năm sau đó vẫn là nguyên liệu chính cho việc sản xuất màng bán thấm trong một thời gian dài. Thiết bị "thận nhân tạo" đầu tiên thích hợp cho việc sử dụng rộng rãi trên lâm sàng đã được W. Kolff và H. Burke tạo ra vào năm 1943. Sau đó, các thiết bị này đã được cải tiến. Đồng thời, sự phát triển của tư tưởng kỹ thuật trong lĩnh vực này ban đầu liên quan đến việc sửa đổi các thiết bị lọc máu, và chỉ trong những năm gần đây mới bắt đầu ảnh hưởng đến bản thân các thiết bị này ở mức độ lớn. Kết quả là, hai loại máy lọc chính đã xuất hiện, cái gọi là máy lọc cuộn, sử dụng các ống giấy bóng kính và song song mặt phẳng, trong đó các màng phẳng được sử dụng. Vào năm 1960, F. Keel đã thiết kế một phiên bản rất thành công của máy thẩm thấu song song mặt phẳng với các tấm polypropylene, và trong một số năm, loại máy lọc này và các sửa đổi của nó đã lan rộng khắp thế giới, chiếm vị trí dẫn đầu trong số tất cả các loại khác. của máy lọc máu. Sau đó, quá trình tạo ra máy lọc máu hiệu quả hơn và đơn giản hóa kỹ thuật chạy thận nhân tạo được phát triển theo hai hướng chính: thiết kế của máy lọc máu, với máy lọc máu sử dụng một lần chiếm vị trí thống trị theo thời gian và việc sử dụng vật liệu mới làm màng bán thấm. . Máy lọc máu là trái tim của "quả thận nhân tạo", và do đó nỗ lực chính của các nhà hóa học và kỹ sư luôn nhằm cải thiện mối liên kết đặc biệt này trong toàn bộ hệ thống phức tạp của bộ máy. Tuy nhiên, tư tưởng kỹ thuật đã không coi thường bộ máy như vậy. Vào những năm 1960, nảy sinh ý tưởng sử dụng cái gọi là hệ thống trung tâm, tức là các thiết bị "thận nhân tạo", trong đó dịch lọc được điều chế từ chất cô đặc - một hỗn hợp muối, nồng độ của nó cao hơn 30-34 lần so với nồng độ của chúng trong máu của bệnh nhân. Một số máy “thận nhân tạo” kết hợp giữa kỹ thuật lọc máu và tuần hoàn đã được sử dụng trong một số máy “thận nhân tạo”, chẳng hạn của hãng Travenol của Mỹ. Trong trường hợp này, khoảng 8 lít dịch lọc được lưu thông với tốc độ cao trong một thùng chứa riêng, trong đó đặt quả lọc và 250 ml dung dịch mới được thêm vào mỗi phút và lượng tương tự được ném xuống cống. Lúc đầu, nước máy đơn giản được sử dụng để chạy thận nhân tạo, sau đó, do bị nhiễm bẩn, đặc biệt là với vi sinh vật, họ đã cố gắng sử dụng nước cất, nhưng điều này hóa ra rất tốn kém và không hiệu quả. Vấn đề đã được giải quyết triệt để sau khi tạo ra các hệ thống đặc biệt để chuẩn bị nước máy, bao gồm các bộ lọc để làm sạch nó khỏi các tạp chất cơ học, sắt và oxit của nó, silicon và các nguyên tố khác, nhựa trao đổi ion để loại bỏ độ cứng của nước và lắp đặt cái gọi là thẩm thấu "ngược". Nhiều nỗ lực đã được dành cho việc cải thiện hệ thống giám sát của các thiết bị "thận nhân tạo". Vì vậy, ngoài việc liên tục theo dõi nhiệt độ của dịch thẩm, họ bắt đầu liên tục theo dõi với sự trợ giúp của các cảm biến đặc biệt thành phần hóa học của dịch thẩm, tập trung vào độ dẫn điện tổng thể của dịch thẩm, thay đổi theo sự giảm nồng độ muối và tăng cùng với sự gia tăng của nó. Sau đó, cảm biến lưu lượng chọn lọc ion bắt đầu được sử dụng trong các thiết bị "thận nhân tạo", thiết bị này sẽ liên tục theo dõi nồng độ ion. Mặt khác, máy tính có thể kiểm soát quá trình bằng cách đưa các phần tử bị thiếu từ các thùng chứa bổ sung hoặc thay đổi tỷ lệ của chúng bằng cách sử dụng nguyên tắc phản hồi. Giá trị của siêu lọc trong quá trình thẩm tách không chỉ phụ thuộc vào chất lượng của màng, trong mọi trường hợp, áp suất xuyên màng là yếu tố quyết định, do đó, cảm biến áp suất đã được sử dụng rộng rãi trong các màn hình: mức độ pha loãng trong dịch lọc, áp suất đầu vào và đầu ra của bộ lọc. Công nghệ hiện đại sử dụng máy tính giúp chúng ta có thể lập trình quá trình siêu lọc. Ra khỏi máy lọc máu, máu đi vào tĩnh mạch của bệnh nhân thông qua một bẫy khí, có thể đánh giá bằng mắt thường lượng máu chảy, xu hướng đông máu. Để ngăn ngừa thuyên tắc khí, những chiếc bẫy này được trang bị các ống dẫn khí, với sự trợ giúp của chúng điều chỉnh mức độ máu trong đó. Hiện nay, trong nhiều thiết bị, máy dò siêu âm hoặc quang điện được đặt trên bẫy khí, nó sẽ tự động chặn đường tĩnh mạch khi lượng máu trong bẫy giảm xuống dưới mức định trước. Gần đây, các nhà khoa học đã tạo ra thiết bị giúp những người bị mất thị lực - hoàn toàn hoặc một phần. Ví dụ như kính thần kỳ, được phát triển bởi công ty sản xuất nghiên cứu và phát triển Phục hồi chức năng trên cơ sở công nghệ mà trước đây chỉ được sử dụng trong quân sự. Giống như thiết bị quan sát ban đêm, thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý định vị tia hồng ngoại. Tròng kính đen mờ của kính thực chất là tấm Plexiglas, giữa đó có một thiết bị định vị thu nhỏ được bao bọc. Toàn bộ thiết bị định vị, cùng với khung kính, nặng khoảng 50 gram - tương đương với kính thông thường. Và chúng được lựa chọn, giống như những chiếc kính cận dành cho người cận thị, từng cá nhân một cách nghiêm ngặt, sao cho vừa tiện lợi vừa đẹp mắt. “Thấu kính” không chỉ thực hiện chức năng trực tiếp của mình mà còn che đi các khuyết điểm của mắt. Trong số hai chục lựa chọn, mọi người có thể chọn cho mình một cách phù hợp nhất. Sử dụng kính không khó chút nào: bạn cần đeo kính vào và bật nguồn. Nguồn cung cấp năng lượng cho chúng là một cục pin phẳng có kích thước bằng bao thuốc lá. Tại đây, trong dãy nhà cũng được đặt máy phát điện. Các tín hiệu do nó phát ra, khi gặp chướng ngại vật, quay trở lại và bị "ống kính thu nhận" bắt lấy. Các xung nhận được sẽ được khuếch đại, so sánh với tín hiệu ngưỡng và nếu có vật cản, còi báo động sẽ lập tức phát ra âm thanh - càng gần người đó càng ồn ào. Phạm vi của thiết bị có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng một trong hai phạm vi. Công việc tạo ra võng mạc điện tử đang được thực hiện thành công bởi các chuyên gia Mỹ từ NASA và Trung tâm Chính tại Đại học Johns Hopkins. Lúc đầu, họ cố gắng giúp đỡ những người vẫn còn một số tàn tích về thị lực. “Đối với họ, tivi đã được tạo ra,” S. Grigoriev và E. Rogov viết trên tạp chí “Young Technician”, nơi các màn hình tivi thu nhỏ được lắp đặt thay vì thấu kính. Tuy nhiên, đối với người khiếm thị, hình ảnh cũng được giải mã bằng cách sử dụng Theo các chuyên gia, một thiết bị như vậy không tạo ra phép màu đặc biệt và không làm cho người mù bị mù, nhưng nó sẽ cho phép sử dụng tối đa khả năng thị giác mà một người vẫn có, và tạo điều kiện cho việc định hướng. Ví dụ, nếu một người còn lại ít nhất một phần võng mạc, máy tính sẽ "tách" hình ảnh theo cách mà một người có thể nhìn thấy môi trường, ít nhất là với sự trợ giúp của các khu vực ngoại vi được bảo tồn. Theo các nhà phát triển, những hệ thống như vậy sẽ giúp khoảng 2,5 triệu người bị khiếm thị. Nhưng những người có võng mạc gần như mất hoàn toàn thì sao? Đối với họ, các nhà khoa học từ trung tâm mắt tại Đại học Duke (Bắc Carolina) đang thành thạo thao tác cấy ghép võng mạc điện tử. Các điện cực đặc biệt được cấy dưới da, khi kết nối với các dây thần kinh sẽ truyền hình ảnh đến não. Người mù nhìn thấy một bức tranh bao gồm các chấm sáng riêng lẻ, rất giống với bảng hiển thị được lắp đặt trong sân vận động, nhà ga và sân bay. Hình ảnh trên "bảng điểm" một lần nữa được tạo ra bởi những chiếc máy quay truyền hình thu nhỏ gắn trên một khung cảnh. Và, cuối cùng, lời cuối cùng của khoa học ngày nay là nỗ lực tạo ra các trung tâm nhạy cảm mới trên võng mạc bị tổn thương bằng cách sử dụng các phương pháp của công nghệ vi mô hiện đại. Giáo sư Rost Propet và các đồng nghiệp của ông hiện đang tham gia vào các hoạt động như vậy ở Bắc Carolina. Cùng với các chuyên gia của NASA, họ đã tạo ra những mẫu võng mạc cận điện tử đầu tiên, được cấy trực tiếp vào mắt. “Tất nhiên, bệnh nhân của chúng tôi sẽ không bao giờ có thể chiêm ngưỡng các bức tranh của Rembrandt,” giáo sư nhận xét. “Tuy nhiên, họ vẫn có thể phân biệt đâu là cửa và đâu là cửa sổ, biển báo và biển chỉ dẫn…” Tác giả: Musskiy S.A.
▪ Ống nghe
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Cảm xúc mạnh mẽ gắn kết mọi người với nhau ▪ Vũ khí tối thượng chống lại côn trùng ▪ Sóng âm là sóng mang khối lượng
▪ phần của trang web Vi điều khiển. Lựa chọn bài viết ▪ Bài báo Tiểu sử Sự thật. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Các sinh vật khác nhau có bao nhiêu nhiễm sắc thể? đáp án chi tiết ▪ bài Nôn gốc. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Bộ khuếch đại loại B. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết VOX tần số cao. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này