Najważniejsze odkrycia w historii medycyny. Wielkie odkrycia naukowe dokonane we śnie

Doktor nauk biologicznych Y. PETRENKO.

Kilka lat temu na Moskiewskim Uniwersytecie Państwowym otwarto Wydział Medycyny Podstawowej, który kształci lekarzy posiadających szeroką wiedzę z dyscyplin przyrodniczych: matematyki, fizyki, chemii i biologii molekularnej. Ale pytanie o to, jak fundamentalna wiedza jest niezbędna lekarzowi, nadal wywołuje gorącą debatę.

Nauka i życie // Ilustracje

Wśród symboli medycyny przedstawionych na frontonach budynku biblioteki Rosyjskiego Państwowego Uniwersytetu Medycznego są nadzieja i uzdrowienie.

Malowidło ścienne w foyer Rosyjskiego Państwowego Uniwersytetu Medycznego, przedstawiające wielkich lekarzy przeszłości, siedzących w zamyśleniu przy jednym długim stole.

W. Gilbert (1544-1603), nadworny lekarz królowej Anglii, przyrodnik, który odkrył ziemski magnetyzm.

T. Jung (1773-1829), słynny angielski lekarz i fizyk, jeden z twórców falowej teorii światła.

J.-B. L. Foucault (1819-1868), francuski lekarz, który lubił badania fizyczne. Za pomocą 67-metrowego wahadła udowodnił obrót Ziemi wokół własnej osi i dokonał wielu odkryć w dziedzinie optyki i magnetyzmu.

JR Mayer (1814-1878), niemiecki lekarz, który ustanowił podstawowe zasady prawa zachowania energii.

G. Helmholtz (1821-1894), niemiecki lekarz, studiował optykę fizjologiczną i akustykę, sformułował teorię energii swobodnej.

Czy trzeba uczyć fizyki przyszłych lekarzy? W ostatnim czasie to pytanie niepokoiło wielu, nie tylko tych, którzy szkolą profesjonalistów w dziedzinie medycyny. Jak zwykle istnieją i ścierają się dwie skrajne opinie. Zwolennicy malują ponury obraz, który był wynikiem zaniedbania podstawowych dyscyplin w edukacji. Ci, którzy są „przeciw”, uważają, że w medycynie powinno dominować podejście humanitarne, a lekarz powinien być przede wszystkim psychologiem.

KRYZYS MEDYCYNY I KRYZYS SPOŁECZEŃSTWA

Współczesna medycyna teoretyczna i praktyczna odniosła wielki sukces, a wiedza fizyczna bardzo jej w tym pomogła. Ale w artykułach naukowych i publicystyce nie ustają głosy o kryzysie medycyny w ogóle, a edukacji medycznej w szczególności. Na pewno istnieją fakty świadczące o kryzysie – to pojawienie się „boskich” uzdrowicieli i odrodzenie się egzotycznych metod leczenia. Zaklęcia takie jak „abracadabra” i amulety, takie jak żabie udko, powracają do użytku, jak w czasach prehistorycznych. Popularność zyskuje neowitalizm, którego jeden z założycieli, Hans Driesch, uważał, że istotą zjawisk życiowych jest entelechia (rodzaj duszy), działająca poza czasem i przestrzenią, a żywych istot nie da się zredukować do zbioru fizycznych i zjawiska chemiczne. Uznanie entelechii za siłę życiową zaprzecza znaczeniu dyscyplin fizycznych i chemicznych dla medycyny.

Można przytoczyć wiele przykładów tego, jak pseudonaukowe idee zastępują i wypierają autentyczne wiedza naukowa. Dlaczego to się dzieje? Według Francisa Cricka, laureata Nagrody Nobla i odkrywcy struktury DNA, kiedy społeczeństwo staje się bardzo bogate, młodzi ludzie wykazują niechęć do pracy: wolą wieść łatwe życie i robić drobiazgi, takie jak astrologia. Dotyczy to nie tylko bogatych krajów.

Jeśli chodzi o kryzys w medycynie, to można go przezwyciężyć jedynie podnosząc poziom fundamentalności. Powszechnie uważa się, że fundamentalność to coś więcej wysoki poziom uogólnienia idei naukowych, w tym przypadku idei dotyczących natury ludzkiej. Ale nawet na tej ścieżce można dojść do paradoksów, na przykład traktować osobę jako obiekt kwantowy, całkowicie abstrahując od procesów fizykochemicznych zachodzących w ciele.

LEKARZ-MYŚLIŚCIE CZY LEKARZ-GURU?

Nikt nie zaprzecza, że ​​wiara pacjenta w uzdrowienie odgrywa ważną, czasem nawet decydującą rolę (przypomnijmy efekt placebo). Więc jakiego lekarza potrzebuje pacjent? Pewnie wypowiadasz: „Będziesz zdrowy” lub długo zastanawiasz się, jaki lek wybrać, aby uzyskać maksymalny efekt i jednocześnie nie zaszkodzić?

Według wspomnień współczesnych, słynny angielski naukowiec, myśliciel i lekarz Thomas Jung (1773-1829) często zastygał w niezdecydowaniu przy łóżku chorego, wahał się w postawieniu diagnozy, często milczał na długi czas, pogrążając się w samego siebie. Szczerze i boleśnie poszukiwał prawdy w najbardziej złożonym i zagmatwanym temacie, o którym pisał: „Nie ma nauki, która złożonością przewyższa medycynę. Wykracza poza granice ludzkiego umysłu”.

Z punktu widzenia psychologii lekarz-myśliciel niewiele odpowiada wyobrażeniu lekarza idealnego. Brakuje mu odwagi, arogancji, stanowczości, często charakterystycznych dla ignorantów. Prawdopodobnie taka jest natura osoby: po zachorowaniu polegaj na szybkich i energicznych działaniach lekarza, a nie na refleksji. Ale, jak powiedział Goethe, „nie ma nic straszniejszego niż aktywna ignorancja”. Jung jako lekarz nie cieszył się dużą popularnością wśród pacjentów, ale wśród kolegów jego autorytet był wysoki.

FIZYKĘ TWORZĄ LEKARZE

Poznaj siebie, a poznasz cały świat. Pierwsza to medycyna, druga to fizyka. Początkowo związek medycyny z fizyką był bliski, nie bez powodu wspólne zjazdy przyrodników i lekarzy odbywały się aż do początku XX wieku. A tak przy okazji, fizyka została w dużej mierze stworzona przez lekarzy i często skłaniały ich do badań pytania, które stawiała medycyna.

Lekarze-myśliciele starożytności jako pierwsi zastanawiali się, czym jest ciepło. Wiedzieli, że zdrowie człowieka jest związane z ciepłem jego ciała. Wielki Galen (II wiek n.e.) wprowadził pojęcia „temperatury” i „stopnia”, które stały się fundamentalne dla fizyki i innych dyscyplin. Tak więc lekarze starożytności położyli podwaliny pod naukę o cieple i wynaleźli pierwsze termometry.

William Gilbert (1544-1603), lekarz królowej Anglii, badał właściwości magnesów. Nazwał Ziemię wielkim magnesem, udowodnił to eksperymentalnie i wymyślił model opisujący magnetyzm Ziemi.

Wspomniany już Thomas Jung był praktykującym lekarzem, ale dokonał też wielkich odkryć w wielu dziedzinach fizyki. Jest słusznie uważany, wraz z Fresnelem, za twórcę optyki falowej. Nawiasem mówiąc, to właśnie Jung odkrył jedną z wad wzroku - ślepotę barw (niemożność rozróżnienia kolorów czerwonego i zielonego). Jak na ironię, odkrycie to uwieczniło w medycynie nazwisko nie lekarza Junga, ale fizyka Daltona, który jako pierwszy odkrył tę wadę.

Julius Robert Mayer (1814-1878), który wniósł ogromny wkład w odkrycie prawa zachowania energii, służył jako lekarz na holenderskim statku Java. Leczył marynarzy za pomocą upuszczania krwi, które w tamtych czasach uważano za lekarstwo na wszelkie choroby. Przy tej okazji nawet żartowali, że lekarze wypuścili więcej ludzkiej krwi, niż przelano na polach bitew w całej historii ludzkości. Meyer zauważył, że kiedy statek znajduje się w tropikach, podczas upuszczania krwi krew żylna jest prawie tak jasna jak krew tętnicza (zwykle krew żylna jest ciemniejsza). Zasugerował, że Ludzkie ciało, podobnie jak silnik parowy, w tropikach, przy wysokich temperaturach powietrza zużywa mniej „paliwa”, a co za tym idzie emituje mniej „dymu”, dzięki czemu krew żylna się rozjaśnia. Ponadto, po zastanowieniu się nad słowami jednego nawigatora, że ​​podczas sztormów woda w morzu nagrzewa się, Meyer doszedł do wniosku, że wszędzie musi istnieć pewien związek między pracą a upałem. Wyraził przepisy stanowiące podstawę prawa zachowania energii.

Wybitny niemiecki naukowiec Hermann Helmholtz (1821-1894), również lekarz, niezależnie od Mayera, sformułował prawo zachowania energii i wyraził je w nowoczesnej formie matematycznej, którą do dziś posługuje się każdy, kto studiuje i posługuje się fizyką. Ponadto Helmholtz dokonał wielkich odkryć w dziedzinie zjawisk elektromagnetycznych, termodynamiki, optyki, akustyki, a także fizjologii wzroku, słuchu, układu nerwowego i mięśniowego, wynalazł szereg ważnych urządzeń. Mając wykształcenie medyczne i będąc zawodowym lekarzem, próbował zastosować fizykę i matematykę w badaniach fizjologicznych. W wieku 50 lat zawodowy lekarz został profesorem fizyki, aw 1888 r. dyrektorem Instytutu Fizyki i Matematyki w Berlinie.

Francuski lekarz Jean-Louis Poiseuille (1799-1869) eksperymentalnie badał siłę serca jako pompy pompującej krew oraz badał prawa przepływu krwi w żyłach i naczyniach włosowatych. Podsumowując uzyskane wyniki, wyprowadził wzór, który okazał się niezwykle ważny dla fizyki. W przypadku usług dla fizyki jednostka lepkości dynamicznej, czyli równowaga, została nazwana jego imieniem.

Obraz przedstawiający wkład medycyny w rozwój fizyki wygląda dość przekonująco, ale można do niego dodać jeszcze kilka kresek. Każdy kierowca słyszał o wale kardana, który przenosi ruch obrotowy pod różnymi kątami, ale niewiele osób wie, że został wynaleziony przez włoskiego lekarza Gerolamo Cardano (1501-1576). Słynne wahadło Foucaulta, które zachowuje płaszczyznę drgań, nosi imię francuskiego naukowca Jeana-Bernarda-Leona Foucaulta (1819-1868), z wykształcenia lekarza. Słynny rosyjski lekarz Iwan Michajłowicz Sieczenow (1829-1905), którego imię to Moskiewska Państwowa Akademia Medyczna, był zaangażowany w Chemia fizyczna i ustanowili ważne prawo fizyczne i chemiczne, które opisuje zmianę rozpuszczalności gazów w środowisku wodnym, w zależności od obecności w nim elektrolitów. To prawo jest wciąż badane przez studentów i to nie tylko na uczelniach medycznych.

"NIE ROZUMIEMY FORMUŁY!"

W przeciwieństwie do dawnych lekarzy, wielu współczesnych studentów medycyny po prostu nie rozumie, dlaczego uczą się nauk ścisłych. Pamiętam jedną historię z mojej praktyki. Intensywna cisza, studenci drugiego roku Wydziału Medycyny Podstawowej Uniwersytetu Moskiewskiego piszą test. Tematem jest fotobiologia i jej zastosowanie w medycynie. Należy zauważyć, że podejścia fotobiologiczne oparte na fizycznych i chemicznych zasadach działania światła na materię są obecnie uznawane za najbardziej obiecujące w leczeniu chorób onkologicznych. Nieznajomość tego rozdziału, jego podstaw to poważne szkody w edukacji medycznej. Pytania nie są zbyt skomplikowane, wszystko mieści się w ramach materiału wykładów i seminariów. Ale wynik jest rozczarowujący: prawie połowa uczniów otrzymała dwójki. A dla każdego, kto nie poradził sobie z zadaniem, charakterystyczne jest jedno - nie uczyli fizyki w szkole ani nie uczyli jej przez rękaw. Dla niektórych ten temat budzi prawdziwy horror. W stosie prac testowych natknąłem się na kartkę poezji. Studentka, nie mogąc odpowiedzieć na pytania, skarżyła się w poetyckiej formie, że musi wkuwać nie łacinę (odwieczne udręki studentów medycyny), ale fizykę, a na koniec wykrzyknęła: „Co robić? Przecież jesteśmy lekarzami , nie możemy zrozumieć formuł!” Młoda poetka, która w swoich wierszach nazwała kontrolę „dniem zagłady”, nie wytrzymała egzaminu z fizyki i ostatecznie przeniosła się na Wydział Humanistyczny.

Kiedy studenci, przyszli lekarze, operują szczura, nikomu nie przyszłoby do głowy zapytać, dlaczego jest to konieczne, chociaż organizmy człowieka i szczura bardzo się różnią. Dlaczego przyszli lekarze potrzebują fizyki, nie jest tak oczywiste. Ale czy lekarz, który nie rozumie podstawowych praw fizyki, może kompetentnie pracować z najbardziej złożonym sprzętem diagnostycznym, jakim „wypchane” są współczesne kliniki? Nawiasem mówiąc, wielu studentów, po pokonaniu pierwszych niepowodzeń, z entuzjazmem zaczyna angażować się w biofizykę. Na końcu rok szkolny kiedy badano takie tematy jak „Układy molekularne i ich stany chaotyczne”, „Nowe zasady analityczne pH-metrii”, „Fizyczny charakter przemian chemicznych substancji”, „Regulacja antyoksydacyjna procesów peroksydacji lipidów”, studenci drugiego roku pisali: „Odkryliśmy fundamentalne prawa, które określają podstawę życia i być może wszechświata. Odkryto je nie na podstawie spekulatywnych konstrukcji teoretycznych, ale w prawdziwym obiektywnym eksperymencie. Było to dla nas trudne, ale interesujące”. Być może wśród tych facetów są przyszli Fiodorowie, Ilizarowie, Szumakow.

„Najlepszym sposobem na zbadanie czegoś jest odkrycie tego samemu" – powiedział niemiecki fizyk i pisarz Georg Lichtenberg. „To, co sam musiałeś odkryć, pozostawia w twoim umyśle ścieżkę, którą możesz wykorzystać ponownie, gdy zajdzie taka potrzeba". Ta najskuteczniejsza zasada nauczania jest stara jak świat. Leży ona u podstaw „metody sokratejskiej” i nazywana jest zasadą aktywnego uczenia się. Na tej zasadzie budowane jest nauczanie biofizyki na Wydziale Medycyny Podstawowej.

ROZWIJANIE FUNDAMENTALNOŚCI

Fundamentalność medycyny jest kluczem do jej obecnej żywotności i przyszłego rozwoju. Można naprawdę osiągnąć cel, rozważając ciało jako system systemów i podążając ścieżką do głębszego zrozumienia jego fizyko-chemicznego zrozumienia. A co z edukacją medyczną? Odpowiedź jest jasna: podniesienie poziomu wiedzy studentów z zakresu fizyki i chemii. W 1992 roku na Moskiewskim Uniwersytecie Państwowym powstał Wydział Medycyny Podstawowej. Celem było nie tylko przywrócenie medycyny na uniwersytet, ale także, bez obniżania jakości kształcenia medycznego, zdecydowane wzmocnienie bazy wiedzy przyrodniczej przyszłych lekarzy. Takie zadanie wymaga intensywnej pracy zarówno nauczycieli, jak i uczniów. Od studentów oczekuje się świadomego wyboru medycyny podstawowej, a nie medycyny konwencjonalnej.

Jeszcze wcześniej poważną próbą w tym kierunku było utworzenie wydziału medyczno-biologicznego na Rosyjskim Państwowym Uniwersytecie Medycznym. Przez 30 lat pracy wydziału przeszkolono dużą liczbę lekarzy specjalistów: biofizyków, biochemików i cybernetyków. Ale problem tego wydziału polega na tym, że do tej pory jego absolwenci mogli jedynie zajmować się medycznymi badaniami naukowymi, nie mając prawa do leczenia pacjentów. Teraz ten problem jest rozwiązywany - na Rosyjskim Państwowym Uniwersytecie Medycznym, wraz z Instytutem Zaawansowanego Kształcenia Lekarzy, stworzono kompleks edukacyjno-naukowy, który umożliwia starszym studentom odbycie dodatkowego szkolenia medycznego.

Doktor nauk biologicznych Y. PETRENKO.

Miniony rok był bardzo owocny dla nauki. Szczególny postęp osiągnęli naukowcy w dziedzinie medycyny. Ludzkość dokonała niesamowitych odkryć, przełomów naukowych i stworzyła wiele użytecznych leków, które z pewnością wkrótce będą dostępne za darmo. Zapraszamy do zapoznania się z dziesięcioma najwspanialszymi przełomami w medycynie 2015 roku, które z pewnością w niedalekiej przyszłości wniosą poważny wkład w rozwój usług medycznych.

Odkrycie teixobactin

W 2014 roku Światowa Organizacja Zdrowia ostrzegła wszystkich, że ludzkość wkracza w tak zwaną erę postantybiotykową. I rzeczywiście miała rację. Nauka i medycyna faktycznie nie stworzyły nowych rodzajów antybiotyków od 1987 roku. Jednak choroby nie stoją w miejscu. Każdego roku pojawiają się nowe infekcje, które są bardziej odporne na istniejące leki. Stało się to prawdziwym problemem światowym. Jednak w 2015 roku naukowcy dokonali odkrycia, które ich zdaniem przyniesie dramatyczne zmiany.

Naukowcy odkryli nową klasę antybiotyków spośród 25 środków przeciwdrobnoustrojowych, w tym bardzo ważnej o nazwie teixobactin. Ten antybiotyk niszczy drobnoustroje, blokując ich zdolność do wytwarzania nowych komórek. Innymi słowy, drobnoustroje pod wpływem tego leku nie mogą z czasem rozwinąć się i rozwinąć oporności na lek. Obecnie udowodniono, że Teixobactin jest wysoce skuteczny przeciwko opornemu Staphylococcus aureus i kilku bakteriom wywołującym gruźlicę.

Testy laboratoryjne teixobactin przeprowadzono na myszach. Zdecydowana większość eksperymentów wykazała skuteczność leku. Badania na ludziach mają się rozpocząć w 2017 roku.

Lekarze wyhodowali nowe struny głosowe

Jednym z najciekawszych i najbardziej obiecujących obszarów medycyny jest regeneracja tkanek. W 2015 roku lista odtworzonych sztuczna metoda ciała uzupełnione o nowy przedmiot. Lekarze z University of Wisconsin nauczyli się właściwie hodować ludzkie struny głosowe z niczego.
Grupa naukowców kierowana przez dr Nathana Welhana opracowała bioinżynierię, aby stworzyć tkankę, która może naśladować pracę błony śluzowej strun głosowych, a mianowicie tę tkankę, która jest reprezentowana przez dwa płaty strun, które wibrują, tworząc ludzką mowę . Komórki dawcy, z których następnie wyhodowano nowe więzadła, pobrano od pięciu pacjentów ochotników. W laboratorium w ciągu dwóch tygodni naukowcy wyhodowali niezbędną tkankę, po czym dodali ją do sztucznego modelu krtani.

Dźwięk wytwarzany przez powstałe struny głosowe jest opisywany przez naukowców jako metaliczny i porównywany z dźwiękiem robota kazoo (zabawkowego dętego instrumentu muzycznego). Jednak naukowcy są przekonani, że struny głosowe tworzone przez nich w rzeczywistych warunkach (czyli po wszczepieniu do żywego organizmu) będą brzmiały prawie jak prawdziwe.

W jednym z najnowszych eksperymentów na myszach laboratoryjnych, którym przeszczepiono ludzką odporność, naukowcy postanowili sprawdzić, czy organizm gryzoni odrzuci nową tkankę. Na szczęście tak się nie stało. Dr Welham jest przekonany, że tkanka nie zostanie również odrzucona przez organizm ludzki.

Lek na raka może pomóc pacjentom z chorobą Parkinsona

Tisinga (lub nilotynib) to przetestowany i zatwierdzony lek powszechnie stosowany w leczeniu osób z objawami białaczki. Jednak nowe badanie przeprowadzone przez Georgetown University Medical Center pokazuje, że lek Tasinga może być bardzo potężnym narzędziem do kontrolowania objawów motorycznych u osób z chorobą Parkinsona, poprawiając ich funkcje motoryczne i kontrolując objawy niemotoryczne choroby.

Fernando Pagan, jeden z lekarzy prowadzących to badanie, uważa, że ​​terapia nilotynibem może być pierwszą tego rodzaju skuteczną metodą zmniejszania degradacji funkcji poznawczych i motorycznych u pacjentów z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Parkinsona.

Naukowcy podawali zwiększone dawki nilotynibu 12 pacjentom ochotnikom przez sześć miesięcy. U wszystkich 12 pacjentów, którzy ukończyli tę próbę leku do końca, nastąpiła poprawa funkcji motorycznych. 10 z nich wykazało znaczną poprawę.

Głównym celem tego badania było sprawdzenie bezpieczeństwa i nieszkodliwości nilotynibu u ludzi. Dawka zastosowanego leku była znacznie mniejsza niż dawka zwykle podawana pacjentom z białaczką. Pomimo tego, że lek wykazał swoją skuteczność, badanie nadal było prowadzone na małej grupie osób bez udziału grup kontrolnych. Dlatego zanim Tasinga zostanie wykorzystana jako terapia choroby Parkinsona, trzeba będzie przeprowadzić jeszcze kilka prób i badań naukowych.

Pierwsza na świecie skrzynia drukowana w 3D

W ciągu ostatnich kilku lat technologia druku 3D przeniknęła do wielu obszarów, prowadząc do niesamowitych odkryć, rozwoju i nowych metod produkcji. W 2015 roku lekarze ze Szpitala Uniwersyteckiego Salamanca w Hiszpanii przeprowadzili pierwszą na świecie operację wymiany uszkodzonej klatki piersiowej pacjenta na nową protezę wydrukowaną w 3D.

Mężczyzna cierpiał na rzadki rodzaj mięsaka i lekarze nie mieli innego wyjścia. Aby uniknąć dalszego rozprzestrzeniania się guza po całym ciele, eksperci usunęli z ciała prawie cały mostek i zastąpili kości implantem tytanowym.

Z reguły implanty dla dużych części szkieletu wykonuje się z szerokiej gamy materiałów, które z czasem mogą się zużywać. Ponadto zastąpienie tak złożonej artykulacji kości, jaką są kości mostka, które zazwyczaj są niepowtarzalne w każdym indywidualnym przypadku, wymagało od lekarzy dokładnego przeskanowania mostka w celu zaprojektowania implantu o odpowiedniej wielkości.

Postanowiono użyć stopu tytanu jako materiału na nowy mostek. Po wykonaniu bardzo precyzyjnych skanów 3D CT, naukowcy wykorzystali drukarkę Arcam o wartości 1,3 miliona dolarów do stworzenia nowej klatki piersiowej z tytanu. Operacja założenia nowego mostka dla pacjenta zakończyła się sukcesem, a osoba przeszła już pełny kurs rehabilitacji.

Od komórek skóry do komórek mózgowych

Naukowcy z Salk Institute of California w La Jolla poświęcili miniony rok na badania nad ludzkim mózgiem. Opracowali metodę przekształcania komórek skóry w komórki mózgowe i znaleźli już kilka użyteczne obszary zastosowanie nowej technologii.

Należy zauważyć, że naukowcy znaleźli sposób na przekształcenie komórek skóry w stare komórki mózgowe, co ułatwia ich dalsze wykorzystanie m.in. w badaniach nad chorobami Alzheimera i Parkinsona oraz ich związkiem ze skutkami starzenia. Historycznie do takich badań wykorzystywano zwierzęce komórki mózgowe, jednak w tym przypadku naukowcy mieli ograniczone możliwości.

Niedawno naukowcy byli w stanie przekształcić komórki macierzyste w komórki mózgowe, które można wykorzystać do badań. Jest to jednak dość pracochłonny proces, a efektem są komórki, które nie są w stanie naśladować pracy mózgu osoby starszej.

Gdy badacze opracowali sposób na sztuczne tworzenie komórek mózgowych, zwrócili uwagę na tworzenie neuronów, które miałyby zdolność do wytwarzania serotoniny. I chociaż powstałe w ten sposób komórki mają tylko niewielki ułamek możliwości ludzkiego mózgu, aktywnie pomagają naukowcom w badaniach i znajdowaniu leków na choroby i zaburzenia, takie jak autyzm, schizofrenia i depresja.

Tabletki antykoncepcyjne dla mężczyzn

Japońscy naukowcy z Instytutu Badań nad Chorobami Mikrobiologicznymi w Osace opublikowali nowy artykuł naukowy, zgodnie z którym w niedalekiej przyszłości będziemy mogli produkować prawdziwe tabletki antykoncepcyjne dla mężczyzn. W swojej pracy naukowcy opisują badania leków „Takrolimus” i „Cyxlosporin A”.

Zazwyczaj leki te są stosowane po przeszczepieniu narządów w celu osłabienia układu odpornościowego organizmu, aby nie odrzucił nowej tkanki. Blokada następuje z powodu zahamowania produkcji enzymu kalcyneuryny, który zawiera białka PPP3R2 i PPP3CC normalnie występujące w nasieniu męskim.

W swoich badaniach na myszach laboratoryjnych naukowcy odkryli, że gdy tylko białko PPP3CC nie jest wytwarzane w organizmach gryzoni, ich funkcje reprodukcyjne są znacznie zmniejszone. To skłoniło naukowców do wniosku, że niewystarczająca ilość tego białka może prowadzić do bezpłodności. Po dokładniejszych badaniach eksperci doszli do wniosku, że białko to zapewnia plemnikom elastyczność oraz niezbędną siłę i energię do penetracji błony jaja.

Testy na zdrowych myszach tylko potwierdziły ich odkrycie. Tylko pięć dni stosowania leków „Takrolimus” i „Cyxlosporin A” doprowadziło do całkowitej bezpłodności myszy. Jednak ich funkcja reprodukcyjna została w pełni przywrócona zaledwie tydzień po tym, jak przestali podawać te leki. Należy pamiętać, że kalcyneuryna nie jest hormonem, więc stosowanie leków w żaden sposób nie zmniejsza popędu seksualnego i pobudliwości organizmu.

Pomimo obiecujących wyników, stworzenie prawdziwych mężczyzn zajmie kilka lat tabletki antykoncepcyjne. Około 80 procent badań na myszach nie dotyczy ludzi. Jednak naukowcy wciąż mają nadzieję na sukces, ponieważ udowodniono skuteczność leków. Ponadto podobne leki przeszły już badania kliniczne na ludziach i są szeroko stosowane.

Pieczęć DNA

Technologie druku 3D stworzyły wyjątkową nową branżę - drukowanie i sprzedaż DNA. Prawdą jest, że termin „drukowanie” jest tutaj bardziej prawdopodobnie używany w celach komercyjnych i niekoniecznie opisuje, co faktycznie dzieje się w tej dziedzinie.

Dyrektor naczelny Cambrian Genomics wyjaśnia, że ​​proces ten najlepiej opisuje określenie „sprawdzanie błędów”, a nie „drukowanie”. Miliony kawałków DNA są umieszczane na maleńkich metalowych podłożach i skanowane przez komputer, który wybiera nici, które ostatecznie utworzą całą nić DNA. Następnie niezbędne połączenia są starannie wycinane laserem i umieszczane w nowym łańcuchu, wcześniej zamówionym przez klienta.

Firmy takie jak Cambrian wierzą, że w przyszłości ludzie będą mogli tworzyć nowe organizmy tylko dla zabawy za pomocą specjalnego sprzętu komputerowego i oprogramowania. Oczywiście takie założenia od razu wywołają słuszny gniew ludzi, którzy wątpią w etyczną poprawność i praktyczną przydatność tych studiów i możliwości, ale prędzej czy później, bez względu na to, jak tego chcemy, czy nie, dojdziemy do tego.

Teraz drukowanie DNA nie wydaje się obiecujące w medycynie. Producenci leków i firmy badawcze są jednymi z pierwszych klientów takich firm jak Cambrian.

Naukowcy z Instytutu Karolinska w Szwecji poszli o krok dalej i zaczęli tworzyć różne figurki z nici DNA. Origami DNA, jak je nazywają, może na pierwszy rzut oka wydawać się zwykłym rozpieszczaniem, jednak ta technologia ma również praktyczny potencjał do zastosowania. Na przykład może być używany do dostawy leki do ciała.

Nanoboty w żywym organizmie

Na początku 2015 r. dziedzina robotyki odniosła wielkie zwycięstwo, gdy grupa naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego ogłosiła, że ​​przeprowadziła pierwsze udane testy z użyciem nanobotów, które wykonywały swoje zadania z wnętrza żywego organizmu.

W tym przypadku myszy laboratoryjne działały jak żywy organizm. Po umieszczeniu nanobotów wewnątrz zwierząt, mikromaszyny trafiały do ​​żołądków gryzoni i dostarczały umieszczony na nich ładunek, którym były mikroskopijne drobinki złota. Pod koniec procedury naukowcy nie zauważyli żadnych uszkodzeń narządów wewnętrznych myszy, a tym samym potwierdzili przydatność, bezpieczeństwo i skuteczność nanobotów.

Dalsze testy wykazały, że więcej cząsteczek złota dostarczonych przez nanoboty pozostaje w żołądku niż tych, które zostały tam wprowadzone po prostu z posiłkiem. To skłoniło naukowców do myślenia, że ​​nanoboty w przyszłości będą w stanie dostarczać do organizmu niezbędne leki znacznie wydajniej niż przy użyciu bardziej tradycyjnych metod ich podawania.

Łańcuch silnika maleńkich robotów jest wykonany z cynku. w kontakcie z kwasowo-zasadowym środowiskiem organizmu, Reakcja chemiczna, w wyniku czego powstają pęcherzyki wodoru, które promują znajdujące się wewnątrz nanoboty. Po pewnym czasie nanoboty po prostu rozpuszczają się w kwaśnym środowisku żołądka.

Chociaż technologia jest rozwijana od prawie dekady, dopiero w 2015 roku naukowcy byli w stanie przetestować ją w żywym środowisku, a nie na konwencjonalnych szalkach Petriego, jak robiono to wiele razy wcześniej. W przyszłości nanoboty będą mogły być wykorzystywane do wykrywania, a nawet leczenia różnych chorób narządów wewnętrznych poprzez oddziaływanie na poszczególne komórki odpowiednimi lekami.

Wstrzykiwany nanoimplant mózgu

Zespół naukowców z Harvardu opracował implant, który obiecuje wyleczyć szereg chorób neurodegeneracyjnych prowadzących do paraliżu. Implant jest urządzeniem elektronicznym składającym się z uniwersalnej ramy (siatki), do której po wprowadzeniu do mózgu pacjenta można później podłączyć różne nanourządzenia. Dzięki implantowi będzie można monitorować aktywność nerwową mózgu, stymulować pracę niektórych tkanek, a także przyspieszać regenerację neuronów.

Siatka elektroniczna składa się z przewodzących włókien polimerowych, tranzystorów lub nanoelektrod, które łączą przecięcia. Prawie cała powierzchnia siatki składa się z otworów, co pozwala żywym komórkom tworzyć wokół niej nowe połączenia.

Na początku 2016 roku zespół naukowców z Harvardu wciąż testuje bezpieczeństwo stosowania takiego implantu. Na przykład dwóm myszom wszczepiono do mózgu urządzenie składające się z 16 elementów elektrycznych. Urządzenia są z powodzeniem wykorzystywane do monitorowania i stymulowania określonych neuronów.

Sztuczna produkcja tetrahydrokannabinolu

Od wielu lat marihuana jest stosowana w medycynie jako środek przeciwbólowy, aw szczególności do poprawy stanu pacjentów z nowotworami i AIDS. W medycynie aktywnie wykorzystywany jest również syntetyczny substytut marihuany, a właściwie jej główny składnik psychoaktywny, tetrahydrokannabinol (lub THC).

Jednak biochemicy z Politechniki w Dortmundzie ogłosili stworzenie nowego gatunku drożdży wytwarzających THC. Co więcej, niepublikowane dane wskazują, że ci sami naukowcy stworzyli inny rodzaj drożdży, które produkują kannabidiol, kolejny psychoaktywny składnik marihuany.

Marihuana zawiera kilka związków molekularnych, które interesują badaczy. Dlatego odkrycie skutecznego sztucznego sposobu wytwarzania tych składników w dużych ilościach może przynieść lekarstwo wielka korzyść. Jednak metoda konwencjonalnej uprawy roślin, a następnie ekstrakcji niezbędnych związków molekularnych jest obecnie najbardziej wydajną metodą. W granicach 30 procent suchej masy współczesnej marihuany może zawierać odpowiedni składnik THC.

Mimo to naukowcy z Dortmundu są przekonani, że w przyszłości będą w stanie znaleźć wydajniejszy i szybszy sposób ekstrakcji THC. Do tej pory stworzone drożdże odrastają na cząsteczkach tego samego grzyba, zamiast preferowanej alternatywy w postaci prostych sacharydów. Wszystko to prowadzi do tego, że z każdą nową partią drożdży zmniejsza się również ilość wolnego składnika THC.

W przyszłości naukowcy obiecują usprawnić proces, zmaksymalizować produkcję THC i zwiększyć skalę do zastosowań przemysłowych, co ostatecznie zaspokoi potrzeby badań medycznych i europejskich organów regulacyjnych, które poszukują nowych sposobów produkcji THC bez uprawy samej marihuany.

HISTORIA MEDYCYNY:
KAMIENIE MILOWE I WIELKIE ODKRYCIA

Według Discovery Channel
(„Kanał Discover”)

Odkrycia medyczne zmieniły świat. Zmienili bieg historii, ratując niezliczoną ilość istnień ludzkich, przesuwając granice naszej wiedzy do granic, na których dziś stoimy gotowi na nowe wielkie odkrycia.

Anatomia człowieka

W starożytnej Grecji leczenie chorób opierało się bardziej na filozofii niż na prawdziwym zrozumieniu ludzkiej anatomii. Interwencja chirurgiczna była rzadka, a sekcja zwłok nie była jeszcze praktykowana. W rezultacie lekarze praktycznie nie mieli informacji o wewnętrznej strukturze osoby. Dopiero w renesansie anatomia stała się nauką.

Belgijski lekarz Andreas Vesalius zaszokował wielu, kiedy zdecydował się studiować anatomię poprzez sekcję zwłok. Materiał do badań trzeba było wydobywać pod osłoną nocy. Naukowcy tacy jak Vesalius musieli uciekać się do nie do końca legalnego metody. Kiedy Vesalius został profesorem w Padwie, zaprzyjaźnił się z katem. Vesalius postanowił przekazać doświadczenie zdobyte przez lata umiejętnego rozbioru, pisząc książkę o anatomii człowieka. Tak więc pojawiła się książka „O strukturze ludzkiego ciała”. Wydana w 1538 roku książka uważana jest za jedno z najwspanialszych dzieł w dziedzinie medycyny, a także jedno z największych odkryć, ponieważ zawiera pierwszy prawidłowy opis budowy ludzkiego ciała. Było to pierwsze poważne wyzwanie dla autorytetu starożytnych greckich lekarzy. Książka wyprzedała się w ogromnych ilościach. Kupowali go ludzie wykształceni, nawet dalecy od medycyny. Cały tekst jest bardzo drobiazgowo ilustrowany. Dzięki temu informacje o anatomii człowieka stały się znacznie bardziej dostępne. Dzięki Vesaliusowi badanie anatomii człowieka poprzez sekcję stało się integralną częścią szkolenia lekarzy. A to prowadzi nas do kolejnego wielkiego odkrycia.

Krążenie

Serce człowieka to mięsień wielkości pięści. Bije ponad sto tysięcy razy dziennie przez siedemdziesiąt lat – to ponad dwa miliardy uderzeń serca. Serce pompuje 23 litry krwi na minutę. Krew przepływa przez ciało, przechodząc przez złożony system tętnic i żył. Jeśli wszystkie naczynia krwionośne w ludzkim ciele są rozciągnięte w jednej linii, otrzymujesz 96 tysięcy kilometrów, czyli ponad dwukrotnie więcej niż obwód Ziemi. Do początku XVII wieku proces krążenia krwi był błędnie przedstawiany. Dominowała teoria, że ​​krew przepływa do serca przez pory w tkankach miękkich ciała. Wśród zwolenników tej teorii był angielski lekarz William Harvey. Fascynowała go praca serca, ale im bardziej obserwował bicie serca u zwierząt, tym bardziej zdawał sobie sprawę, że ogólnie przyjęta teoria krążenia krwi jest po prostu błędna. Pisze jednoznacznie: „…pomyślałem, czy krew nie może się poruszać, jak w kole?” I pierwsze zdanie w następnym akapicie: „Później dowiedziałem się, że tak jest…”. Podczas sekcji zwłok Harvey odkrył, że serce ma jednokierunkowe zastawki, które umożliwiają przepływ krwi tylko w jednym kierunku. Niektóre zastawki wpuszczają krew, inne ją wypuszczają. I to było wielkie odkrycie. Harvey zdał sobie sprawę, że serce pompuje krew do tętnic, następnie przepływa przez żyły i zamykając krąg, wraca do serca, a następnie ponownie rozpoczyna cykl. Dziś wydaje się to powszechną prawdą, ale w XVII wieku odkrycie Williama Harveya było rewolucyjne. To był druzgocący cios dla ustalonych koncepcji medycznych. Na końcu swojego traktatu Harvey pisze: „Myśląc o nieobliczalnych konsekwencjach, jakie będzie to miało dla medycyny, widzę pole niemal nieograniczonych możliwości”.
Odkrycie Harveya poważnie rozwinęło anatomię i chirurgię i po prostu uratowało wiele istnień ludzkich. Na całym świecie na salach operacyjnych stosuje się zaciski chirurgiczne do blokowania przepływu krwi i utrzymania nienaruszonego układu krążenia pacjenta. A każdy z nich przypomina o wielkim odkryciu Williama Harveya.

Grupy krwi

Kolejnego wielkiego odkrycia związanego z krwią dokonano w Wiedniu w 1900 roku. Entuzjazm transfuzji krwi napełnił Europę. Najpierw pojawiły się twierdzenia, że ​​efekt leczniczy jest niesamowity, a potem, po kilku miesiącach, raporty o zmarłych. Dlaczego czasami transfuzja się udaje, a czasami nie? Austriacki lekarz Karl Landsteiner był zdeterminowany, aby znaleźć odpowiedź. Zmieszał próbki krwi od różnych dawców i zbadał wyniki.
W niektórych przypadkach krew wymieszała się pomyślnie, ale w innych uległa koagulacji i stała się lepka. Po bliższym przyjrzeniu się Landsteiner odkrył, że skrzepy krwi powstają, gdy określone białka we krwi biorcy, zwane przeciwciałami, reagują z innymi białkami w czerwonych krwinkach dawcy, znanymi jako antygeny. Dla Landsteinera był to punkt zwrotny. Zdał sobie sprawę, że nie cała ludzka krew jest taka sama. Okazało się, że krew można wyraźnie podzielić na 4 grupy, którym nadał oznaczenia: A, B, AB i zero. Okazało się, że transfuzja krwi jest skuteczna tylko wtedy, gdy dana osoba jest przetaczana krwią z tej samej grupy. Odkrycie Landsteinera natychmiast znalazło odzwierciedlenie w praktyce medycznej. Kilka lat później transfuzje krwi były już praktykowane na całym świecie, ratując wiele istnień. Dzięki dokładnemu określeniu grupy krwi, w latach 50. możliwe stały się przeszczepy narządów. Dziś w samych Stanach Zjednoczonych transfuzję krwi wykonuje się co 3 sekundy. Bez niego co roku umierałoby około 4,5 miliona Amerykanów.

Znieczulenie

Choć pierwsze wielkie odkrycia w dziedzinie anatomii pozwoliły lekarzom uratować wiele istnień, nie potrafili złagodzić bólu. Bez znieczulenia operacje były koszmarem. Pacjentów trzymano lub przywiązywano do stołu, chirurdzy starali się pracować jak najszybciej. W 1811 roku pewna kobieta napisała: „Kiedy straszna stal wbiła się we mnie, przecinając żyły, tętnice, ciało, nerwy, nie trzeba było już prosić mnie, abym się nie wtrącał. Krzyczałem i krzyczałem, aż było po wszystkim. Ból był nie do zniesienia”. Operacja była ostatnią deską ratunku, wielu wolało umrzeć niż iść pod nóż chirurga. Od wieków stosowano improwizowane środki uśmierzające ból podczas operacji, niektóre z nich, jak opium czy wyciąg z mandragory, były narkotykami. W latach 40. XIX wieku kilka osób szukało jednocześnie bardziej skutecznego środka znieczulającego: dwóch dentystów z Bostonu, William Morton i Horost Wells, znajomi i lekarz Crawford Long z Georgii.
Eksperymentowali z dwiema substancjami, które uważano za łagodzące ból - z podtlenkiem azotu, który jest również gazem rozweselającym, a także z płynną mieszaniną alkoholu i kwasu siarkowego. Pytanie, kto dokładnie odkrył znieczulenie, pozostaje kontrowersyjne, twierdzą wszyscy trzej. Jedna z pierwszych publicznych demonstracji znieczulenia miała miejsce 16 października 1846 roku. W. Morton przez wiele miesięcy eksperymentował z eterem, próbując znaleźć dawkę, która pozwoliłaby pacjentowi przejść operację bez bólu. Do szerokiej publiczności, która składała się z bostońskich chirurgów i studentów medycyny, zaprezentował urządzenie swojego wynalazku.
Pacjentowi, który miał usunąć guz z szyi, podawano eter. Morton czekał, aż chirurg wykona pierwsze nacięcie. O dziwo pacjent nie płakał. Po operacji pacjent zgłosił, że przez cały ten czas nic nie czuł. Wiadomość o odkryciu rozeszła się po całym świecie. Możesz operować bez bólu, teraz jest znieczulenie. Ale pomimo odkrycia wielu odmówiło użycia znieczulenia. Według niektórych wyznań ból należy znosić, a nie uśmierzać, zwłaszcza bóle porodowe. Ale królowa Wiktoria miała tu do powiedzenia. W 1853 urodziła księcia Leopolda. Na jej prośbę podano jej chloroform. Okazało się, że łagodzi ból porodowy. Potem kobiety zaczęły mówić: „Ja też wezmę chloroform, bo jeśli królowa ich nie lekceważy, to się nie wstydzę”.

promienie rentgenowskie

Nie sposób wyobrazić sobie życia bez kolejnego wielkiego odkrycia. Wyobraź sobie, że nie wiemy, gdzie operować pacjenta, jaka kość jest złamana, gdzie znajduje się kula i jaka może być patologia. Możliwość zajrzenia do wnętrza człowieka bez rozcinania go była punktem zwrotnym w historii medycyny. Pod koniec XIX wieku ludzie używali elektryczności, nie rozumiejąc, co to jest. W 1895 roku niemiecki fizyk Wilhelm Roentgen eksperymentował z lampą katodową, szklanym cylindrem z bardzo rozrzedzonym powietrzem w środku. Roentgena interesowała poświata tworzona przez promienie emanujące z tuby. W jednym z eksperymentów Roentgen otoczył tubę czarnym kartonem i zaciemnił pomieszczenie. Potem włączył telefon. I wtedy uderzyła go jedna rzecz - płyta fotograficzna w jego laboratorium zaświeciła się. Rentgen zdał sobie sprawę, że dzieje się coś bardzo niezwykłego. I że wiązka emanująca z lampy wcale nie jest promieniem katodowym; odkrył również, że nie reaguje na magnes. I nie mógł być odchylony przez magnes jak promienie katodowe. Było to zupełnie nieznane zjawisko, które Roentgen nazwał „promieniem rentgenowskim”. Całkiem przypadkowo, Roentgen odkrył promieniowanie nieznane nauce, które nazywamy promieniowaniem rentgenowskim. Przez kilka tygodni zachowywał się bardzo tajemniczo, po czym wezwał żonę do biura i powiedział: „Berto, pokażę ci, co tu robię, bo nikt w to nie uwierzy”. Włożył jej rękę pod belkę i zrobił zdjęcie.
Mówi się, że żona powiedziała: „Widziałam swoją śmierć”. Rzeczywiście, w tamtych czasach nie można było zobaczyć szkieletu osoby, która by nie umarła. Sama myśl o filmowaniu Struktura wewnętrznażywa osoba po prostu nie mieściła się w mojej głowie. To było tak, jakby otworzyły się sekretne drzwi, a za nimi otworzył się cały wszechświat. Rentgen odkrył nową, potężną technologię, która zrewolucjonizowała dziedzinę diagnostyki. Odkrycie promieni rentgenowskich jest jedynym odkryciem w historii nauki, którego dokonano nieumyślnie, zupełnie przypadkowo. Gdy tylko zostało to zrobione, świat natychmiast przyjął to bez żadnej debaty. Za tydzień lub dwa nasz świat się zmienił. Wiele z najbardziej zaawansowanych i potężnych technologii opiera się na odkryciu promieni rentgenowskich, od tomografii komputerowej po teleskop rentgenowski, który wychwytuje promienie rentgenowskie z głębi kosmosu. A wszystko to za sprawą przypadkowego odkrycia.

Zarazkowa teoria choroby

Niektóre odkrycia, na przykład prześwietlenia rentgenowskie, są dokonywane przypadkowo, nad innymi długo i ciężko pracują różni naukowcy. Tak było w 1846 roku. Żyła. Uosobienie piękna i kultury, ale duch śmierci unosi się w wiedeńskim szpitalu miejskim. Wiele matek, które tu były, umierało. Przyczyną jest gorączka połogowa, infekcja macicy. Kiedy dr Ignaz Semmelweis rozpoczął pracę w tym szpitalu, był zaniepokojony skalą katastrofy i zdziwiony dziwną niekonsekwencją: były dwa oddziały.
W jednym porodach zajmowały się lekarze, w drugim porodom matek zajmowały się położne. Semmelweis ustalił, że na oddziale, w którym lekarze odbierali poród, 7% rodzących zmarło na tzw. gorączkę połogową. A na oddziale, w którym pracowały położne, tylko 2% zmarło na gorączkę połogową. To go zaskoczyło, bo lekarze mają znacznie lepsze wyszkolenie. Semmelweis postanowił dowiedzieć się, jaki był powód. Zauważył, że jedną z głównych różnic w pracy lekarzy i położnych było to, że lekarze przeprowadzali autopsje martwych kobiet podczas porodu. Potem szli rodzić dzieci lub odwiedzać matki, nawet nie myjąc rąk. Semmelweis zastanawiał się, czy lekarze noszą na rękach jakieś niewidzialne cząstki, które następnie przenoszone są na pacjentów i powodują śmierć. Aby się tego dowiedzieć, przeprowadził eksperyment. Postanowił upewnić się, że wszyscy studenci medycyny muszą myć ręce w roztworze wybielacza. A liczba zgonów natychmiast spadła do 1%, mniej niż położnych. Dzięki temu eksperymentowi Semmelweis zdał sobie sprawę, że choroby zakaźne, w tym przypadku gorączka połogowa, mają tylko jedną przyczynę i jeśli ją wykluczy, choroba nie wystąpi. Ale w 1846 roku nikt nie widział związku między bakteriami a infekcją. Pomysły Semmelweisa nie były traktowane poważnie.

Minęło kolejne 10 lat, zanim kolejny naukowiec zwrócił uwagę na mikroorganizmy. Nazywał się Louis Pasteur i troje z pięciorga dzieci Pasteura zmarło na tyfus, co częściowo wyjaśnia, dlaczego tak intensywnie szukał przyczyn chorób zakaźnych. Pasteur był na dobrej drodze w swojej pracy dla przemysłu winiarskiego i piwowarskiego. Pasteur próbował dowiedzieć się, dlaczego tylko niewielka część wina produkowanego w jego kraju zepsuła się. Odkrył, że w kwaśnym winie znajdują się specjalne mikroorganizmy, drobnoustroje i to one powodują, że wino jest kwaśne. Ale po prostu podgrzanie, jak pokazał Pasteur, drobnoustroje można zabić, a wino uratować. Tak narodziła się pasteryzacja. Więc kiedy przyszło do znalezienia przyczyny chorób zakaźnych, Pasteur wiedział, gdzie szukać. Powiedział, że to drobnoustroje powodują pewne choroby i udowodnił to przeprowadzając serię eksperymentów, z których narodziło się wielkie odkrycie - teoria rozwoju mikroorganizmów. Jego istota polega na tym, że pewne mikroorganizmy wywołują u każdego pewną chorobę.

Szczepionka

Kolejnego wielkiego odkrycia dokonano w XVIII wieku, kiedy na całym świecie na ospę zmarło około 40 milionów ludzi. Lekarze nie potrafili znaleźć ani przyczyny choroby, ani lekarstwa na nią. Ale w jednej angielskiej wiosce pogłoski, że niektórzy miejscowi nie są podatni na ospę, zwróciły uwagę miejscowego lekarza Edwarda Jennera.

Mówi się, że pracownicy mleczarstwa nie chorują na ospę prawdziwą, ponieważ mieli już ospę krowiankę, pokrewną, ale łagodniejszą chorobę, która dotknęła zwierzęta gospodarskie. U pacjentów z krowianką temperatura wzrosła i pojawiły się rany na dłoniach. Jenner badał to zjawisko i zastanawiał się, czy ropa z tych ran w jakiś sposób chroni organizm przed ospą? 14 maja 1796 r., podczas epidemii ospy, postanowił przetestować swoją teorię. Jenner wziął płyn z rany na dłoni dojarki z krowianką. Następnie odwiedził inną rodzinę; tam wstrzyknął zdrowemu ośmioletniemu chłopcu wirusa krowianki. W następnych dniach chłopiec miał lekką gorączkę i pojawiło się kilka pęcherzy po ospie. Potem wyzdrowiał. Jenner wrócił sześć tygodni później. Tym razem zaszczepił chłopca ospą i zaczął czekać na zakończenie eksperymentu - zwycięstwo lub porażka. Kilka dni później Jenner otrzymał odpowiedź – chłopiec był całkowicie zdrowy i odporny na ospę.
Wynalezienie szczepionki przeciwko ospie zrewolucjonizowało medycynę. Była to pierwsza próba interwencji w przebiegu choroby, zapobiegająca jej z góry. Po raz pierwszy produkty stworzone przez człowieka zostały aktywnie wykorzystane do zapobiegania choroba przed jej wystąpieniem.
Pięćdziesiąt lat po odkryciu Jennera Louis Pasteur rozwinął ideę szczepień, opracowując szczepionkę przeciwko wściekliźnie u ludzi i przeciwko wąglik na owce. A w XX wieku Jonas Salk i Albert Sabin niezależnie opracowali szczepionkę przeciwko polio.

witaminy

Kolejnym odkryciem była praca naukowców, którzy przez wiele lat samodzielnie zmagali się z tym samym problemem.
W historii szkorbut był poważną chorobą, która powodowała zmiany skórne i krwawienie u marynarzy. Wreszcie, w 1747 roku, chirurg statku szkockiego James Lind znalazł na to lekarstwo. Odkrył, że można zapobiegać szkorbutowi, włączając owoce cytrusowe do diety marynarzy.

Inną powszechną chorobą marynarzy była beri-beri, choroba, która wpływała na nerwy, serce i przewód pokarmowy. Pod koniec XIX wieku holenderski lekarz Christian Eijkman ustalił, że przyczyną choroby było spożywanie białego polerowanego ryżu zamiast brązowego, nieoszlifowanego ryżu.

Chociaż oba te odkrycia wskazywały na związek chorób z odżywianiem i jego niedoborami, na czym polegał ten związek, tylko angielski biochemik Frederick Hopkins mógł się domyślić. Zasugerował, że organizm potrzebuje substancji, które znajdują się tylko w niektórych pokarmach. Aby udowodnić swoją hipotezę, Hopkins przeprowadził serię eksperymentów. Dał myszom sztuczne pożywienie, składające się wyłącznie z czystych białek, tłuszczów, węglowodany i sole. Myszy osłabły i przestały rosnąć. Ale po małej ilości mleka myszy znów się polepszyły. Hopkins odkrył to, co nazwał „niezbędnym czynnikiem odżywczym”, który później nazwano witaminami.
Okazało się, że beri-beri wiąże się z brakiem tiaminy, czyli witaminy B1, która nie występuje w ryżu polerowanym, ale jest bogata w naturalną. A owoce cytrusowe zapobiegają szkorbutowi, ponieważ zawierają kwas askorbinowy, witaminę C.
Odkrycie Hopkinsa było decydującym krokiem w zrozumieniu znaczenia odpowiednie odżywianie. Wiele funkcji organizmu zależy od witamin, od zwalczania infekcji po regulację metabolizmu. Bez nich trudno wyobrazić sobie życie, a także bez kolejnego wielkiego odkrycia.

Penicylina

Po I wojnie światowej, która pochłonęła ponad 10 milionów istnień ludzkich, nasiliły się poszukiwania bezpiecznych metod odpierania agresji bakteryjnej. W końcu wielu zginęło nie na polu bitwy, ale z powodu zainfekowanych ran. W badaniach uczestniczył również szkocki lekarz Alexander Fleming. Badając bakterie gronkowca Fleming zauważył, że na środku miski laboratoryjnej rośnie coś niezwykłego - pleśń. Zobaczył, że bakterie wymarły wokół pleśni. To doprowadziło go do wniosku, że wydziela substancję szkodliwą dla bakterii. Nazwał tę substancję penicyliną. Przez kilka następnych lat Fleming próbował wyizolować penicylinę i zastosować ją w leczeniu infekcji, ale nie powiodło się iw końcu zrezygnował. Jednak wyniki jego pracy były bezcenne.

W 1935 r. pracownicy Uniwersytetu Oksfordzkiego Howard Florey i Ernst Chain natknęli się na raport o ciekawych, ale niedokończonych eksperymentach Fleminga i postanowili spróbować szczęścia. Tym naukowcom udało się wyizolować penicylinę w czystej postaci. A w 1940 roku to przetestowali. Osiem myszy wstrzyknięto śmiertelną dawkę bakterii paciorkowca. Następnie czterem z nich wstrzyknięto penicylinę. W ciągu kilku godzin pojawiły się wyniki. Wszystkie cztery myszy, które nie otrzymały penicyliny, padły, ale trzy z czterech, które ją otrzymały, przeżyły.

Tak więc dzięki Fleming, Flory and Chain świat otrzymał pierwszy antybiotyk. Ten lek był prawdziwym cudem. Wyleczył się z tylu dolegliwości, które powodowały wiele bólu i cierpienia: ostrego zapalenia gardła, reumatyzmu, szkarlatyny, kiły i rzeżączki... Dziś zupełnie zapomnieliśmy, że na te choroby można umrzeć.

Preparaty siarczkowe

Kolejne wielkie odkrycie nastąpiło w czasie II wojny światowej. Wyleczył z czerwonki amerykańskich żołnierzy walczących na Pacyfiku. A potem doprowadziło do rewolucji w chemioterapeutyczne leczenie infekcji bakteryjnych.
Wszystko za sprawą patologa Gerharda Domagka. W 1932 badał możliwości zastosowania niektórych nowych barwników chemicznych w medycynie. Pracując z nowo zsyntetyzowanym barwnikiem zwanym prontosil, Domagk wstrzyknął go kilku myszom laboratoryjnym zakażonym bakteriami paciorkowca. Jak oczekiwał Domagk, barwnik pokrył bakterie, ale bakterie przeżyły. Barwnik nie wydawał się wystarczająco toksyczny. Wtedy wydarzyło się coś niesamowitego: chociaż barwnik nie zabił bakterii, powstrzymał ich wzrost, ustała infekcja i myszy wyzdrowiały. Nie wiadomo, kiedy Domagk po raz pierwszy przetestował prontosil na ludziach. Jednak nowy lek zyskał sławę po tym, jak uratował życie chłopcu ciężko choremu na gronkowca złocistego. Pacjentem był Franklin Roosevelt Jr., syn prezydenta Stanów Zjednoczonych. Odkrycie Domagka stało się natychmiastową sensacją. Ponieważ Prontosil zawierał sulfamidową strukturę molekularną, nazwano go lekiem sulfamidowym. Stał się pierwszym w tej grupie syntetycznymi chemikaliami zdolnymi do leczenia i zapobiegania infekcjom bakteryjnym. Domagk otworzył nowy, rewolucyjny kierunek w leczeniu chorób, stosowaniu leków chemioterapeutycznych. Uratuje dziesiątki tysięcy ludzkich istnień.

Insulina

Kolejne wielkie odkrycie pomogło uratować życie milionom ludzi z cukrzycą na całym świecie. Cukrzyca to choroba, która zaburza zdolność organizmu do wchłaniania cukru, co może prowadzić do ślepoty, niewydolności nerek, chorób serca, a nawet śmierci. Lekarze od wieków badali cukrzycę, bezskutecznie szukając na nią lekarstwa. Wreszcie pod koniec XIX wieku nastąpił przełom. Stwierdzono, że pacjenci z cukrzycą mają wspólna cecha- grupa komórek trzustki jest niezmiennie dotknięta - komórki te wydzielają hormon regulujący poziom cukru we krwi. Hormon nazwano insuliną. A w 1920 - nowy przełom. Kanadyjski chirurg Frederick Banting i student Charles Best badali wydzielanie insuliny przez trzustkę u psów. Przeczuwając, Banting wstrzyknął psu z cukrzycą ekstrakt z komórek produkujących insulinę zdrowego psa. Wyniki były oszałamiające. Po kilku godzinach poziom cukru we krwi chorego zwierzęcia znacznie spadł. Teraz uwaga Bantinga i jego asystentów skupiła się na poszukiwaniu zwierzęcia, którego insulina byłaby podobna do ludzkiej. Znaleźli bliskie dopasowanie w insulinie pobranej od płodów krów, oczyścili ją dla bezpieczeństwa eksperymentu i przeprowadzili pierwsze badanie kliniczne w styczniu 1922 roku. Banting podał insulinę 14-letniemu chłopcu umierającemu na cukrzycę. I szybko poszedł na naprawę. Jak ważne jest odkrycie Bantinga? Zapytaj 15 milionów Amerykanów, którzy codziennie przyjmują insulinę, od której zależy ich życie.

Genetyczna natura raka

Rak jest drugą najbardziej śmiertelną chorobą w Ameryce. Intensywne badania nad jego pochodzeniem i rozwojem doprowadziły do ​​wybitnych osiągnięć naukowych, ale być może najważniejszym z nich był: następne odkrycie. Laureaci Nagrody Nobla, badacze raka, Michael Bishop i Harold Varmus, połączyli siły w badaniach nad rakiem w latach 70. XX wieku. W tym czasie dominowało kilka teorii na temat przyczyny tej choroby. Złośliwa komórka jest bardzo złożona. Potrafi nie tylko dzielić się, ale także najeżdżać. To komórka o bardzo rozwiniętych możliwościach. Jedną z teorii był wirus mięsaka Rous, który powoduje raka u kurczaków. Kiedy wirus atakuje komórkę kurczaka, wstrzykuje swój materiał genetyczny do DNA gospodarza. Zgodnie z hipotezą DNA wirusa staje się następnie czynnikiem wywołującym chorobę. Według innej teorii, gdy wirus wprowadza swój materiał genetyczny do komórki gospodarza, geny powodujące raka nie są aktywowane, ale czekają, aż zostaną wywołane przez czynniki zewnętrzne, takie jak szkodliwe chemikalia, promieniowanie lub powszechna infekcja wirusowa. Te rakotwórcze geny, tak zwane onkogeny, stały się przedmiotem badań Varmusa i Bishopa. Główne pytanie brzmi: czy ludzki genom zawiera geny, które są lub mogą stać się onkogenami, takie jak te zawarte w wirusie wywołującym nowotwory? Czy kury, inne ptaki, ssaki, ludzie mają taki gen? Bishop i Varmus wzięli wyznaczoną radioaktywną cząsteczkę i użyli jej jako sondy, aby sprawdzić, czy onkogen wirusa mięsaka Rousa przypomina jakikolwiek normalny gen w chromosomach kurczaka. Odpowiedź brzmi tak. To była prawdziwa rewelacja. Varmus i Bishop odkryli, że gen wywołujący raka jest już w DNA zdrowych komórek kurczaka, a co ważniejsze, znaleźli go również w ludzkim DNA, co dowodzi, że zarazek rakowy może pojawić się u każdego z nas na poziomie komórkowym i czekać do aktywacji.

Jak nasz własny gen, z którym żyliśmy przez całe życie, może powodować raka? Podczas podziału komórki dochodzi do błędów i są one częstsze, jeśli komórka jest uciskana przez promieniowanie kosmiczne, dym tytoniowy. Należy również pamiętać, że kiedy komórka się dzieli, musi skopiować 3 miliardy komplementarnych par DNA. Każdy, kto kiedykolwiek próbował drukować, wie, jakie to trudne. Mamy mechanizmy dostrzegania i poprawiania błędów, a mimo to przy dużych wolumenach palce chybiają.
Jakie znaczenie ma odkrycie? Kiedyś ludzie myśleli o raku w kategoriach różnic między genomem wirusa a genomem komórki, ale teraz wiemy, że bardzo mała zmiana w niektórych genach w naszych komórkach może zmienić zdrową komórkę, która normalnie rośnie, dzieli się itp. złośliwy. I to była pierwsza jasna ilustracja prawdziwego stanu rzeczy.

Poszukiwanie tego genu to decydujący moment we współczesnej diagnostyce i przewidywaniu dalszego zachowania guza nowotworowego. Odkrycie to dało jasne cele określonym rodzajom terapii, które po prostu wcześniej nie istniały.
Populacja Chicago to około 3 miliony osób.

HIV

Ta sama liczba umiera co roku na AIDS, jedną z najgorszych epidemii we współczesnej historii. Pierwsze oznaki tej choroby pojawiły się na początku lat 80. ubiegłego wieku. W Ameryce liczba pacjentów umierających z powodu rzadkich infekcji i raka zaczęła wzrastać. Badanie krwi ofiar wykazało wyjątkowo niski poziom białych krwinek, białych krwinek, które są niezbędne dla ludzkiego układu odpornościowego. W 1982 roku Centers for Disease Control and Prevention nadało chorobie nazwę AIDS – Zespół Nabytego Niedoboru Odporności. Sprawą podjęli się dwaj badacze, Luc Montagnier z Instytutu Pasteura w Paryżu i Robert Gallo z Narodowego Instytutu Onkologii w Waszyngtonie. Obu udało się dokonać najważniejszego odkrycia, które ujawniło czynnik sprawczy AIDS - HIV, ludzki wirus niedoboru odporności. Czym różni się ludzki wirus niedoboru odporności od innych wirusów, takich jak grypa? Po pierwsze, wirus ten nie zdradza obecności choroby przez lata, średnio 7 lat. Drugi problem jest bardzo wyjątkowy: na przykład AIDS w końcu się ujawniło, ludzie zdają sobie sprawę, że są chorzy i idą do kliniki, i mają mnóstwo innych infekcji, co dokładnie spowodowało chorobę. Jak to zdefiniować? W większości przypadków wirus istnieje wyłącznie w celu wniknięcia do komórki akceptorowej i reprodukcji. Zwykle przyczepia się do komórki i przekazuje do niej informację genetyczną. Pozwala to wirusowi podporządkować funkcje komórki, przekierowując je do produkcji nowych gatunków wirusów. Następnie te osobniki atakują inne komórki. Ale HIV nie jest zwykłym wirusem. Należy do kategorii wirusów, które naukowcy nazywają retrowirusami. Co jest w nich niezwykłego? Podobnie jak te klasy wirusów, które obejmują polio lub grypę, retrowirusy są kategoriami specjalnymi. Są wyjątkowe, ponieważ ich informacja genetyczna w postaci kwasu rybonukleinowego jest przekształcana w kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) i właśnie to, co dzieje się z DNA, jest naszym problemem: DNA jest zintegrowane z naszymi genami, DNA wirusa staje się częścią nas i następnie komórki, mające nas chronić, zaczynają odtwarzać DNA wirusa. Są komórki, które zawierają wirusa, czasem go rozmnażają, a czasem nie. Milczą. Ukrywają się... Ale tylko po to, by później odtworzyć wirusa. Tych. gdy infekcja stanie się widoczna, prawdopodobnie zakorzeni się na całe życie. To jest główny problem. Nie znaleziono jeszcze lekarstwa na AIDS. Ale otwarcie to, że HIV jest retrowirusem i że jest czynnikiem sprawczym AIDS, doprowadziło do znacznego postępu w walce z tą chorobą. Co zmieniło się w medycynie od czasu odkrycia retrowirusów, zwłaszcza HIV? Na przykład w przypadku AIDS widzieliśmy, że terapia lekowa jest możliwa. Wcześniej uważano, że skoro wirus uzurpuje sobie rozmnażanie naszych komórek, działanie na niego jest prawie niemożliwe bez poważnego zatrucia samego pacjenta. Nikt nie zainwestował w programy antywirusowe. AIDS otworzyło drzwi do badań antywirusowych w firmach farmaceutycznych i na uniwersytetach na całym świecie. Ponadto AIDS ma pozytywny wpływ społeczny. Jak na ironię, ta straszna choroba łączy ludzi.

I tak dzień po dniu, wiek po stuleciu, małymi krokami lub wielkimi przełomami dokonywano wielkich i małych odkryć w medycynie. Dają nadzieję, że ludzkość pokona raka i AIDS, choroby autoimmunologiczne i genetyczne, osiągnie doskonałość w profilaktyce, diagnostyce i leczeniu, złagodzi cierpienia chorych i zapobiegnie postępowi chorób.

SPbGPMA

w historii medycyny

Historia rozwoju fizyki medycznej

Wypełnił: Myznikov AD,

student I roku

Wykładowca: Jarman O.A.

Petersburg

Wstęp

Narodziny fizyki medycznej

2. Średniowiecze i czasy nowożytne

2.1 Leonardo da Vinci

2.2 jatrofizyka

3 Budowa mikroskopu

3. Historia wykorzystania energii elektrycznej w medycynie

3.1 Trochę tła

3.2 Co zawdzięczamy Gilbertowi

3.3 Nagroda przyznana Marat

3.4 Galvani i Volta kontrowersje

4. Eksperymenty WV Pietrowa. Początek elektrodynamiki

4.1 Wykorzystanie elektryczności w medycynie i biologii w XIX - XX wieku

4.2 Historia radiologii i terapii

Krótka historia terapii ultradźwiękowej

Wniosek

Bibliografia

fizyka medyczna promieniowanie ultradźwiękowe

Wstęp

Poznaj siebie, a poznasz cały świat. Pierwsza to medycyna, a druga to fizyka. Od czasów starożytnych związek między medycyną a fizyką był bliski. Nie bez powodu kongresy przyrodników i lekarzy odbywały się wspólnie w różnych krajach aż do początku XX wieku. Historia rozwoju fizyki klasycznej pokazuje, że w dużej mierze została stworzona przez lekarzy, a wiele badań fizykalnych było spowodowanych pytaniami podnoszonymi przez medycynę. Z kolei osiągnięcia współczesnej medycyny, zwłaszcza w zakresie wysokich technologii diagnozowania i leczenia, opierały się na wynikach różnych badań fizykalnych.

Nieprzypadkowo wybrałem ten konkretny temat, bo dla mnie, studentki specjalności „Biofizyka medyczna”, jest mu tak blisko jak wszystkim innym. Od dawna chciałem wiedzieć, jak bardzo fizyka pomogła w rozwoju medycyny.

Celem mojej pracy jest pokazanie, jak ważną rolę w rozwoju medycyny odegrała i odgrywa fizyka. Nie można wyobrazić sobie współczesnej medycyny bez fizyki. Zadania to:

Prześledzić etapy powstawania naukowej bazy współczesnej fizyki medycznej

Pokaż znaczenie działalności fizyków w rozwoju medycyny

1. Narodziny fizyki medycznej

Drogi rozwoju medycyny i fizyki zawsze były ze sobą ściśle powiązane. Już w starożytności medycyna wraz z lekami wykorzystywała takie czynniki fizyczne jak efekty mechaniczne, ciepło, zimno, dźwięk, światło. Rozważmy główne sposoby wykorzystania tych czynników w medycynie starożytnej.

Po oswojeniu ognia człowiek nauczył się (oczywiście nie od razu) używać ognia do celów leczniczych. Udało się to szczególnie dobrze dla ludy wschodnie. Nawet w czasach starożytnych duże znaczenie przywiązywano do przyżegania. Starożytne książki medyczne mówią, że moxiterapia jest skuteczna nawet wtedy, gdy akupunktura i medycyna są bezsilne. Kiedy dokładnie powstała ta metoda leczenia, nie jest dokładnie ustalona. Wiadomo jednak, że istniała w Chinach od czasów starożytnych i była używana w epoce kamienia do leczenia ludzi i zwierząt. Tybetańscy mnisi do leczenia używali ognia. Spaliły się na sunmingach - biologicznych aktywne punkty odpowiedzialny za określoną część ciała. W uszkodzonym obszarze intensywnie postępował proces gojenia i wierzono, że uzdrowienie nastąpiło wraz z tym uzdrowieniem.

Dźwięk był używany przez prawie wszystkie starożytne cywilizacje. Muzyka była używana w świątyniach do leczenia zaburzeń nerwowych, miała bezpośredni związek z astronomią i matematyką wśród Chińczyków. Pitagoras ustanowił muzykę nauką ścisłą. Jego zwolennicy używali go, aby pozbyć się wściekłości i gniewu i uważali, że jest to główny sposób na podniesienie harmonijnej osobowości. Arystoteles twierdził również, że muzyka może wpływać na estetyczną stronę duszy. Król Dawid wyleczył króla Saula z depresji grając na harfie, a także uratował go od nieczystych duchów. Eskulap leczył rwę kulszową głośnymi dźwiękami trąbki. Znani są również mnisi tybetańscy (o których mówiliśmy powyżej), którzy używali dźwięków do leczenia prawie wszystkich ludzkich chorób. Nazywano je mantrami - formami energii w dźwięku, czystą esencjalną energią samego dźwięku. Mantry podzielono na różne grupy: do leczenia gorączki, zaburzeń jelitowych itp. Metodę używania mantr stosują do dziś mnisi tybetańscy.

Fototerapia, czyli terapia światłem (zdjęcia - „światło”; greckie), istniała od zawsze. Na przykład w starożytnym Egipcie stworzono specjalną świątynię poświęconą „uzdrawiającemu uzdrowicielowi” – ​​światłu. A w starożytnym Rzymie domy budowano w taki sposób, że nic nie przeszkodziło kochającym światło obywatelom codziennie oddawać się „piciu promieni słonecznych” – tak nazywali kąpiele słoneczne w specjalnych budynkach gospodarczych z płaskimi dachami (solaria). Hipokrates leczył przy pomocy słońca choroby skóry, układu nerwowego, krzywicę i artretyzm. Ponad 2000 lat temu nazwał to użycie światło słoneczne helioterapia.

Również w starożytności zaczęły się rozwijać teoretyczne działy fizyki medycznej. Jednym z nich jest biomechanika. Badania w biomechanice są tak stare, jak badania w biologii i mechanice. Badania, które według współczesnych koncepcji należą do dziedziny biomechaniki, znane były już w starożytnym Egipcie. Słynny papirus egipski (The Edwin Smith Surgical Papyrus, 1800 rpne) opisuje różne przypadki urazów ruchowych, w tym porażenia spowodowane przemieszczeniem kręgów, ich klasyfikację, metody leczenia i rokowanie.

Sokrates, który żył ok. 470-399 BC nauczał, że nie będziemy w stanie pojąć otaczającego nas świata, dopóki nie zrozumiemy naszej własnej natury. Starożytni Grecy i Rzymianie dużo wiedzieli o głównych naczyniach krwionośnych i zastawkach serca, potrafili słuchać pracy serca (np. grecki lekarz Areteusz w II wieku p.n.e.). Herofilus z Chalcedoc (III w. p.n.e.) wyróżniał spośród naczyń tętnice i żyły.

Ojciec współczesnej medycyny, starożytny grecki lekarz Hipokrates, zreformował starożytną medycynę, oddzielając ją od metod leczenia zaklęciami, modlitwami i ofiarami składanymi bogom. W traktatach „Redukcja stawów”, „Złamania”, „Rany głowy” sklasyfikował znane wówczas urazy układu mięśniowo-szkieletowego i zaproponował metody ich leczenia, w szczególności mechaniczne, za pomocą ciasnych bandaży, trakcji i fiksacji. . Podobno już w tym czasie pojawiły się pierwsze ulepszone protezy kończyn, które również pełniły określone funkcje. W każdym razie Pliniusz Starszy wspomina o jednym rzymskim dowódcy, który brał udział w drugiej wojnie punickiej (218-210 pne). Po odniesionej ranie amputowano mu prawą rękę i zastąpiono ją żelazną. Jednocześnie mógł trzymać tarczę z protezą i brać udział w bitwach.

Platon stworzył doktrynę idei - niezmienne, zrozumiałe prototypy wszystkich rzeczy. Analizując kształt ludzkiego ciała, nauczał, że „bogowie, naśladując zarysy wszechświata… zawarli obie boskie rotacje w kulistym ciele… które teraz nazywamy głową”. Urządzenie układu mięśniowo-szkieletowego jest przez niego rozumiane w następujący sposób: „aby głowa nie toczyła się po ziemi, wszędzie pokryta nierównościami i dołami… ciało stało się podłużne i zgodnie z planem Boga, który je stworzył mobilna, wyrosła z siebie cztery kończyny, które można rozciągać i zginać, czepiając się ich i polegając na nich, nabyła zdolność poruszania się wszędzie ... ”. Metoda rozumowania Platona o strukturze świata i człowieka opiera się na badaniu logicznym, które „powinno postępować w taki sposób, aby osiągnąć jak największy stopień prawdopodobieństwa”.

Wielki starożytny filozof grecki Arystoteles, którego pisma obejmują prawie wszystkie dziedziny nauki tamtych czasów, sporządził pierwszy szczegółowy opis budowy i funkcji poszczególnych narządów i części ciała zwierząt oraz położył podwaliny nowoczesnej embriologii. W wieku siedemnastu lat Arystoteles, syn lekarza ze Stagiry, przybył do Aten, aby studiować w Akademii Platona (428-348 pne). Po dwudziestoletnim pobycie w Akademii i zostaniu jednym z najbliższych uczniów Platona, Arystoteles opuścił ją dopiero po śmierci swojego nauczyciela. Następnie zajął się anatomią i badaniem budowy zwierząt, zbierając różne fakty oraz przeprowadzając eksperymenty i sekcje. Na tym terenie dokonał wielu unikalnych obserwacji i odkryć. Tak więc Arystoteles po raz pierwszy ustalił bicie serca zarodka kurzego w trzecim dniu rozwoju, opisał aparat do żucia jeżowców („latarnia Arystotelesa”) i wiele więcej. Poszukując siły napędowej przepływu krwi, Arystoteles zaproponował mechanizm ruchu krwi związanego z jej ogrzewaniem w sercu i chłodzeniem w płucach: „ruch serca jest podobny do ruchu cieczy, która powoduje gotować." W swoich pracach „O częściach zwierząt”, „O ruchu zwierząt” („De Motu Animalium”), „O powstawaniu zwierząt” Arystoteles po raz pierwszy rozważył budowę ciał ponad 500 gatunków organizmów żywych, organizację pracy układów narządów oraz wprowadził porównawczą metodę badań. Klasyfikując zwierzęta, podzielił je na dwie duże grupy – te z krwią i bezkrwawe. Podział ten jest podobny do obecnego podziału na kręgowce i bezkręgowce. Zgodnie ze sposobem poruszania się Arystoteles wyodrębnił także grupy zwierząt dwunożnych, czworonożnych, wielonożnych i beznogich. Jako pierwszy opisał chodzenie jako proces, w którym ruch obrotowy kończyn zamieniany jest na ruch translacyjny ciała, jako pierwszy zauważył asymetryczny charakter ruchu (podparcie na lewej nodze, przenoszenie ciężaru na lewe ramię, charakterystyczne dla osób praworęcznych). Obserwując ruchy człowieka, Arystoteles zauważył, że cień rzucany przez postać na ścianę nie opisuje linii prostej, lecz zygzakowatą. Wyróżnił i opisał organy różniące się budową, ale identyczne w działaniu, na przykład łuski u ryb, pióra u ptaków i sierść u zwierząt. Arystoteles badał warunki równowagi ciała ptaków (podparcie dwunożne). Zastanawiając się nad ruchem zwierząt, wyróżnił mechanizmy motoryczne: "… porusza się za pomocą narządu, w którym początek zbiega się z końcem, jak w stawie. Rzeczywiście, w stawie jest wypukły i pusty, jeden koniec, drugi początek… jeden odpoczywa, drugi porusza się… Wszystko porusza się przez pchanie lub ciągnięcie.” Arystoteles jako pierwszy opisał tętnicę płucną i wprowadził termin „aorta”, zauważył korelacje budowy poszczególnych części ciała, wskazał na wzajemne oddziaływanie narządów w ciele, położył podwaliny pod doktrynę o celowości biologicznej i sformułował „zasadę ekonomii”: „co natura zabiera w jednym miejscu, oddaje w przyjaciela”. Najpierw opisał różnice w budowie układu krążenia, oddechowego, mięśniowo-szkieletowego różnych zwierząt oraz ich aparatu żucia. W przeciwieństwie do swego nauczyciela, Arystoteles nie uważał „świata idei” za coś zewnętrznego wobec świata materialnego, ale przedstawił „idee” Platona jako integralną część natury, jej główną zasadę organizującą materię. Następnie ten początek przekształca się w pojęcia „energii życiowej”, „duchów zwierzęcych”.

Wielki starożytny grecki naukowiec Archimedes położył podwaliny pod nowoczesną hydrostatykę swoimi badaniami zasad hydrostatycznych rządzących ciałem pływającym i badaniami wyporu ciał. Jako pierwszy zastosował metody matematyczne do badania problemów mechaniki, formułując i udowadniając szereg twierdzeń o równowadze ciał io środku ciężkości w postaci twierdzeń. Zasada dźwigni, szeroko stosowana przez Archimedesa do tworzenia konstrukcje budowlane i pojazdów wojskowych, będzie jedną z pierwszych zasad mechanicznych stosowanych w biomechanice układu mięśniowo-szkieletowego. Prace Archimedesa zawierają idee o dodawaniu ruchów (prostoliniowych i kołowych, gdy ciało porusza się po spirali), o ciągłym, jednorodnym wzroście prędkości, gdy ciało przyspiesza, co Galileusz nazwał później podstawą swoich fundamentalnych prac o dynamice. .

W klasycznym dziele „O częściach ludzkiego ciała” słynny starożytny rzymski lekarz Galen jako pierwszy w historii medycyny przedstawił całościowy opis anatomii i fizjologii człowieka. Ta książka służyła jako podręcznik i informator o medycynie przez prawie półtora tysiąca lat. Galen położył podwaliny pod fizjologię, dokonując pierwszych obserwacji i eksperymentów na żywych zwierzętach oraz badając ich szkielety. Wprowadził do medycyny wiwisekcję - operacje i badania na żywym zwierzęciu w celu poznania funkcji organizmu i opracowania metod leczenia chorób. Odkrył, że w żywym organizmie mózg kontroluje mowę i produkcję dźwięków, że tętnice są wypełnione krwią, a nie powietrzem, i najlepiej jak potrafił badał sposoby, w jakie krew porusza się w ciele, opisał różnice strukturalne między tętnicami i żyły i odkryto zastawki serca. Galen nie przeprowadzał sekcji zwłok i być może dlatego w jego pracach pojawiły się nieprawidłowe pomysły, na przykład dotyczące tworzenia krwi żylnej w wątrobie i krwi tętniczej - w lewej komorze serca. Nie wiedział też o istnieniu dwóch kręgów krążenia krwi i znaczeniu przedsionków. W swojej pracy „De motu musculorum” opisał różnicę między neuronami ruchowymi i czuciowymi, mięśniami agonistycznymi i antagonistycznymi oraz po raz pierwszy opisał napięcie mięśniowe. Uważał, że przyczyną skurczu mięśni są „duchy zwierzęce” płynące z mózgu do mięśni wzdłuż włókien nerwowych. Eksplorując ciało, Galen doszedł do wniosku, że nic nie jest zbyteczne w naturze i sformułowane filozoficzna zasadaże poprzez badanie natury można dojść do zrozumienia Bożego planu. W średniowieczu, nawet za wszechmocy Inkwizycji, wiele zrobiono, zwłaszcza w anatomii, która później służyła jako podstawa dalszy rozwój biomechanika.

Wyniki badań przeprowadzonych w świecie arabskim i krajach Wschodu zajmują szczególne miejsce w historii nauki: świadczy o tym wiele dzieł literackich i traktatów medycznych. Arabski lekarz i filozof Ibn Sina (Awicenna) położył podwaliny racjonalnej medycyny, sformułował racjonalne podstawy do postawienia diagnozy na podstawie badania pacjenta (w szczególności analizy pulsu w tętnicach). Rewolucyjny charakter jego podejścia staje się jasny, jeśli przypomnimy sobie, że w tym czasie medycyna zachodnia, sięgająca czasów Hipokratesa i Galena, brała pod uwagę wpływ gwiazd i planet na rodzaj i przebieg przebiegu choroby oraz wybór terapii. agentów.

Chciałbym powiedzieć, że w większości prac starożytnych naukowców zastosowano metodę wyznaczania pulsu. Metoda diagnostyki pulsacyjnej powstała wiele wieków przed naszą erą. Wśród źródeł literackich, które do nas dotarły, najstarsze są dzieła starożytnego pochodzenia chińskiego i tybetańskiego. Starożytni chińczycy to na przykład „Bin-hu Mo-xue”, „Xiang-lei-shih”, „Zhu-bin-shih”, „Nan-ching”, a także sekcje traktatów „Jia-i- ching”, „Huang-di Nei-jing Su-wen Lin-shu” itp.

Historia diagnozy tętna jest nierozerwalnie związana z imieniem starożytnego chińskiego uzdrowiciela – Bian Qiao (Qin Yue-Ren). Początek ścieżki techniki diagnozy tętna wiąże się z jedną z legend, według której Bian Qiao został zaproszony do leczenia córki szlachetnego mandarynki (oficjalnie). Sytuację komplikował fakt, że nawet lekarzom surowo zabroniono widywać i dotykać osób o randze szlacheckiej. Bian Qiao poprosił o cienki sznurek. Następnie zasugerował przywiązanie drugiego końca sznurka do nadgarstka księżniczki, która znajdowała się za parawanem, ale nadworni uzdrowiciele z pogardą potraktowali zaproszonego lekarza i postanowili zrobić mu figla, przywiązując koniec sznurka nie do nadgarstka księżniczki, ale do łapy biegnącego nieopodal psa. Kilka sekund później, ku zaskoczeniu obecnych, Bian Qiao spokojnie oświadczył, że nie są to impulsy człowieka, ale zwierzęcia, i to zwierzę miotane robakami. Umiejętności lekarza wzbudziły podziw, a sznurek został pewnie przeniesiony na nadgarstek księżnej, po czym ustalono chorobę i zalecono leczenie. W rezultacie księżniczka szybko wyzdrowiała, a jego technika stała się powszechnie znana.

Hua Tuo - z powodzeniem wykorzystuje diagnostykę pulsu w praktyce chirurgicznej, łącząc ją z badaniem klinicznym. W tamtych czasach operacje były prawnie zabronione, operacja była wykonywana w ostateczności, jeśli nie było zaufania do wyleczenia metodami zachowawczymi, chirurdzy po prostu nie znali laparotomii diagnostycznych. Diagnozę postawiono na podstawie badania zewnętrznego. Hua Tuo przekazał swoją sztukę opanowania diagnozy tętna pilnym studentom. Była zasada, że tylko mężczyzna może nauczyć się pewnego mistrzostwa w diagnostyce tętna, ucząc się tylko od mężczyzny przez trzydzieści lat. Hua Tuo jako pierwszy zastosował specjalną technikę badania uczniów pod kątem umiejętności posługiwania się impulsami do diagnozy: pacjent siedział za parawanem, a jego ręce były wkładane przez nacięcia w nim, aby uczeń mógł widzieć i studiować tylko ręce. Codzienna, wytrwała praktyka szybko przyniosła pomyślne rezultaty.

2. Średniowiecze i czasy nowożytne

1 Leonardo da Vinci

W średniowieczu i renesansie rozwój głównych działów fizyki miał miejsce w Europie. Słynnym fizykiem tamtych czasów, ale nie tylko fizykiem, był Leonardo da Vinci. Leonardo badał ruchy człowieka, lot ptaków, pracę zastawek serca, ruch soku roślinnego. Opisał mechanikę ciała podczas stania i wstawania z pozycji siedzącej, chodzenia pod górę i w dół, technikę skakania, po raz pierwszy opisał różnorodność chodów osób o różnej budowie, przeprowadził analizę porównawczą chodu osoby, małpa i wiele zwierząt zdolnych do chodzenia dwunożnego (niedźwiedź) . We wszystkich przypadkach szczególną uwagę zwrócono na położenie środków ciężkości i oporu. W mechanice Leonardo da Vinci jako pierwszy wprowadził pojęcie oporu, jaki ciecze i gazy wywierają na poruszające się w nich ciała, i jako pierwszy zrozumiał znaczenie nowego pojęcia – momentu siły względem punktu – dla analiza ruchu ciał. Analizując siły wytwarzane przez mięśnie i mając doskonałą znajomość anatomii, Leonardo wprowadził linie działania sił wzdłuż kierunku odpowiedniego mięśnia i tym samym przewidział koncepcję wektorowej natury sił. Opisując pracę mięśni i interakcję układów mięśniowych podczas wykonywania ruchu, Leonardo brał pod uwagę sznury rozciągnięte między punktami przyczepu mięśni. Do oznaczenia poszczególnych mięśni i nerwów używał oznaczeń literowych. W jego pracach można znaleźć podstawy przyszłej doktryny odruchów. Obserwując skurcze mięśni, zauważył, że skurcze mogą zachodzić mimowolnie, automatycznie, bez świadomej kontroli. Leonardo starał się przełożyć wszystkie spostrzeżenia i pomysły na zastosowania techniczne, pozostawił liczne rysunki urządzeń przeznaczonych do różnego rodzaju ruchów, od nart wodnych i szybowców po protezy i prototypy nowoczesnych wózków inwalidzkich dla osób niepełnosprawnych (łącznie ponad 7 tysięcy arkuszy rękopisów ). Leonardo da Vinci prowadził badania nad dźwiękiem generowanym przez ruch skrzydeł owadów, opisał możliwość zmiany wysokości dźwięku podczas przecinania skrzydła lub smarowania miodem. Prowadząc badania anatomiczne zwrócił uwagę na cechy rozgałęzień tchawicy, tętnic i żył w płucach, a także zwrócił uwagę, że erekcja jest konsekwencją dopływu krwi do narządów płciowych. Prowadził pionierskie badania filotaksji, opisując wzory ułożenia liści wielu roślin, wykonywał odciski wiązek liści włóknisto-naczyniowych oraz badał cechy ich budowy.

2 jatrofizyka

W medycynie XVI-XVIII wieku istniał specjalny kierunek zwany jatromechaniką lub jatrofizyką (od greckiego iatros - lekarz). Prace słynnego szwajcarskiego lekarza i chemika Theophrastusa Paracelsusa oraz holenderskiego przyrodnika Jana Van Helmonta, znanego z eksperymentów na spontanicznym generowaniu myszy z mąki pszennej, kurzu i brudnych koszul, zawierały stwierdzenie o integralności ciała, opisane w forma mistycznego początku. Przedstawiciele racjonalnego światopoglądu nie mogli tego zaakceptować i w poszukiwaniu racjonalnych podstaw procesów biologicznych, jako podstawę swoich badań postawili mechanikę, najbardziej rozwiniętą wówczas dziedzinę wiedzy. Iatromechanika twierdziła, że ​​wyjaśnia wszystkie zjawiska fizjologiczne i patologiczne w oparciu o prawa mechaniki i fizyki. Znany niemiecki lekarz, fizjolog i chemik Friedrich Hoffmann sformułował swoiste credo jatrofizyki, zgodnie z którym życie jest ruchem, a mechanika przyczyną i prawem wszystkich zjawisk. Hoffmann postrzegał życie jako mechaniczny proces, podczas którego ruchy nerwów, wzdłuż których porusza się „duch zwierzęcy” (spiritum animalium) znajdujący się w mózgu, kontrolują skurcze mięśni, krążenie krwi i pracę serca. W efekcie ciało - rodzaj maszyny - zostaje wprawione w ruch. Jednocześnie mechanika była uważana za podstawę życiowej aktywności organizmów.

Takie twierdzenia, jak teraz jest jasne, były w dużej mierze nie do utrzymania, ale jatromechanicy sprzeciwiali się ideom scholastycznym i mistycznym, wprowadzając do użytku wiele ważnych, dotychczas nieznanych informacji faktograficznych i nowe instrumenty do pomiarów fizjologicznych. Na przykład, zgodnie z poglądami jednego z przedstawicieli jatromechaniki, Giorgio Baglivi, rękę przyrównano do dźwigni, klatkę piersiową do miecha, gruczoły do ​​sit, a serce do pompy hydraulicznej. Te analogie są dziś całkiem rozsądne. W XVI wieku w pracach francuskiego lekarza wojskowego A. Pare (Ambroise Pare) położono podwaliny współczesnej chirurgii i zaproponowano sztuczne urządzenia ortopedyczne - protezy nóg, rąk, rąk, których rozwój opierał się bardziej na naukowej podstawy niż na prostej imitacji utraconej formy. W 1555 r. w pracach francuskiego przyrodnika Pierre'a Belona opisano hydrauliczny mechanizm ruchu ukwiałów. Jeden z twórców jatrochemii, Van Helmont, badający procesy fermentacji żywności w organizmach zwierzęcych, zainteresował się produktami gazowymi i wprowadził do nauki termin „gaz” (z holenderskiego gisten – fermentować). A. Vesalius, W. Garvey, J. A. Borelli, R. Descartes byli zaangażowani w rozwój idei jatromechaniki. Jatromechanika, która sprowadza wszystkie procesy w żywych układach do mechanicznych, a także jatrochemia, sięgająca czasów Paracelsusa, którego przedstawiciele uważali, że życie sprowadza się do chemicznych przemian substancji chemicznych tworzących organizm, prowadziła do jednostronnego i często błędne wyobrażenie o procesach życiowych i metodach leczenia chorób. Niemniej jednak podejścia te, a zwłaszcza ich synteza, umożliwiły sformułowanie racjonalnego podejścia w medycynie XVI-XVII wieku. Nawet doktryna o możliwości spontanicznego powstania życia odegrała pozytywną rolę, poddając w wątpliwość religijne hipotezy dotyczące powstania życia. Paracelsus stworzył „anatomię istoty człowieka”, którą starał się pokazać, że „w ludzkim ciele w mistyczny sposób połączone są trzy wszechobecne składniki: sole, siarka i rtęć”.

W ramach ówczesnych koncepcji filozoficznych kształtowała się nowa jatromechaniczna idea istoty procesów patologicznych. Tak więc niemiecki lekarz G. Chatl stworzył doktrynę animizmu (od lat.anima - dusza), zgodnie z którą chorobę uważano za ruchy wykonywane przez duszę w celu usunięcia kosmitów z ciała szkodliwe substancje. Przedstawiciel jatrofizyki, włoski lekarz Santorio (1561-1636), profesor medycyny w Padwie, uważał, że każda choroba jest konsekwencją naruszenia wzorców ruchu poszczególnych najmniejszych cząstek ciała. Santorio jako jeden z pierwszych zastosował eksperymentalną metodę badań i matematycznego przetwarzania danych i stworzył szereg interesujących urządzeń. W specjalnie zaprojektowanej przez siebie komorze Santorio badał metabolizm i po raz pierwszy założył Procesy życiowe niespójność masy ciała. Wraz z Galileuszem wynalazł termometr rtęciowy do pomiaru temperatury ciał (1626). W jego pracy „Medycyna statyczna” (1614) prezentowane są jednocześnie przepisy jatrofizyki i jatrochemii. Dalsze badania doprowadziły do ​​rewolucyjnych zmian w koncepcjach dotyczących struktury i pracy układu sercowo-naczyniowego. Włoski anatom Fabrizio d „Aquapendente odkrył zastawki żylne. Włoski badacz P. Azelli i duński anatom T. Bartholin odkryli naczynia limfatyczne.

Angielski lekarz William Harvey jest właścicielem odkrycia zamknięcia układu krążenia. Studiując w Padwie (w latach 1598-1601), Harvey słuchał wykładów Fabrizia d „Aquapendente i podobno uczęszczał na wykłady Galileusza. uczestniczyło tam wielu, grzmiało tam. Odkrycie przez Harveya zamknięcia krążenia było wynikiem systematycznego stosowania ilościowej metody pomiaru opracowanej wcześniej przez Galileusza, a nie prostej obserwacji czy domysłów. lewej komory serca tylko w jednym kierunku Mierząc objętość krwi wyrzucanej przez serce w jednym skurczu (objętość wyrzutowa), pomnożył otrzymaną liczbę przez częstotliwość skurczów serca i wykazał, że w ciągu godziny pompuje ono objętość krwi znacznie większa niż objętość ciała. Stwierdzono zatem, że znacznie mniejsza objętość krwi musi stale krążyć w błędnym kole, wchodząc do serca i pompując do nich przez układ naczyniowy. Wyniki pracy zostały opublikowane w pracy „Anatomiczne badanie ruchu serca i krwi u zwierząt” (1628). Wyniki prac były więcej niż rewolucyjne. Faktem jest, że od czasów Galena wierzono, że krew jest wytwarzana w jelitach, skąd wchodzi do wątroby, a następnie do serca, skąd jest rozprowadzana przez układ tętnic i żył do innych narządów. Harvey opisał serce podzielone na oddzielne komory jako worek mięśniowy, który działa jak pompa pompująca krew do naczyń. Krew krąży w jednym kierunku i ponownie wchodzi do serca. Odwrotnemu przepływowi krwi w żyłach zapobiegają zastawki żylne odkryte przez Fabrizio d'Akvapendente.Rewolucyjna doktryna Harveya o krążeniu krwi była sprzeczna z twierdzeniami Galena, w związku z czym jego książki były ostro krytykowane, a nawet pacjenci często odmawiali jego usług medycznych. 1623 Harvey pełnił funkcję nadwornego lekarza Karola I, a najwyższy patronat uchronił go przed atakami przeciwników i dał możliwość dalszej pracy naukowej. o narodzinach zwierząt”, 1651). Wiek XVII można nazwać erą hydrauliki i myślenia hydraulicznego. Postępy w technologii przyczyniły się do pojawienia się nowych analogii i lepszego zrozumienia procesów zachodzących w organizmach żywych. Zapewne dlatego Harvey opisał serce jako pompę hydrauliczną pompującą krew przez „rurociąg" układu naczyniowego. Aby w pełni rozpoznać wyniki pracy Harveya, wystarczyło znaleźć brakujące ogniwo, które zamyka krąg między tętnicami a żyłami , co wkrótce nastąpi w pracach Malpighiego.Płuca Malpighiego i przyczyny pompowania przez nie powietrza pozostały dla Harveya niezrozumiałe – bezprecedensowe sukcesy chemii i odkrycie składu powietrza były jeszcze przed nami.Wiek XVII to ważny kamień milowy w historii biomechaniki, ponieważ naznaczyła ją nie tylko pojawienie się pierwszych drukowanych prac o biomechanice, ale także ukształtowanie się nowego spojrzenia na życie i naturę mobilności biologicznej.

Francuski matematyk, fizyk, filozof i fizjolog René Descartes jako pierwszy próbował zbudować mechaniczny model żywego organizmu, uwzględniający kontrolę poprzez układ nerwowy. Jego interpretacja teorii fizjologicznej opartej na prawach mechaniki została zawarta w opublikowanej pośmiertnie pracy (1662-1664). W tym sformułowaniu po raz pierwszy wyrażono kardynalną ideę dla nauk przyrodniczych dotyczącą regulacji poprzez sprzężenie zwrotne. Kartezjusz uważał osobę za mechanizm cielesny wprawiany w ruch przez „żywe duchy”, które „nieustannie w dużych ilościach wznoszą się z serca do mózgu, a stamtąd przez nerwy do mięśni i wprawiają w ruch wszystkie członki”. Nie wyolbrzymiając roli „duchów”, w traktacie „Opis ciała ludzkiego. O ukształtowaniu się zwierzęcia” (1648) pisze, że znajomość mechaniki i anatomii pozwala nam dostrzec w ciele „znaczną liczbę organy lub sprężyny” do organizowania ruchu ciała. Kartezjusz porównuje pracę ciała do mechanizmu zegarowego, z osobnymi sprężynami, zębatkami, zębatkami. Ponadto Kartezjusz badał koordynację ruchów różnych części ciała. Prowadząc szeroko zakrojone eksperymenty dotyczące badania pracy serca i ruchu krwi w jamach serca i dużych naczyniach, Kartezjusz nie zgadza się z koncepcją Harveya skurczów serca jako siły napędowej krążenia krwi. Broni narastającej u Arystotelesa hipotezy o nagrzewaniu się i rozrzedzaniu krwi w sercu pod wpływem ciepła tkwiącego w sercu, promowaniu rozszerzania się krwi do dużych naczyń, gdzie ochładza się, a „serce i tętnice natychmiast opadają i umowy." Kartezjusz widzi rolę układu oddechowego w tym, że oddychanie „wprowadza do płuc tyle świeżego powietrza, że ​​krew docierająca tam z prawej strony serca, gdzie upłynnia się i niejako zamienia się w parę, ponownie się zamienia z pary w krew”. Studiował również ruchy gałek ocznych, stosował podział tkanek biologicznych według właściwości mechanicznych na płynne i stałe. W dziedzinie mechaniki Kartezjusz sformułował prawo zachowania pędu i wprowadził pojęcie pędu.

3 Budowa mikroskopu

Wynalezienie mikroskopu, instrumentu tak ważnego dla całej nauki, wynika przede wszystkim z wpływu rozwoju optyki. Niektóre właściwości optyczne zakrzywionych powierzchni były już znane Euklidesowi (300 pne) i Ptolemeuszowi (127-151), ale ich moc powiększania nie znalazła praktycznego zastosowania. W związku z tym pierwsze okulary zostały wynalezione przez Salvinio deli Arleati we Włoszech dopiero w 1285 roku. W XVI wieku Leonardo da Vinci i Maurolico pokazali, że małe przedmioty najlepiej bada się za pomocą lupy.

Pierwszy mikroskop stworzył dopiero w 1595 roku Z. Jansen. Wynalazek polegał na tym, że Zacharius Jansen zamontował w jednej tubie dwie soczewki wypukłe, kładąc w ten sposób podwaliny pod tworzenie skomplikowanych mikroskopów. Skupienie na badanym obiekcie uzyskano za pomocą wysuwanej rurki. Powiększenie mikroskopu wynosiło od 3 do 10 razy. I to był prawdziwy przełom w dziedzinie mikroskopii! Każdy ze swoich kolejnych mikroskopów znacznie się poprawiał.

W tym okresie (XVI w.) stopniowo zaczęły się rozwijać duńskie, angielskie i włoskie instrumenty badawcze, kładąc podwaliny pod nowoczesną mikroskopię.

Gwałtowne rozpowszechnienie i udoskonalenie mikroskopów rozpoczęło się po tym, jak Galileusz (G. Galilei), ulepszając zaprojektowany przez siebie teleskop, zaczął używać go jako swoistego mikroskopu (1609-1610), zmieniając odległość między obiektywem a okularem.

Później, w 1624 roku, po osiągnięciu produkcji krótszych soczewek ogniskowych, Galileusz znacznie zmniejszył wymiary swojego mikroskopu.

W 1625 r. I. Faber, członek rzymskiej „Akademii Czujnych” („Akudemia dei lincei”), zaproponował termin „mikroskop”. Pierwsze sukcesy związane z wykorzystaniem mikroskopu w naukowych badaniach biologicznych odniósł R. Hooke, który jako pierwszy opisał komórkę roślinną (ok. 1665). W swojej książce „Micrographia” Hooke opisał budowę mikroskopu.

W 1681 Royal Society of London na swoim spotkaniu szczegółowo omówiło osobliwą sytuację. Holender Levenguk (A. van Leenwenhoek) opisał niesamowite cuda, które odkrył pod mikroskopem w kropli wody, w naparze z pieprzu, w błocie rzeki, w zagłębieniu własnego zęba. Leeuwenhoek za pomocą mikroskopu odkrył i naszkicował plemniki różnych pierwotniaków, szczegóły budowy tkanki kostnej (1673-1677).

„Z największym zdumieniem zobaczyłem w kropli mnóstwo małych zwierząt poruszających się żwawo we wszystkich kierunkach, jak szczupak w wodzie. Najmniejsze z tych malutkich zwierząt jest tysiąc razy mniejsze niż oko dorosłej wszy”.

3. Historia wykorzystania energii elektrycznej w medycynie

3.1 Trochę tła

Od czasów starożytnych człowiek próbował zrozumieć zjawiska występujące w przyrodzie. Wiele pomysłowych hipotez wyjaśniających, co dzieje się wokół człowieka, pojawiło się w: inny czas i w różnych krajach. Myśli greckich i rzymskich naukowców i filozofów żyjących przed naszą erą: Archimedesa, Euklidesa, Lukrecjusza, Arystotelesa, Demokryta i innych – wciąż pomagają w rozwoju badań naukowych.

Po pierwszych obserwacjach zjawisk elektrycznych i magnetycznych przez Talesa z Miletu pojawiało się okresowo zainteresowanie nimi, zdeterminowane zadaniami leczniczymi.

Ryż. 1. Doświadczenie z rampą elektryczną

Należy zauważyć, że znane w starożytności właściwości elektryczne niektórych ryb są nadal nieujawnioną tajemnicą natury. Tak więc na przykład w 1960 roku na wystawie zorganizowanej przez Brytyjskie Królewskie Towarzystwo Naukowe z okazji 300. rocznicy jego założenia, wśród tajemnic natury, które człowiek musi rozwiązać, zwykłe szklane akwarium z rybą - płaszczka elektryczna (ryc. 1). Woltomierz był podłączony do akwarium przez metalowe elektrody. Kiedy ryba odpoczywała, wskazówka woltomierza wskazywała zero. Kiedy ryba się poruszała, woltomierz wskazywał napięcie, które podczas aktywnych ruchów dochodziło do 400 V. Napis brzmiał: „Naturę tego zjawiska elektrycznego, obserwowanego na długo przed organizacją angielskiego społeczeństwa królewskiego, nadal nie można rozwikłać”.

2 Co zawdzięczamy Gilbertowi?

Terapeutyczny wpływ zjawisk elektrycznych na osobę, zgodnie z obserwacjami, które istniały w czasach starożytnych, można uznać za rodzaj środka stymulującego i psychogennego. To narzędzie zostało albo wykorzystane, albo zapomniane. Długi czas nie przeprowadzono poważnych badań samych zjawisk elektrycznych i magnetycznych, a zwłaszcza ich działania jako środka terapeutycznego.

Pierwsze szczegółowe badanie eksperymentalne zjawisk elektrycznych i magnetycznych należy do angielskiego fizyka, późniejszego nadwornego lekarza Williama Gilberta (Gilbert) (1544-1603 tomy). Gilbert był zasłużenie uważany za innowacyjnego lekarza. O jego sukcesie w dużej mierze zadecydowała sumienność, a następnie zastosowanie starożytnych środków medycznych, w tym elektryczności i magnetyzmu. Gilbert rozumiał, że bez dokładnego zbadania promieniowania elektrycznego i magnetycznego trudno jest stosować „płyny” w leczeniu.

Pomijając fantastyczne, niesprawdzone przypuszczenia i nieuzasadnione twierdzenia, Gilbert przeprowadził szereg eksperymentalnych badań zjawisk elektrycznych i magnetycznych. Wyniki tego pierwszego w historii badania elektryczności i magnetyzmu są imponujące.

Przede wszystkim Gilbert po raz pierwszy wyraził ideę, że igła magnetyczna kompasu porusza się pod wpływem magnetyzmu Ziemi, a nie pod wpływem jednej z gwiazd, jak wcześniej sądzono. Jako pierwszy przeprowadził sztuczne namagnesowanie, ustalił fakt nierozłączności biegunów magnetycznych. Badając zjawiska elektryczne jednocześnie z magnetycznymi, Gilbert na podstawie licznych obserwacji wykazał, że promieniowanie elektryczne powstaje nie tylko podczas pocierania bursztynu, ale także podczas pocierania innych materiałów. Oddając hołd bursztynowi – pierwszemu materiałowi, na którym zaobserwowano elektryfikację, nazywa je elektrycznymi, od greckiej nazwy bursztynu – elektronu. W konsekwencji słowo „elektryczność” zostało wprowadzone do życia za sugestią lekarza na podstawie jego badań, które przeszły do ​​historii, co położyło podwaliny pod rozwój zarówno elektrotechniki, jak i elektroterapii. Jednocześnie Gilbert z powodzeniem sformułował fundamentalną różnicę między zjawiskami elektrycznymi i magnetycznymi: „Magnetyzm, podobnie jak grawitacja, jest pewną początkową siłą emanującą z ciał, podczas gdy elektryfikacja jest wynikiem wyciśnięcia z porów ciała specjalnych wypływów tarcia”.

W istocie przed pracą Ampère'a i Faradaya, czyli przez ponad dwieście lat po śmierci Gilberta (wyniki jego badań zostały opublikowane w książce O magnesie, ciałach magnetycznych i wielkim magnesie – Ziemia). , 1600), elektryfikację i magnetyzm rozpatrywano oddzielnie.

P. S. Kudryavtsev w „Historii fizyki” cytuje słowa wielkiego przedstawiciela renesansu, Galileusza: „Oddaję chwałę, dziwię się, zazdroszczę Hilbertowi (Gilbertowi). genialni ludzie, ale której żaden z nich nie został dokładnie zbadany… Nie mam wątpliwości, że z czasem ta dziedzina nauki (mowa o elektryczności i magnetyzmie – V.M.) będzie robiła postępy zarówno w wyniku nowych obserwacji, jak i przede wszystkim w wyniku ścisłej miary dowodów."

Gilbert zmarł 30 listopada 1603 r., przekazując wszystkie stworzone przez siebie instrumenty i dzieła Towarzystwu Medycznemu Londynu, którego był aktywnym prezesem aż do śmierci.

3 Nagroda przyznana Marat

Przeddzień francuskiej rewolucji burżuazyjnej. Podsumujmy badania w dziedzinie elektrotechniki tego okresu. Ustalono obecność elektryczności dodatniej i ujemnej, zbudowano i udoskonalono pierwsze maszyny elektrostatyczne, stworzono banki Leyden (rodzaj kondensatorów magazynujących ładunek), stworzono elektroskopy, sformułowano jakościowe hipotezy zjawisk elektrycznych, podjęto śmiałe próby zbadania natura błyskawicy.

Elektryczna natura błyskawicy i jej wpływ na ludzi dodatkowo wzmocniły pogląd, że elektryczność może nie tylko uderzać, ale także leczyć ludzi. Podajmy kilka przykładów. 8 kwietnia 1730 Brytyjczycy Gray i Wheeler przeprowadzili klasyczny już eksperyment z elektryfikacją człowieka.

Na dziedzińcu domu, w którym mieszkał Gray, wkopano w ziemię dwa suche drewniane słupy, do których przymocowano drewnianą belkę, na którą narzucono dwie liny do włosów. Ich dolne końce były związane. Liny z łatwością utrzymały ciężar chłopca, który zgodził się wziąć udział w eksperymencie. Usiadłszy, jak na huśtawce, chłopiec jedną ręką trzymał pręt lub metalowy pręt naelektryzowany przez tarcie, na który przenoszony był ładunek elektryczny z naelektryzowanego ciała. Z drugiej strony chłopiec wrzucał monety, jedna po drugiej, do metalowego talerza, który był na suchym drewniana deska poniżej (ryc. 2). Monety zostały naładowane przez ciało chłopca; spadając, naładowali metalową płytkę, która zaczęła przyciągać znajdujące się w pobliżu kawałki suchej słomy. Eksperymenty były przeprowadzane wielokrotnie i wzbudziły spore zainteresowanie nie tylko wśród naukowców. Angielski poeta George Bose napisał:

Szalony Grey, co tak naprawdę wiedziałeś o właściwościach tej siły, dotychczas nieznanych? Czy wolno, głupcze, podejmować ryzyko I podłączyć osobę do prądu?

Ryż. 2. Doświadczenie z elektryfikacją człowieka

Francuzi Dufay, Nollet i nasz rodak Georg Richman prawie jednocześnie, niezależnie od siebie, zaprojektowali urządzenie do pomiaru stopnia naelektryzowania, co znacznie rozszerzyło zastosowanie wyładowań elektrycznych w leczeniu i stało się możliwe jego dozowanie. Paryska Akademia Nauk poświęciła kilka spotkań na omówienie wpływu wyładowania puszek Leyden na człowieka. Ludwik XV również się tym zainteresował. Na prośbę króla fizyk Nollet wraz z lekarzem Louisem Lemonnierem przeprowadzili eksperyment w jednej z dużych sal Pałacu Wersalskiego, demonstrując kłujący efekt elektryczności statycznej. Korzyści z „rozrywek dworskich” były następujące: wielu się nimi interesowało, wielu zaczęło badać zjawiska elektryfikacji.

W 1787 r. angielski lekarz i fizyk Adams po raz pierwszy stworzył specjalną maszynę elektrostatyczną do celów medycznych. Szeroko stosował go w swojej praktyce medycznej (ryc. 3) i uzyskał pozytywne wyniki, które można wytłumaczyć stymulującym działaniem prądu i efektem psychoterapeutycznym oraz specyficznym wpływem wyładowania na osobę.

Era elektrostatyki i magnetostatyki, do której należy wszystko, o czym była mowa powyżej, kończy się wraz z rozwojem matematycznych podstaw tych nauk, dokonanym przez Poissona, Ostrogradskiego, Gaussa.

Ryż. 3. Sesja elektroterapeutyczna (ze starego ryciny)

Wykorzystanie wyładowań elektrycznych w medycynie i biologii zyskało pełne uznanie. Skurcze mięśni wywołane dotknięciem promieni elektrycznych, węgorzy, sumów świadczyły o działaniu porażenia prądem. Eksperymenty Anglika Johna Warlisha dowiodły elektrycznego charakteru uderzenia płaszczki, a anatom Gunther podał dokładny opis organu elektrycznego tej ryby.

W 1752 roku niemiecki lekarz Sulzer opublikował wiadomość o nowym zjawisku, które odkrył. Język dotykający jednocześnie dwóch odmiennych metali powoduje osobliwe odczucie kwaśnego smaku. Sulzer nie zakładał, że ta obserwacja stanowi początek najważniejszych dziedzin naukowych - elektrochemii i elektrofizjologii.

Wzrosło zainteresowanie wykorzystaniem energii elektrycznej w medycynie. Akademia w Rouen ogłosiła konkurs na najlepszą pracę na temat: „Określ stopień i warunki, w jakich możesz liczyć na energię elektryczną w leczeniu chorób”. Pierwszą nagrodę otrzymał Marat, lekarz z zawodu, którego nazwisko zapisało się w historii Rewolucji Francuskiej. Pojawienie się dzieła Marata było na czasie, ponieważ użycie elektryczności do leczenia nie obyło się bez mistycyzmu i znachorstwa. Pewien Mesmer, posługując się modnymi teoriami naukowymi na temat iskrzenia maszyn elektrycznych, zaczął twierdzić, że w 1771 r. znalazł uniwersalne lekarstwo – magnetyzm „zwierzęcy”, działający na pacjenta na odległość. Otworzyli specjalne gabinety lekarskie, w których znajdowały się maszyny elektrostatyczne o dostatecznie wysokim napięciu. Pacjent musiał dotknąć części maszyny przewodzącej prąd, podczas gdy poczuł porażenie prądem. Podobno przypadki pozytywnego efektu przebywania w gabinetach „lekarskich” Mesmera można wytłumaczyć nie tylko drażniącym efektem porażenia prądem, ale także działaniem ozonu, który pojawia się w pomieszczeniach, w których pracowały maszyny elektrostatyczne, oraz wspomnianymi zjawiskami. wcześniej. Może mieć pozytywny wpływ na część pacjentów oraz zmianę zawartości bakterii w powietrzu pod wpływem jonizacji powietrza. Ale Mesmer tego nie podejrzewał. Po katastrofalnych niepowodzeniach, o których Marat w porę ostrzegał w swojej pracy, Mesmer zniknął z Francji. Utworzona przy udziale największego francuskiego fizyka Lavoisiera rządowa komisja do zbadania „medycznej” działalności Mesmera nie wyjaśniła pozytywnego wpływu elektryczności na człowieka. Leczenie prądem we Francji czasowo wstrzymane.

4 Spór między Galvani i Volta

A teraz porozmawiamy o badaniach przeprowadzonych prawie dwieście lat po publikacji dzieła Gilberta. Związane są one z nazwiskami włoskiego profesora anatomii i medycyny Luigiego Galvaniego oraz włoskiego profesora fizyki Alessandro Volta.

W laboratorium anatomii Uniwersytetu w Boulogne Luigi Galvani przeprowadził eksperyment, którego opis zszokował naukowców na całym świecie. Na stole laboratoryjnym wycięto żaby. Zadaniem eksperymentu było zademonstrowanie i obserwowanie nagich nerwów ich kończyn. Na tym stole znajdowała się maszyna elektrostatyczna, za pomocą której powstała i zbadana została iskra. Oto wypowiedzi samego Luigiego Galvaniego z jego pracy „O siłach elektrycznych podczas ruchów mięśniowych”: „… Jeden z moich asystentów przypadkowo bardzo lekko dotknął czubkiem wewnętrznych nerwów udowych żaby. I dalej: „… To się udaje, gdy ze skraplacza maszyny wydobywa się iskra”.

Zjawisko to można wyjaśnić w następujący sposób. Na atomy i cząsteczki powietrza w strefie, w której powstaje iskra, wpływa zmiana pole elektryczne w rezultacie nabierają ładunku elektrycznego, przestając być neutralne. Powstałe jony i naładowane elektrycznie cząsteczki rozchodzą się na pewną, stosunkowo niewielką odległość od maszyny elektrostatycznej, ponieważ poruszając się, zderzając z cząsteczkami powietrza, tracą swój ładunek. Jednocześnie mogą gromadzić się na metalowych przedmiotach, które są dobrze izolowane od powierzchni ziemi i są rozładowywane w przypadku wystąpienia przewodzącego obwodu elektrycznego z ziemią. Podłoga w laboratorium była sucha, drewniana. Dobrze odizolował od ziemi pomieszczenie, w którym pracował Galvani. Przedmiotem, na którym gromadziły się ładunki, był metalowy skalpel. Nawet niewielki kontakt skalpela z nerwem żaby prowadził do „wyładowania” nagromadzonej na skalpelu elektryczności statycznej, powodując cofanie łapy bez uszkodzeń mechanicznych. Samo zjawisko wtórnego wyładowania wywołanego indukcją elektrostatyczną było już znane w tym czasie.

Genialny talent eksperymentatora i przeprowadzenie wielu wszechstronnych badań pozwoliły Galvani odkryć kolejne zjawisko ważne dla dalszego rozwoju elektrotechniki. Istnieje eksperyment dotyczący badania elektryczności atmosferycznej. Cytując samego Galvaniego: „… Zmęczony… daremnym czekaniem… zaczął… dociskać miedziane haczyki wbite w rdzeń kręgowy do żelaznych prętów – żabie udka się skurczyły”. Wyniki eksperymentu, przeprowadzonego już nie na zewnątrz, ale w pomieszczeniu, przy braku pracujących maszyn elektrostatycznych, potwierdziły, że skurcz mięśnia żaby, podobny do skurczu wywołanego przez iskrę maszyny elektrostatycznej, występuje, gdy ciało żabę dotykają jednocześnie dwa różne metalowe przedmioty - drut i płytka z miedzi, srebra lub żelaza. Nikt nie zaobserwował takiego zjawiska przed Galvani. Na podstawie wyników obserwacji wyciąga śmiały, jednoznaczny wniosek. Jest jeszcze inne źródło elektryczności, jest to elektryczność „zwierzęca” (termin ten jest równoznaczny z określeniem „aktywność elektryczna żywej tkanki”). Żywy mięsień, argumentował Galvani, jest kondensatorem jak słoik lejdejski, w którym gromadzi się dodatnia energia elektryczna. Nerw żaby służy jako wewnętrzny „przewodnik”. Dołączenie dwóch metalowych przewodników do mięśnia powoduje przepływ prądu elektrycznego, który podobnie jak iskra z maszyny elektrostatycznej powoduje skurcz mięśnia.

Galvani eksperymentował, aby uzyskać jednoznaczny wynik tylko na mięśniach żab. Być może właśnie to pozwoliło mu zaproponować wykorzystanie „preparatu fizjologicznego” żabiej łapki jako miernika ilości prądu. Miarą ilości energii elektrycznej, której służył taki wskaźnik fizjologiczny, była czynność podnoszenia i opadania łapy w kontakcie z metalową płytką, której jednocześnie dotykał hak przechodzący przez rdzeń kręgowy. żaba i częstotliwość podnoszenia łapy na jednostkę czasu. Od pewnego czasu taki wskaźnik fizjologiczny był używany nawet przez wybitnych fizyków, a w szczególności przez Georga Ohma.

Eksperyment elektrofizjologiczny Galvaniego pozwolił Alessandro Volcie na stworzenie pierwszego źródła elektrochemicznego energia elektryczna, co z kolei otworzyło nową erę w rozwoju elektrotechniki.

Alessandro Volta był jednym z pierwszych, którzy docenili odkrycie Galvaniego. Z wielką starannością powtarza eksperymenty Galvaniego i otrzymuje wiele danych potwierdzających jego wyniki. Ale już w swoich pierwszych artykułach „O zwierzęcej elektryczności” oraz w liście do dr. zjawiska. Volta wskazuje na znaczenie stosowania w tych eksperymentach różnych metali (cynk, miedź, ołów, srebro, żelazo), pomiędzy którymi układa się szmatkę zwilżoną kwasem.

Oto, co pisze Volta: "W eksperymentach Galvaniego źródłem elektryczności jest żaba. Ale czym jest żaba lub jakiekolwiek zwierzę w ogóle? Przede wszystkim są to nerwy i mięśnie, które zawierają różne związki chemiczne. Jeśli nerwy i mięśnie przygotowanej żaby są połączone z dwoma odmiennymi metalami, następnie po zamknięciu takiego obwodu pojawia się akcja elektryczna.W moim ostatnim eksperymencie uczestniczyły również dwa różne metale - są to stal (ołów) i srebro oraz ślina języka pełnił rolę cieczy. Zamykając obwód płytką łączącą, stworzyłem warunki do ciągłego przemieszczania się płynu elektrycznego z jednego miejsca do drugiego. Ale te same metalowe przedmioty mogłem wrzucać po prostu do wody lub do cieczy podobnej do ślina A co z elektrycznością „zwierzęcą”?

Eksperymenty przeprowadzone przez Voltę pozwalają na sformułowanie wniosku, że źródłem oddziaływania elektrycznego jest łańcuch niepodobnych do siebie metali w kontakcie z wilgotną lub nasączoną roztworem kwasu szmatką.

W jednym z listów do swojego przyjaciela, doktora Vazagi (ponownie przykład zainteresowania lekarza elektrycznością), Volta napisał: „Od dawna jestem przekonany, że wszelkie działania pochodzą od metali, z których styku płyn elektryczny dostaje się do wilgotnego Na tej podstawie sądzę, że ma on prawo przypisywać wszystkie nowe zjawiska elektryczne metalom i zamieniać nazwę „elektryczność zwierząt” na wyrażenie „elektryczność metali”.

Według Volta żabie udka to czuły elektroskop. Między Galvani i Volta powstał historyczny spór, a także między ich zwolennikami - spór o "zwierzęcą" lub "metaliczną" elektryczność.

Galvani nie poddawał się. Całkowicie wykluczył metal z eksperymentu, a nawet rozciął żaby szklanymi nożami. Okazało się, że nawet w tym eksperymencie kontakt nerwu udowego żaby z jej mięśniem prowadził do wyraźnie zauważalnego, choć znacznie mniejszego niż przy udziale metali, skurczu. Było to pierwsze utrwalenie zjawisk bioelektrycznych, na których opiera się współczesna elektrodiagnostyka układu sercowo-naczyniowego i wielu innych układów człowieka.

Volta próbuje rozwikłać naturę odkrytych niezwykłych zjawisk. Przed nim wyraźnie formułuje następujący problem: „Jaka jest przyczyna pojawienia się elektryczności?” Zadawałem sobie pytanie w taki sam sposób, jak zrobiłby to każdy z Was. Refleksje doprowadziły mnie do jednego rozwiązania: od kontaktu dwa różne metale, na przykład srebro i cynk, równowaga elektryczności w obu metalach jest zaburzona.W miejscu styku metali dodatnia elektryczność przepływa od srebra do cynku i gromadzi się na tym drugim, podczas gdy ujemna elektryczność kondensuje na srebrze Oznacza to, że materia elektryczna porusza się w określonym kierunku.Gdy nakładałem na siebie płytki srebrne i cynkowe bez przekładek pośrednich, czyli płytki cynkowe stykały się ze srebrnymi, to ich łączny efekt redukował się do zero. Aby wzmocnić efekt elektryczny lub go zsumować, każdą płytkę cynkową należy zetknąć tylko z jednym srebrem i zsumować w kolejności więcej par. Osiąga się to właśnie dzięki temu, że na każdą cynkową blaszkę nakładam mokry kawałek materiału, oddzielając go tym samym od srebrnej blaszki kolejnej pary. „Wiele z tego, co powiedział Volt, nie traci na znaczeniu nawet teraz, w świetle nowoczesne idee naukowe.

Niestety spór ten został tragicznie przerwany. Armia Napoleona zajęła Włochy. Za odmowę złożenia przysięgi wierności nowemu rządowi Galvani stracił krzesło, został zwolniony i wkrótce potem zmarł. Drugi uczestnik sporu, Volta, doczekał pełnego uznania odkryć obu naukowców. W sporze historycznym obaj mieli rację. Biolog Galvani wszedł do historii nauki jako twórca bioelektryczności, fizyk Volta - jako twórca elektrochemicznych źródeł prądu.

4. Eksperymenty WV Pietrowa. Początek elektrodynamiki

Praca profesora fizyki Akademii Medyczno-Chirurgicznej (obecnie Wojskowej Akademii Medycznej im. S. M. Kirowa w Leningradzie), akademika V. V. Pietrowa kończy pierwszy etap nauki o elektryczności „zwierzęcej” i „metalowej”.

Działalność V.V. Pietrowa miała ogromny wpływ na rozwój nauki o wykorzystaniu energii elektrycznej w medycynie i biologii w naszym kraju. W Akademii Medyczno-Chirurgicznej stworzył gabinet fizyki wyposażony w doskonały sprzęt. Pracując w nim, Pietrow zbudował pierwsze na świecie elektrochemiczne źródło energii elektrycznej wysokiego napięcia. Szacując napięcie tego źródła liczbą zawartych w nim elementów można przyjąć, że napięcie osiągnęło 1800–2000 V przy mocy ok. 27–30 W. To uniwersalne źródło pozwoliło V. V. Pietrowowi przeprowadzić w krótkim czasie dziesiątki badań, które otworzyły różne sposoby wykorzystania energii elektrycznej w różnych dziedzinach. Nazwisko V. V. Pietrowa zwykle kojarzy się z pojawieniem się nowego źródła oświetlenia, a mianowicie elektrycznego, opartego na wykorzystaniu odkrytego przez niego skutecznie działającego łuku elektrycznego. W 1803 r. W. W. Pietrow przedstawił wyniki swoich badań w książce „Wiadomości o eksperymentach galwaniczno-woltowskich”. To pierwsza książka o elektryczności wydana w naszym kraju. Został tu ponownie wydany w 1936 roku.

W tej książce ważne są nie tylko badania elektryczne, ale także wyniki badania związku i interakcji prądu elektrycznego z żywym organizmem. Pietrow wykazał, że ludzkie ciało jest zdolne do elektryfikacji i że bateria galwaniczno-woltaiczna, składająca się z dużej liczby elementów, jest niebezpieczna dla człowieka; w rzeczywistości przewidział możliwość wykorzystania elektryczności do fizykoterapii.

Wpływ badań WW Pietrowa na rozwój elektrotechniki i medycyny jest ogromny. Jego dzieło „News of the Galvanic-Volta Experiments”, przetłumaczone na łacinę, zdobi, wraz z rosyjskim wydaniem, biblioteki narodowe wielu krajów europejskich. Laboratorium elektrofizyczne stworzone przez V.V. Pietrowa pozwoliło naukowcom z akademii w połowie XIX wieku na szerokie rozszerzenie badań w dziedzinie wykorzystania energii elektrycznej do leczenia. Wojskowa Akademia Medyczna w tym kierunku zajęła wiodącą pozycję nie tylko wśród instytucji naszego kraju, ale także wśród instytucji europejskich. Wystarczy wspomnieć nazwiska profesorów V.P. Egorova, V.V. Lebedinsky, A.V. Lebedinsky, N.P. Khlopin, SA Lebedev.

Co XIX wiek wniósł do badań nad elektrycznością? Przede wszystkim skończył się monopol medycyny i biologii na elektryczność. Galvani, Volta, Pietrow położyli pod tym podwaliny. Pierwsza połowa i połowa XIX wieku to czas wielkich odkryć w elektrotechnice. Odkrycia te są związane z nazwiskami Duńczyka Hansa Oersteda, Francuza Dominique Arago i Andre Ampère, Niemca Georga Ohma, Anglika Michaela Faradaya, naszych rodaków Borisa Jacobiego, Emila Lenza i Pavla Schillinga oraz wielu innych naukowców.

Opiszmy krótko najważniejsze z tych odkryć, które są bezpośrednio związane z naszym tematem. Oersted jako pierwszy ustalił pełny związek między zjawiskami elektrycznymi i magnetycznymi. Eksperymentując z elektrycznością galwaniczną (tak nazywano wówczas zjawiska elektryczne wynikające ze źródeł prądu elektrochemicznego, w przeciwieństwie do zjawisk wywołanych przez maszynę elektrostatyczną), Oersted odkrył odchylenia igły kompasu magnetycznego znajdującej się w pobliżu źródła prądu elektrycznego (akumulator galwaniczny). ) w momencie zwarcia i przerwania obwodu elektrycznego. Odkrył, że to odchylenie zależy od położenia kompasu magnetycznego. Wielką zasługą Oersteda jest to, że sam docenił wagę odkrytego przez siebie zjawiska. Pozornie niewzruszone przez ponad dwieście lat idee oparte na pracach Gilberta o niezależności zjawisk magnetycznych i elektrycznych upadły. Oersted otrzymał wiarygodny materiał eksperymentalny, na podstawie którego pisze, a następnie publikuje książkę „Eksperymenty dotyczące działania konfliktu elektrycznego na igle magnetycznej”. Krótko mówiąc, swoje osiągnięcie formułuje w następujący sposób: „Elektryczność galwaniczna, biegnąca z północy na południe przez swobodnie zawieszoną igłę magnetyczną, odchyla jej północny koniec na wschód, a przechodząc w tym samym kierunku pod igłą, odchyla ją na zachód. "

Francuski fizyk André Ampère jasno i dogłębnie ujawnił znaczenie eksperymentu Oersteda, który jest pierwszym wiarygodnym dowodem na związek między magnetyzmem a elektrycznością. Ampère był bardzo wszechstronnym naukowcem, doskonałym w matematyce, lubiącym chemię, botanikę i literaturę antyczną. Był wielkim popularyzatorem odkryć naukowych. Zasługi Ampere'a w dziedzinie fizyki można sformułować w następujący sposób: stworzył nowy dział w doktrynie elektryczności - elektrodynamikę, obejmujący wszystkie przejawy poruszającej się elektryczności. Źródłem poruszających się ładunków elektrycznych w Ampère była bateria galwaniczna. Zamykając obwód, otrzymał ruch ładunków elektrycznych. Ampère pokazał, że odpoczynek ładunki elektryczne(elektryczność statyczna) nie działają na igłę magnetyczną - nie odchylają jej. mówić współczesny język Ampère był w stanie zidentyfikować znaczenie stanów nieustalonych (włączanie obwodu elektrycznego).

Michael Faraday dopełnia odkrycia Oersteda i Ampere'a - tworzy spójną logiczną doktrynę elektrodynamiki. Jednocześnie posiada szereg niezależnych, dużych odkryć, które niewątpliwie miały istotny wpływ na wykorzystanie elektryczności i magnetyzmu w medycynie i biologii. Michael Faraday nie był matematykiem jak Ampère, w swoich licznych publikacjach nie używał ani jednego analitycznego wyrażenia. Talent eksperymentatora, sumiennego i pracowitego, pozwolił Faradayowi zrekompensować brak analizy matematycznej. Faraday odkrywa prawo indukcji. Jak sam powiedział: „Znalazłem sposób na przekształcenie elektryczności w magnetyzm i odwrotnie”. Odkrywa autoindukcję.

Zwieńczeniem największych badań Faradaya jest odkrycie praw przepływu prądu elektrycznego przez ciecze przewodzące oraz chemicznego rozkładu tych ostatnich, który zachodzi pod wpływem prądu elektrycznego (zjawisko elektrolizy). Faraday formułuje podstawowe prawo w ten sposób: „Ilość substancji znajdującej się na płytkach przewodzących (elektrodach) zanurzonych w cieczy zależy od natężenia prądu i czasu jego przepływu: im większa siła prądu i im dłużej mija, tym większa ilość substancji zostanie uwolniona do roztworu” .

Rosja okazała się jednym z krajów, w których odkrycia Oersteda, Arago, Ampere i co najważniejsze Faradaya znalazły bezpośredni rozwój i praktyczne zastosowanie. Boris Jacobi, wykorzystując odkrycia elektrodynamiki, tworzy pierwszy statek z silnikiem elektrycznym. Emil Lenz jest właścicielem wielu prac o dużym praktycznym znaczeniu z różnych dziedzin elektrotechniki i fizyki. Jego nazwisko kojarzy się zwykle z odkryciem prawa termicznego ekwiwalentu energii elektrycznej, zwanego prawem Joule-Lenza. Ponadto Lenz ustanowił prawo nazwane jego imieniem. To kończy okres tworzenia podstaw elektrodynamiki.

1 Wykorzystanie energii elektrycznej w medycynie i biologii w XIX wieku

P. N. Yablochkov, umieszczając dwa węgle równolegle, oddzielone topiącym się smarem, tworzy świecę elektryczną - proste źródło światła elektrycznego, które może oświetlać pomieszczenie przez kilka godzin. Świeca Yablochkov trwała trzy lub cztery lata, znajdując zastosowanie w prawie wszystkich krajach świata. Został zastąpiony trwalszą żarówką. Wszędzie powstają generatory elektryczne, upowszechniają się też baterie. Obszary zastosowania energii elektrycznej rosną.

Popularne staje się także wykorzystanie elektryczności w chemii, zapoczątkowane przez M. Faradaya. Ruch materii - ruch nośników ładunku - znalazł jedno z pierwszych zastosowań w medycynie do wprowadzania odpowiednich związków leczniczych do organizmu człowieka. Istota metody jest następująca: gaza lub jakakolwiek inna tkanka jest impregnowana pożądanym związkiem leczniczym, który służy jako uszczelka między elektrodami a ludzkim ciałem; znajduje się na obszarach ciała, które mają być leczone. Elektrody są podłączone do źródła prądu stałego. Metoda takiego podawania związków leczniczych, zastosowana po raz pierwszy w drugiej połowie XIX wieku, jest powszechna do dziś. Nazywa się to elektroforezą lub jonoforezą. Czytelnik może dowiedzieć się o praktycznym zastosowaniu elektroforezy w rozdziale piątym.

Kolejne odkrycie o wielkim znaczeniu dla medycyny praktycznej nastąpiło w dziedzinie elektrotechniki. 22 sierpnia 1879 r. angielski naukowiec Crookes doniósł o swoich badaniach nad promieniami katodowymi, o których w tym czasie wyszło na jaw:

Kiedy prąd o wysokim napięciu przepływa przez rurkę z bardzo rozrzedzonym gazem, strumień cząstek ucieka z katody, pędząc z ogromną prędkością. 2. Te cząstki poruszają się ściśle po linii prostej. 3. Ta energia promieniowania może wywołać działanie mechaniczne. Na przykład, aby obrócić mały gramofon umieszczony na jego ścieżce. 4. Energia promieniowania jest odbijana przez magnes. 5. W miejscach, w których opada materia promienista, powstaje ciepło. Jeśli katodzie nada się kształt zwierciadła wklęsłego, to w ognisku tego zwierciadła można stopić nawet takie stopy ogniotrwałe, jak np. stop irydu i platyny. 6. Promienie katodowe - przepływ ciał materialnych jest mniejszy niż atom, czyli cząstki elektryczności ujemnej.

Są to pierwsze kroki w oczekiwaniu na ważne nowe odkrycie dokonane przez Wilhelma Conrada Roentgena. Roentgen odkrył fundamentalnie inne źródło promieniowania, które nazwał promieniami X (X-Ray). Później promienie te nazwano promieniami rentgenowskimi. Wiadomość Rentgena wywołała sensację. We wszystkich krajach wiele laboratoriów zaczęło odtwarzać konfigurację Roentgena, aby powtarzać i rozwijać jego badania. Odkrycie to wzbudziło szczególne zainteresowanie wśród lekarzy.

Laboratoria fizyczne, w których stworzono sprzęt używany przez Rentgena do odbioru promieni rentgenowskich, zostały zaatakowane przez lekarzy, ich pacjentów, którzy podejrzewali, że w ich ciałach połknęli igły, metalowe guziki itp. Historia medycyny nie znała tak gwałtownego praktyczne wdrożenie odkryć w elektryczności, jak miało to miejsce w przypadku nowego narzędzia diagnostycznego - zdjęć rentgenowskich.

Zainteresowany promieniami rentgenowskimi od razu iw Rosji. Nie ma jeszcze oficjalnych publikacji naukowych, recenzji na ich temat, dokładnych danych o sprzęcie, pojawiła się tylko krótka wiadomość o raporcie Roentgena, a pod Petersburgiem, w Kronsztadzie, wynalazca radia Aleksander Stiepanowicz Popow zaczyna już tworzyć pierwszy domowy aparat rentgenowski. Niewiele o tym wiadomo. O roli A. S. Popowa w rozwoju pierwszych domowych aparatów rentgenowskich, ich realizacja być może po raz pierwszy stała się znana z książki F. Veitkova. Z dużym powodzeniem została uzupełniona przez córkę wynalazcy Jekaterina Aleksandrowna Kyandskaya-Popova, która wraz z V. Tomatem opublikowała artykuł „Wynalazca radia i rentgenowskiego” w czasopiśmie „Science and Life” (1971, nr 8).

Nowe postępy w elektrotechnice odpowiednio rozszerzyły możliwości badania elektryczności „zwierzęcej”. Matteuchi za pomocą stworzonego wówczas galwanometru udowodnił, że podczas życia mięśnia potencjał elektryczny. Przecinając mięsień w poprzek włókien, połączył go z jednym z biegunów galwanometru, a z drugim biegunem połączył podłużną powierzchnię mięśnia i otrzymał potencjał w zakresie 10-80 mV. Wartość potencjału zależy od rodzaju mięśni. Według Matteuchi „biotok płynie” z powierzchni podłużnej do przekroju, a przekrój jest elektroujemny. Ten ciekawy fakt potwierdziły eksperymenty na różnych zwierzętach - żółwiach, królikach, szczurach i ptakach, przeprowadzone przez wielu badaczy, z których należy wyróżnić niemieckich fizjologów Dubois-Reymonda, Hermana i naszego rodaka V. Yu Chagovetsa. Peltier w 1834 roku opublikował pracę, w której przedstawiono wyniki badań interakcji biopotencjałów z prądem stałym przepływającym przez żywą tkankę. Okazało się, że w tym przypadku zmienia się polaryzacja biopotencjałów. Zmieniają się również amplitudy.

Jednocześnie zaobserwowano również zmiany funkcji fizjologicznych. W laboratoriach fizjologów, biologów i lekarzy pojawiają się elektryczne przyrządy pomiarowe, które mają wystarczającą czułość i odpowiednie granice pomiarowe. Zbierany jest duży i wszechstronny materiał eksperymentalny. To kończy prehistorię wykorzystania elektryczności w medycynie i badania elektryczności „zwierzęcej”.

Pojawienie się fizycznych metod zapewniających pierwotną bioinformację, nowoczesny rozwój elektrycznej aparatury pomiarowej, teorii informacji, autometrii i telemetrii, integracja pomiarów – oto nowy historyczny etap w naukowym, technicznym i biomedycznym obszarze wykorzystania energii elektrycznej.

2 Historia radioterapii i diagnostyka

Pod koniec XIX wieku dokonano bardzo ważnych odkryć. Po raz pierwszy człowiek mógł zobaczyć na własne oczy coś ukrytego za barierą nieprzezroczystą dla światła widzialnego. Konrad Roentgen odkrył tzw. promienie rentgenowskie, które mogą przenikać przez optycznie nieprzezroczyste bariery i tworzyć obrazy cieniowe obiektów za nimi ukrytych. Odkryto również zjawisko promieniotwórczości. Już w XX wieku, w 1905 roku, Eindhoven udowodnił elektryczną aktywność serca. Od tego momentu zaczęła się rozwijać elektrokardiografia.

Lekarze zaczęli otrzymywać coraz więcej informacji o stanie narządów wewnętrznych pacjenta, których nie mogliby zaobserwować bez odpowiednich urządzeń stworzonych przez inżynierów na podstawie odkryć fizyków. Wreszcie lekarze otrzymali możliwość obserwowania pracy narządów wewnętrznych.

Na początku II wojny światowej czołowi fizycy planety, jeszcze przed pojawieniem się informacji o rozszczepieniu ciężkich atomów i kolosalnym uwolnieniu energii w tym przypadku, doszli do wniosku, że można stworzyć sztuczne radioaktywne izotopy. Liczba izotopów promieniotwórczych nie ogranicza się do naturalnie znanych pierwiastków promieniotwórczych. Znane są ze wszystkich pierwiastków chemicznych układu okresowego pierwiastków. Naukowcom udało się prześledzić ich historię chemiczną bez zakłócania przebiegu badanego procesu.

W latach dwudziestych podjęto próby wykorzystania naturalnie radioaktywnych izotopów z rodziny radu do określenia szybkości przepływu krwi u ludzi. Ale tego rodzaju badania nie były szeroko wykorzystywane nawet do celów naukowych. Izotopy promieniotwórcze znalazły szersze zastosowanie w badaniach medycznych, w tym diagnostycznych, w latach pięćdziesiątych po utworzeniu reaktor nuklearny, w którym dość łatwo było uzyskać duże aktywności sztucznie radioaktywnych izotopów.

Najbardziej znanym przykładem jednego z pierwszych zastosowań sztucznie radioaktywnych izotopów jest wykorzystanie izotopów jodu do badań tarczycy. Metoda ta umożliwiła poznanie przyczyn chorób tarczycy (wole) dla niektórych miejsc zamieszkania. Wykazano związek między zawartością jodu w diecie a chorobą tarczycy. W wyniku tych badań ty i ja spożywamy sól kuchenną, do której celowo wprowadza się nieaktywne suplementy jodu.

Początkowo do badania rozmieszczenia radionuklidów w narządzie stosowano pojedyncze detektory scyntylacyjne, które skanowały badany narząd punkt po punkcie, tj. zeskanował go, poruszając się wzdłuż linii meandra po całym badanym narządzie. Takie badanie nazwano skanowaniem, a używane do tego urządzenia nazwano skanerami (skanerami). Wraz z rozwojem detektorów czułych pozycyjnie, które oprócz rejestracji padającego kwantu gamma wyznaczały również współrzędną jego wejścia do detektora, możliwe stało się jednoczesne oglądanie całego badanego narządu bez poruszania detektorem ponad tym. Obecnie uzyskanie obrazu rozmieszczenia radionuklidów w badanym narządzie nazywa się scyntygrafią. Chociaż, ogólnie rzecz biorąc, termin scyntygrafia został wprowadzony w 1955 r. (Andrews et al.) i początkowo odnosił się do skanowania. Wśród systemów z detektorami stacjonarnymi najszerzej stosowana jest tzw. kamera gamma, po raz pierwszy zaproponowana przez Angera w 1958 roku.

Gammakamera umożliwiła znaczne skrócenie czasu akwizycji obrazu iw związku z tym zastosowanie radionuklidów o krótszej żywotności. Zastosowanie krótkożyciowych radionuklidów istotnie zmniejsza dawkę napromieniowania organizmu osobnika, co pozwoliło na zwiększenie aktywności podawanych pacjentom radiofarmaceutyków. Obecnie przy użyciu Ts-99t czas uzyskania jednego obrazu to ułamek sekundy. Tak krótkie czasy uzyskania pojedynczej klatki doprowadziły do ​​powstania dynamicznej scyntygrafii, gdy w trakcie badania uzyskuje się kilka kolejnych obrazów badanego narządu. Analiza takiej sekwencji pozwala określić dynamikę zmian czynności zarówno narządu jako całości, jak i poszczególnych jego części, czyli istnieje połączenie badań dynamicznych i scyntygraficznych.

Wraz z rozwojem techniki pozyskiwania obrazów rozmieszczenia radionuklidów w badanym narządzie pojawiło się pytanie o metody oceny rozmieszczenia radiofarmaceutyków na badanym obszarze, zwłaszcza w scyntygrafii dynamicznej. Skanogramy były przetwarzane głównie wizualnie, co stało się nie do zaakceptowania wraz z rozwojem scyntygrafii dynamicznej. Głównym problemem była niemożność skonstruowania krzywych odzwierciedlających zmianę aktywności radiofarmaceutycznej w badanym narządzie lub w poszczególnych jego częściach. Oczywiście można zauważyć szereg mankamentów powstałych scyntygramów - obecność szumu statystycznego, niemożność odejmowania tła otaczających narządów i tkanek, niemożność uzyskania obrazu sumarycznego w scyntygrafii dynamicznej na podstawie kilku kolejnych klatek .

Wszystko to doprowadziło do powstania komputerowych systemów przetwarzania cyfrowego scyntygramów. W 1969 Jinuma i wsp. wykorzystali możliwości komputera do przetwarzania scyntygramów, co pozwoliło na uzyskanie bardziej wiarygodnych informacji diagnostycznych w znacznie większej objętości. W związku z tym bardzo intensywnie zaczęto wprowadzać do praktyki zakładów diagnostyki radionuklidowej komputerowe systemy gromadzenia i przetwarzania informacji scyntygraficznych. Takie oddziały stały się pierwszymi praktycznymi oddziałami medycznymi, w których szeroko wprowadzono komputery.

Rozwój cyfrowych systemów gromadzenia i przetwarzania informacji scyntygraficznych opartych na komputerze położył podwaliny pod zasady i metody przetwarzania medycznych obrazów diagnostycznych, które znalazły zastosowanie również w przetwarzaniu obrazów uzyskanych z wykorzystaniem innych zasad medycznych i fizycznych. Dotyczy to zdjęć rentgenowskich, obrazów uzyskanych w diagnostyce ultrasonograficznej i oczywiście tomografii komputerowej. Z kolei rozwój technik tomografii komputerowej doprowadził z kolei do powstania tomografów emisyjnych, zarówno jednofotonowych, jak i pozytonowych. Rozwój wysokich technologii wykorzystania izotopów promieniotwórczych w badaniach diagnostyki medycznej i ich coraz większe zastosowanie w praktyce klinicznej doprowadził do powstania niezależnej dyscypliny medycznej diagnostyki radioizotopowej, którą zgodnie z międzynarodową standaryzacją nazwano później diagnostyką radionuklidową. Nieco później pojawiła się koncepcja medycyny nuklearnej, która łączyła metody wykorzystania radionuklidów zarówno w diagnostyce, jak i terapii. Wraz z rozwojem diagnostyki radionuklidowej w kardiologii (w krajach rozwiniętych do 30% ogólnej liczby badań radionuklidowych stało się kardiologiczne) pojawił się termin kardiologia jądrowa.

Kolejny ekskluzywny ważna grupa badania z użyciem radionuklidów są badaniami in vitro. Ten rodzaj badań nie polega na wprowadzaniu radionuklidów do organizmu pacjenta, ale wykorzystuje metody radionuklidowe do określenia stężenia hormonów, przeciwciał, leków i innych klinicznie ważnych substancji w próbkach krwi lub tkanek. Ponadto współczesna biochemia, fizjologia i biologia molekularna nie mogą istnieć bez metod znaczników promieniotwórczych i radiometrii.

W naszym kraju masowe wprowadzanie metod medycyny nuklearnej do praktyki klinicznej rozpoczęło się pod koniec lat pięćdziesiątych po wydaniu zarządzenia Ministra Zdrowia ZSRR (nr 248 z dnia 15 maja 1959 r.) w sprawie utworzenia w dużych placówek onkologicznych i budowy standardowych budynków radiologicznych, niektóre z nich nadal działają. Ważną rolę odegrał także Dekret KC KPZR i Rady Ministrów ZSRR z dnia 14 stycznia 1960 r. Nr 58 „O środkach dalszej poprawy opieki medycznej i ochrony zdrowia ludności ZSRR ”, który przewidywał powszechne wprowadzenie metod radiologicznych do praktyki medycznej.

Szybki rozwój medycyny nuklearnej ostatnie lata doprowadził do niedoboru radiologów i inżynierów, którzy są specjalistami w dziedzinie diagnostyki radionuklidów. Wynik zastosowania wszystkich technik radionuklidowych zależy od dwóch przegląd najważniejszych wydarzeń: z jednej strony z systemu wykrywania o wystarczającej czułości i rozdzielczości, az drugiej strony z produktu radiofarmaceutycznego, który zapewnia akceptowalny poziom akumulacji w pożądanym narządzie lub tkance. Dlatego każdy specjalista w dziedzinie medycyny nuklearnej musi posiadać dogłębną wiedzę na temat fizycznych podstaw radioaktywności i systemów detekcji, a także wiedzę z zakresu chemii radiofarmaceutyków i procesów warunkujących ich lokalizację w określonych narządach i tkankach. Niniejsza monografia nie jest prostym przeglądem osiągnięć w dziedzinie diagnostyki radionuklidów. Prezentuje dużo oryginalnego materiału, który jest wynikiem badań jego autorów. Wieloletnie doświadczenie wspólnej pracy zespołu twórców wydziału aparatury radiologicznej CJSC „VNIIMP-VITA”, Centrum Onkologii Rosyjskiej Akademii Nauk Medycznych, Kompleksu Badawczo-Produkcyjnego Kardiologii Ministerstwa Zdrowia Federacja Rosyjska, Instytut Kardiologii Tomskiego Centrum Naukowego Rosyjskiej Akademii Nauk Medycznych, Stowarzyszenie Fizyków Medycznych Rosji umożliwiły rozważenie teoretycznych zagadnień obrazowania radionuklidów, praktyczne wdrożenie takich technik i uzyskanie najbardziej informacji wyniki diagnostyczne dla praktyki klinicznej.

Rozwój techniki medycznej w dziedzinie diagnostyki radionuklidów jest nierozerwalnie związany z nazwiskiem Siergieja Dmitriewicza Kałasznikowa, który przez wiele lat pracował w tym kierunku w Ogólnounijnym Instytucie Naukowo-Badawczym Aparatury Medycznej i nadzorował stworzenie pierwszego rosyjskiego tomografu. kamera gamma GKS-301.

5. Krótka historia terapii ultradźwiękowej

Technologia ultradźwiękowa zaczęła się rozwijać podczas I wojny światowej. To właśnie wtedy, w 1914 roku, testując nowy emiter ultradźwiękowy w dużym akwarium laboratoryjnym, wybitny francuski fizyk eksperymentalny Paul Langevin odkrył, że ryby pod wpływem ultradźwięków zaniepokoiły się, zamiatały, a potem uspokoiły, ale po chwili zaczęli umierać. Tak więc przypadkowo przeprowadzono pierwszy eksperyment, od którego rozpoczęło się badanie biologicznego wpływu ultradźwięków. Pod koniec lat 20. XX wieku. Podjęto pierwsze próby zastosowania ultradźwięków w medycynie. A już w 1928 roku niemieccy lekarze używali ultradźwięków do leczenia chorób uszu u ludzi. W 1934 roku sowiecki otolaryngolog E.I. Anokhrienko wprowadziła metodę ultradźwiękową do praktyki terapeutycznej i jako pierwsza na świecie przeprowadziła leczenie skojarzone ultradźwiękami i prądem elektrycznym. Wkrótce ultradźwięki znalazły szerokie zastosowanie w fizjoterapii, szybko zyskując sławę jako bardzo skuteczne narzędzie. Przed zastosowaniem ultradźwięków do leczenia chorób ludzi, ich działanie zostało dokładnie przetestowane na zwierzętach, ale nowe metody pojawiły się w praktycznej weterynarii dopiero po ich szerokim zastosowaniu w medycynie. Pierwsze aparaty USG były bardzo drogie. Cena oczywiście nie ma znaczenia, jeśli chodzi o zdrowie ludzi, ale w produkcji rolnej trzeba to brać pod uwagę, ponieważ nie powinna być nieopłacalna. Pierwsze metody leczenia ultradźwiękowego opierały się na obserwacjach czysto empirycznych, jednak równolegle z rozwojem fizjoterapii ultradźwiękowej rozwijano badania mechanizmów biologicznego działania ultradźwięków. Ich wyniki umożliwiły dostosowanie praktyki stosowania ultradźwięków. Na przykład w latach 1940-1950 wierzono, że ultradźwięki o natężeniu do 5 ... 6 W / cm2 lub nawet do 10 W / cm2 są skuteczne w celach terapeutycznych. Wkrótce jednak intensywność ultradźwięków stosowanych w medycynie i weterynarii zaczęła spadać. Tak więc w latach 60. XX wieku. maksymalna intensywność ultradźwięków generowanych przez urządzenia do fizjoterapii spadła do 2...3 W/cm2, a obecnie produkowane urządzenia emitują ultradźwięki o natężeniu nieprzekraczającym 1 W/cm2. Ale dziś w fizjoterapii medycznej i weterynaryjnej najczęściej stosuje się ultradźwięki o natężeniu 0,05-0,5 W / cm2.

Wniosek

Oczywiście nie udało mi się opisać historii rozwoju fizyki medycznej w w pełni, bo inaczej musiałbym szczegółowo omówić każde fizyczne odkrycie. Mimo to wskazałem główne etapy rozwoju miodu. fizycy: jego początki nie sięgają XX wieku, jak wielu uważa, ale znacznie wcześniej, w czasach starożytnych. Dziś odkrycia tamtych czasów wydadzą nam się drobiazgami, ale tak naprawdę dla tamtego okresu był to niewątpliwy przełom w rozwoju.

Trudno przecenić wkład fizyków w rozwój medycyny. Weźmy na przykład Leonarda da Vinci, który opisał mechanikę ruchów stawów. Jeśli spojrzysz obiektywnie na jego badania, zrozumiesz, że współczesna nauka o stawach obejmuje zdecydowaną większość jego prac. Albo Harvey, który jako pierwszy udowodnił zamknięcie krążenia krwi. Dlatego wydaje mi się, że powinniśmy docenić wkład fizyków w rozwój medycyny.

Lista wykorzystanej literatury

1. „Podstawy oddziaływania ultradźwięków z obiektami biologicznymi”. Ultradźwięki w medycynie, weterynarii i biologii eksperymentalnej. (Autorzy: Akopyan V.B., Ershov Yu.A., red. Shchukin S.I., 2005)

Aparatura i metody diagnostyki radionuklidów w medycynie. Kalantarov K.D., Kałasznikow SD, Kostylev V.A. i inni, wyd. Wiktorowa V.A.

Kharlamov I.F. Pedagogia. - M.: Gardariki, 1999. - 520 s; strona 391

Elektryczność i człowiek; Manoiłow W.E. ; Energoatomizdat 1998, s. 75-92

Cherednichenko TV Muzyka w historii kultury. - Dolgoprudny: Allegro-press, 1994. s. 200

Życie codzienne starożytnego Rzymu w obiektywie przyjemności, Jean-Noel Robber, The Young Guard, 2006, s. 61

Platon. Dialogi; Myśl, 1986, s. 693

Descartes R. Works: W 2 tomach - Vol. 1. - M .: Myśl, 1989. Pp. 280, 278

Platon. Dialogi - Timajos; Myśl, 1986, s. 1085

Leonardo da Vinci. Wybrane prace. W 2 tomach T.1 / Przedruk z wyd. 1935 - M.: Ladomir, 1995.

Arystotelesa. Prace w czterech tomach. T.1.Ed.V. F. Asmusa. M.,<Мысль>, 1976, s. 444, 441

Lista zasobów internetowych:

Terapia dźwiękiem - Nag-Cho http://tanadug.ru/tibetan-medicine/healing/sound-healing

(data leczenia 18.09.12)

Historia fototerapii - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (dostęp 21.09.12)

Leczenie ogniowe - http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (dostęp 21.09.12)

Medycyna orientalna - (data dostępu 22.09.12)://arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam

Zmieniły nasz świat i znacząco wpłynęły na życie wielu pokoleń.

Wielcy fizycy i ich odkrycia

(1856-1943) - wynalazca w dziedzinie elektrotechniki i radiotechniki pochodzenia serbskiego. Nicola nazywany jest ojcem nowoczesnej elektryczności. Dokonał wielu odkryć i wynalazków, otrzymując ponad 300 patentów na swoje dzieła we wszystkich krajach, w których pracował. Nikola Tesla był nie tylko fizykiem teoretykiem, ale także genialnym inżynierem, który tworzył i testował swoje wynalazki.
Tesla odkrył prąd zmienny, bezprzewodową transmisję energii, elektryczność, jego praca doprowadziła do odkrycia promieni rentgenowskich, stworzył maszynę wywołującą drgania powierzchni ziemi. Nikola przewidział nadejście ery robotów zdolnych do wykonywania każdej pracy.

(1643-1727) - jeden z ojców fizyki klasycznej. Uzasadnił ruch planet Układu Słonecznego wokół Słońca, a także początek przypływów i odpływów. Newton stworzył podstawy nowoczesnej optyki fizycznej. Szczytem jego pracy jest dobrze znane prawo powszechnego ciążenia.

John Dalton- angielski fizykochemik. Odkrył prawo równomiernej ekspansji gazów po podgrzaniu, prawo wielu stosunków, zjawisko polimerów (np. etylenu i butylenu) Twórca atomowej teorii budowy materii.

Michael Faraday(1791 - 1867) - angielski fizyk i chemik, twórca teorii pola elektromagnetycznego. Dokonał w swoim życiu tak wielu odkryć naukowych, że wystarczyłoby tuzin naukowców, by uwiecznić jego imię.

(1867 - 1934) - fizyk i chemik polskiego pochodzenia. Wraz z mężem odkryła pierwiastki radu i polonu. Pracował nad radioaktywnością.

Robert Boyle(1627 - 1691) - angielski fizyk, chemik i teolog. Wraz z R. Townleyem ustalił zależność objętości tej samej masy powietrza od ciśnienia w stałej temperaturze (prawo Boyle-Mariotte).

Ernest Rutherford- Fizyk angielski, rozwikłał naturę radioaktywności indukowanej, odkrył emanację toru, rozpad promieniotwórczy i jego prawo. Rutherford jest często słusznie nazywany jednym z tytanów fizyki XX wieku.

- fizyk niemiecki, twórca ogólnej teorii względności. Zasugerował, że wszystkie ciała nie przyciągają się nawzajem, jak sądzono od czasów Newtona, ale zaginają otaczającą przestrzeń i czas. Einstein napisał ponad 350 artykułów z fizyki. Jest twórcą specjalnej (1905) i ogólnej teorii względności (1916), zasady równoważności masy i energii (1905). Opracował wiele teorii naukowych: kwantowy efekt fotoelektryczny i kwantowa pojemność cieplna. Wraz z Planckiem opracował podstawy teorii kwantowej, stanowiącej podstawy współczesnej fizyki.

Aleksander Stoletov- Fizyk rosyjski stwierdził, że wielkość fotoprądu nasycenia jest proporcjonalna do strumienia światła padającego na katodę. Był bliski ustanowienia praw wyładowań elektrycznych w gazach.

(1858-1947) - fizyk niemiecki, twórca teorii kwantowej, który dokonał prawdziwej rewolucji w fizyce. Fizyka klasyczna, w przeciwieństwie do fizyki współczesnej, oznacza teraz „fizykę przed Planckiem”.

Paul Dirac- Fizyk angielski, odkrył statystyczny rozkład energii w układzie elektronów. Otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki „za odkrycie nowych produktywnych form teorii atomowej”.