Документ представляет обзор инновационных биотехнологий и медицинских устройств, включая имплантаты для предсказания эпилептических припадков, инъекции наночастиц для контроля уровня глюкозы у диабетиков, и разработки для быстрого выявления бактериальных штаммов. Также описываются достижения в клонировании стволовых клеток и новом приложении для смарт-устройств, позволяющем врачам удаленно контролировать состояние пациентов. В заключение, рассматриваются новые технологии для извлечения урана из морской воды и использование топливных элементов для более эффективного захвата углекислого газа.

1. Обзор американской прессы
по инновационным продуктам
май 2013
Отделение Торгового представительства
Российской Федерации
в Соединенных Штатах Америки
в г. Нью-Йорк

2. Биотехнологии Имплантат мозга от компании Neurovista
способен предупредить о надвигающемся
эпилептическом припадке
medGadget, 02.05.2013
Эпилептические припадки ставят исследователей в тупик в
течение долгого времени, поскольку они настигают своих
жертв крайне внезапно и без видимых причин. Тем не менее
мозг не просто ввести в такое угнетенное состояние в течение
всего нескольких секунд – так называемая «электрическая
буря» в мозгу накапливается и развивается до тех пор, пока
не начинается припадок. Информация о надвигающемся
припадке, полученная при помощи мониторинга мозговой
активности,поможетпринятьпревентивныемерыисократить
последствия судорог. Компания под названием NeuroVista
(Сиэтл, Вашингтон) разработала имплантат, который оказался
способным контролировать мозг и предсказывать припадки
с поразительной точностью. Имплантат сам по себе не нов и
был разработан несколько лет назад с целью сбора данных
непосредственно с поверхности мозга при долгосрочных
электроэнцефалограммах. Последней разработкой является
связь имплантата NeuroVista с другим имплантатом,
размещенным под грудью (как кардиостимулятор), который
передает данные из имплантата мозга в устройство, на
котором отображается предупреждение о предстоящих
судорогах (читать полную версию).

3. Биотехнологии Надежда для больных диабетом: инъекции
наночастиц показали способность
имитировать функционал здоровой
поджелудочной железы у больных животных
medGadget, 03.05.2013
Контроль уровня глюкозы в крови – неотъемлемая часть
жизни больных диабетом людей, которым приходится
постоянно брать кровь на анализ, а иногда делать
инъекции инсулина. Теперь же ученые разработали новый
революционный подход с использованием чувствительных
к сахару наночастиц. Исследователи из Государственного
университета Северной Каролины, Университета Северной
Каролины в Чапел-Хилл, Массачусетского технологического
института и Детской больницы Бостона успешно провели
испытания новых частиц на мышах-диабетиках, в
результате которых здоровый уровень сахара оставался в
крови животных в течение десяти дней. Дополнительные
исследования, безусловно, необходимы, чтобы подтвердить
технологию, но возможность появления инъекций,
имитирующих функционал поджелудочной железы не
может быть переоценена. Новая инъекционная наносеть
состоит из смеси, содержащей наночастицы с твердой
основой инсулина, модифицированного декстрана и
ферментов глюкозооксидазы. Когда ферменты подвергаются
воздействию высокого уровня глюкозы, они начинают
эффективно превращать глюкозу в глюконовую кислоту,
которая расщепляет модифицированный декстран и
высвобождает инсулин, под воздействием которого уровень
глюкозы приходит в норму. Глюконовая кислота и декстран
полностью биосовместимы и растворяются в организме. Ядро
каждой из наночастиц покрыто либо положительно, либо
отрицательно заряженным биосовместимым покрытием.
Положительно заряженные покрытия выполнены из
хитозана (вещество содержится в панцире креветок), а
отрицательно заряженные покрытия выполнены из
альгината (вещество, обычно присутствующее в морской
водоросли). При смешении наночастиц положительно и
отрицательно заряженные покрытия притягиваются друг
к другу, формируя “наносеть”. После вся конструкция
вводитсявподкожныйслойкожи,гденаносетьсдерживает
наночастицы вместе и защищает их от распространения
по всему телу. При этом и наносеть, и покрытия являются
пористыми, позволяя крови - и сахару в крови – достигать
ядер наночастиц (читать полную версию).

4. Биотехнологии Бактериальный детекор, разработанный
исследователями Массачусетского генерального
госпиталя, быстро определяет конкретные
бактериальные штаммы
Nature Nanotechnology, 05.05.2013
Исследователи из Массачусетского генерального госпиталя
разработали микрожидкостное устройство, которое использует
магнитно отмеченные частицы, прикрепленные к антителам,
для выявления рака. Позднее была предпринята попытка
использовать данную технологию для выявления штаммов
бактерий из образцов жидкостей организма, однако найти
соответствующие антитела оказалось непросто. Для решения
проблемы команда исследователей выделила непосредственно
ДНК, разработав последовательность нуклеиновых кислот, парных
определеннымбактериальнымштаммам.Затембылиспользован
ядерный магнитный резонанс для обнаружения данных парных
частиц в образце. Исследование подтвердило, что данный метод
более эффективен, чем другие, когда конкретные штаммы
туберкулеза были выявлены в течение всего лишь нескольких
часов. В журнале Nature Nanotechnology описывается также
похожая система, использующая рибосомную РНК в качестве
мишени для маркировки наночастиц. Исследователи разработали
как универсальный зонд для нуклеиновой кислоты, который
определяет участок рРНК, общий для многих видов бактерий,
так и набор зондов, который определяет последовательности,
специфичные для 13 клинически значимых патогенов, включая
пневмококк, кишечную палочку и метициллин-резистентный
стафилококк(MRSA).Устройствобылодостаточночувствительным,
чтобы обнаружить один или два типа бактерий в 10 мл образца
крови и точно оценить бактериальную нагрузку. При тестировании
системы на образцах крови пациентов с известными инфекциями
были точно определены конкретные виды бактерий менее, чем за
два часа, а также обнаружены два вида, которые не
были определены с помощью стандартных методов
анализа. И хотя обе системы требуют дальнейшего
развития, чтобы в итоге появились автономные
устройства, небольшой размер и легкость в работе
делают их идеальными для будущего использования
в развивающихся странах (читать полную версию).

5. Клонирование для создания эмбриональных
стволовых клеток
The New York Times, 15.05.2013
Ученым наконец удалось при помощи клонирования создать
эмбриональныестволовыеклетки–ещеодиншагнапутиразвития
замены тканей для лечения болезней. Исследователи Орегонского
университета здоровья и науки взяли клетки кожи ребенка
с генетическим заболеванием и «соединили» их с донорской
человеческой яйцеклеткой для создания эмбрионов, из которых
впоследствии были экстрагированы стволовые клетки. Техника
создания эмбрионов принципиально осталась такой же, как и
при создании овечки Долли и других клонированных животных.
Однако в тех случаях эмбрионы были имланитрованы в утробу
суррогатной матери. В новом исследовании ученые сообщили, что
не имплантировали эмбрионы, поскольку такая техника в любом
случае не приведет к рождению жизнеспособного ребенка. Тем
не менее тот факт, что ученым удалось получить клонированные
человеческие эмбрионы, которые выжили достаточно долго,
чтобы стала возможной добыча стволовых клеток, будет
рассматриваться как шаг вперед на пути к репродуктивному
клонированию человека (читать полную версию).
Биотехнологии

6. Приложение для смартфона позволяет врачам
удаленно наблюдать за пациентами
MIT Technology Review, 17.05.2013
В медицинском центре Форсайт в Уинстон-Салем, штат
Северная Каролина, медсестры теперь могут проверять
своих больных сахарным диабетом пациентов, даже если
те находятся не в клинике. Если пациент вяло себя ведет
или его поведение отклоняется от обычного, на приборной
панели медсестры зеленый свет меняется на желтый, а
впоследствии на красный. После того, как медсестра видит эти
изменения, она звонит пациенту спросить, по-прежнему ли
он принимает лекарства. Такой новый способ отслеживания
состояния здоровья пациентов представляет собой проверку
функционала приложения Ginger.io в больницах Соединенных
Штатов. После установки на смартфоны пациентов приложение
начинает отслеживать данные о том, что пациент делает и куда
ходит, с целью обнаружения признаков необычного поведения.
Анмол Мадан, соучредитель и генеральный директор Ginger.io,
говорит, что его исследователи предложили новый, недорогой
способ автоматизировать мониторинг людей с такими
заболеваниями,какдиабет,илиспсихическимизаболеваниями.
Такие пациенты в состоянии ухаживать за собой, принимать
лекарственные препараты дома, но они имеют тенденцию
прекращать прием лекарств, если они впадают в депрессию.
Приложение не диагностирует пациентов напрямую, однако
оно предупреждает, если поведение человека изменилось из-
за того, что врачи называют «нарушением режима терапии».
Благодаря таким зафиксированным изменениям медсестра или
врач могут проверить состояние пациента и вовремя оказать
ему помощь (читать полную версию).
Телекоммуникации

7. Телекоммуникации
Новый тип светодиодов, сделающий дисплеи,
работающие по принципу Google Glass, еще лучше
MIT Technology Review, 13.05.2013
Крошечные дисплеи наподобие тех, что используются в Google
Glass, будут практичны, только если информация и оповещения
будут отображаться достаточно четко. А этого достичь сложно,
особенно не потратив при этом полный запас батареи. Так
создатели Google Glass утверждают, что их проекционный дисплей
будет достаточно тяжело использовать при ярком дневном
освещении. Стартап из Бруклина под названием Lumiode работает
над возможным решением проблемы. В отличие от большинства
дисплеев, имеющих светоизлучающие платы и фильтры,
чтобы отдельные пиксели образовывали в совокупности одно
изображение, технологии Lumiode используют светоизлучающие
диоды в качестве пикселей. Они более эффективны, так как свет
не теряется при фильтрации. В результате изображение будет
мельче, ярче, а сама конструкция более энергоэффективной. И
пока пройдет какое-то время, прежде чем технология компании
станет использоваться в устройствах, похожих на Google Glass,
растущий интерес на маленькие электронные дисплеи, которые
вписываются в нашу повседневную жизнь, будет стимулировать
спрос. Большинство дисплеев используют светодиоды в задней
части экрана. В таких экранах изображение возникает, когда
свет проходит через фильтры. Недостатотком является снижение
яркости и расход энергии, потому что светодиоды включены
постоянно. Дисплеи Lumiode состоят из массивов с добавленным
слоем кремния поверх каждого отдельного индикатора, который
управляет количеством излучаемого света. В этом случае
светодиод сам служит компонентом, формирующим изображение
(читать полную версию).

8. Новый материал, с помощью которого можно
извлечь уран из морской воды
Mashable, 17.05.2013
Исследователи утверждают, что новый материал может быть
потенциально использован для более эффективного извлечения
урана из морской воды. Мировой океан содержит почти в
тысячу раз больше запасов урана, чем обычные резервы, и
исследователи десятилетиями пытаются разработать способ
его извлечения. Важность исследования заключается в том,
что такая технология может стать отличной страховкой, в
случае если поставки урана для ядерных реакторов станут
дефицитными. На сегодняшний день самая продвинутая
технологияиспользуетсинтетическиеволокнаспересаженными
на поверхность связанными с ураном химическими группами.
Исследователи под руководством Венбин Лин, профессора
химии в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл,
разработали металлоорганическую структуру для сбора
общих уран-содержащих ионов, растворенных в морской
воде. В лабораторных исследованиях материал в четыре раза
лучше привлекал уран-содержащие ионы, чем пластиковые
адсорбенты. Металлоорганические структуры считаются очень
перспективными для определенных технологий, включая
хранение газа. Их структура может быть изменена для
различных целей, что позволяет им быть очень пористыми. И,
как и органические полимеры, металлоорганические структуры
имеют поверхности, которые могут быть модифицированы
таким образом, чтобы связывать их со специфическими
молекулами. Одна из причин, почему сложно извлечь уран из
морской воды, заключается в том, что он находится в крайне
низкой концентрации. Чтобы метод заработал, в океан нужно
поместить большое количество пластикого адсорбента, и
оставить его на несколько недель. Но океан содержит
много других ионов, которые также могут связываться
с адсорбентом и блокировать уран. В лаборатории,
без конкуренции со стороны других ионов, материал
Лин собрал более 200 миллиграммов урана на
грамм адсорбента. Данное химическое сродство
урана, говорит Лин, связано с точной конструкцией
трехмерной структуры материала (читать полную
версию).
Энергетика

9. Энергетика Топливные элементы как решение проблемы
дешевого хранения углекислого газа
MIT Technology Review, 24.05.2013
Электрохимические реакции, происходящие внутри топливных
элементов при выработке электроэнергии, могут помочь в
поиске дешевого способа селективного удаления диоксида
углерода из выхлопных газов. При этом топливные элементы
также могут быть использованы для выработки электроэнергии.
Существующие сегодня способы «захвата» двуокиси углерода
могутпочтивдвоеувеличитьстоимостьэлектроэнергииугольных
электростанций. И хотя использование топливных элементов
также увеличит стоимость электроэнергии, по предварительным
расчетам, увеличение произойдет лишь на 1/3, говорит Шейлеш
Вора, руководитель Программы в Национальной лаборатории
энергетических технологий Министерства энергетики США.
Исследователи рассматривали использование топливных
элементовдлязахватауглекислогогаза,покрайнеймере,сначала
1990-х годов, но сейчас элементы стали дешевле, и они более
долговечны, что теоретически делает их более практичными.
Технология «захвата» углекислого газа, направленная на
снижение выбросов электростанций, может быть ключом к
решению проблемы изменения климата, тем более, что мощность
энергии ископаемого топлива растет быстрее, чем мощность
других источников энергии (ветровой, солнечной и ядерной). Уже
существуют технологии, которые могут захватывать углекислый
газ, но они не используются в больших масштабах, потому что
это дорого и потому что используется пар, который мог бы
быть задействован для выработки электроэнергии, что снижает
мощность электростанции и, соответственно, доходы примерно
на треть. Использование же топливного элемента наоборот
повышает мощность электростанции. Однако не все топливные
элементымогутбытьиспользованыдлязахватауглекислогогаза.
Процесс работает только с расплавным карбонатным топливным
Исп.: К.И. Зайкова
элементом, который берут с одного электрода, что и
углекислый газ. Диоксид углерода затем используется
для формирования ионов, которые проводят ток к
противоположному электроду, где и выбрасывается
углекислый газ. Наконец, все возвращается обратно
к первому электроду для повторного использования,
что образует полную петлю. Для захвата углекислого
газа цикл должен быть прерван. Вместо утилизации
углекислогогаза,топливныйэлементполучаетдвуокись
углерода, которая ему нужна, из выхлопных газов. Эти
выхлопныегазысодержатпримерноот5до15процентов
двуокиси углерода с добавлением других газов, в
основном азота. Топливный элемент избирательно
принимает диоксид углерода, а затем использует его
для образования ионов. Около 70% требуемой двуокиси
углерода можно получать из выхлопных газов.
Остаточным веществом является водяной пар, который
легко конденсируется, в результате чего выбрасывается
почти чистый поток диоксида углерода, который может
храниться под землей под давлением (читать полную
версию).

10. Отделение Торгового представительства
Российской Федерации
в Соединенных Штатах Америки
в г. Нью-Йорк
Контакты:
353 Lexington Ave., 900,
New York, NY,
10016, USA
Тел.: +1 (212) 682-8592
Факс: +1 (212) 682-8605
www.rustradeusa.org
E-mail: ny@rustradeusa.org