Нанотехнологиите в медицината са нашето бъдеще! Нанотехнологии в медицината Частни случаи на успешно фармакологично приложение на наночастици.

Въведение

Учените твърдят, че ще дойде ден, когато с помощта на нанотехнологиите микроскопични сензори могат да бъдат вградени в човешките кръвни клетки, за да предупреждават за появата на признаци на радиация или развитие на заболяване. Прогнозираният период на изпълнение е 1-ва половина на 21-ви век.

Междувременно учените работят върху създаването на медицински нанороботи, журналисти и обществеността спорят дали наносензорите могат да имат разрушителен ефект върху човешкото тяло? В крайна сметка не е известно как тялото ще реагира на чужди тела, въведени в него? Както се изрази Ерик Дрекслер, „невидимото оръжие на световен преврат, покриващо земята със сива слуз“. Накратко, малка причина за края на света.

Може ли нанотехнологиите наистина да причинят края на света или това е просто богата фантазия на някои учени?

Какво е нанотехнология?

Преди да говорите за възможните рискове и перспективи на нанотехнологиите, първо трябва да кажете какво е това? Няма окончателно определение за това понятие. „Нанотехнологиите“ са технологии, които действат в количества от порядъка на нанометър. Това е незначителна стойност, стотици пъти по-малка от дължината на вълната на видимата светлина и сравнима с размера на атомите. Развитието на нанотехнологиите се осъществява в 3 направления:

Производство на електронни схеми с размер на молекула (атом);

Проектиране и производство на машини;

Манипулиране на атоми и молекули.

Какво е наномедицина?

„Наномедицина“ е проследяване, корекция, изграждане и контрол на човешки биологични системи на молекулярно ниво, като се използват разработените нанороботи и наноструктури (Р. Фрейтас).

В момента наномедицината все още не съществува, има само проекти, чието въплъщение ще доведе до наномедицина. След няколко години, когато най-накрая бъде създаден първият наноробот, знанията, натрупани от наномедицината, ще бъдат реализирани. И тогава за няколко минути ще се отървете от грипния вирус или ще се отървете от ранната атеросклероза. Нанороботите ще могат да върнат дори много стар човек в състоянието, в което е бил в младостта си. От операция в органите ще преминем към операции с молекули и така ще станем „безсмъртни“.

Перспективи за развитие

Учени от Мичиган заявяват, че нанотехнологиите могат да се използват за вграждане на микроскопични сензори в човешките кръвни клетки, които ще предупреждават за признаци на радиация или развитие на заболяване. Така че в САЩ, по предложение на НАСА, се разработват такива наносензори. Джеймс Бейнер си представя "нанобитка" с космическа радиация, така че преди изстрелването астронавт с помощта на подкожна спринцовка инжектира прозрачна течност в леглата, наситена с милиони наночастици за времетраенето на полета, той вкарва малко устройство (като слухов апарат) в ухото му. По време на полета това устройство ще използва малък лазер за търсене на светещи клетки. Това е възможно, защото клетките преминават през капилярите на тъпанчевата мембрана. Информацията от клетките ще бъде предадена безжично до хост компютъра на космическия кораб и след това ще бъде обработена. В този случай ще бъдат взети необходимите мерки.

Всичко това може да се сбъдне за около 5-10 години. Учените използват наночастици повече от 5 години.

Сега сензорите, по-тънки от човешка коса, могат да бъдат 1000 пъти по-чувствителни от стандартните ДНК тестове. Американските учени, разработили тези наносензори, вярват, че лекарите ще могат да извършват редица различни тестове, използвайки само една капка кръв. Едно от предимствата на тази система е възможността за незабавно прехвърляне на резултатите от анализа към джобен компютър. Изследователите изчисляват, че ще са необходими около пет години, за да се разработи напълно функционален модел на наносензор, който лекарите могат да използват в ежедневната си работа.

С помощта на нанотехнологиите медицината ще може не само да лекува всяко заболяване, но и да предотврати появата му, и ще може да помогне за осиновяването на човек в космоса.

Могат ли „остарелите нанороботи“ да засегнат хората?

Когато механизмът приключи работата си, нано-лекарите ще трябва да премахнат нанороботите от човешкото тяло. Следователно опасността оставащите в човешкото тяло „остарели нанороботи“ да работят неправилно е много малка. Нанороботите ще трябва да бъдат проектирани така, че да избягват неизправности и да намалят медицинския риск. Как нанороботите ще бъдат премахнати от тялото? Някои от тях ще могат да се самоотстраняват от човешкото тяло по естествени канали. Други ще бъдат проектирани така, че да могат да бъдат отстранени от медици. Процесът на премахване ще зависи от дизайна на наноробота.

Какво може да се направи погрешно по време на лечение с човешки наноробот?

Смята се, че основният риск за пациента ще бъде некомпетентността на лекуващия лекар. Но грешки могат да възникнат и в неочаквани случаи. Един от непредвидените случаи може да бъде взаимодействието между роботи, когато се сблъскат. Такива неизправности ще бъдат трудни за идентифициране. Илюстрация на такъв случай е работата на два вида нанороботи А и В в човешкото тяло. Ако наноробот А премахне последствията от работата на робот Б, тогава това ще доведе до повторна работа на А и този процес ще продължи неопределено време, тоест нанороботите ще коригират работата си един на друг. За да предотврати възникването на подобни ситуации, лекуващият лекар трябва постоянно да следи работата на нанороботите и при необходимост да ги препрограмира. Следователно квалификацията на лекаря е много важна.

Как ще реагира човешкото тяло на нанороботи?

Както знаете, нашата имунна система реагира на чужди тела. Следователно размерът на наноробота ще играе важна роля за това, както и грапавостта на повърхността и мобилността на устройството. Твърди се, че проблемът с биосъвместимостта не е много труден. Изходът от този проблем ще бъде създаването на роботи, базирани на диамантоидни материали. Поради силната повърхностна енергия и диамантовидната повърхност и силната си гладкост, външната обвивка на роботите ще бъде химически инертна.

Наскоро приложени нанотехнологии в медицината

Нанотехнологиите вече се използват в медицината. Основните му области на приложение са: диагностични технологии, медицински изделия, протези и импланти.

Ярък пример е откритието на професор Азиз. За хората с болестта на Паркинсон електродите се вкарват в мозъка през две малки дупки в черепа, които са свързани със стимулатор. След около седмица пациентът се имплантира със самия стимулатор в коремната кухина. Пациентът може сам да регулира напрежението с помощта на превключвател. Болката може да бъде преодоляна в 80% от случаите:

При някои болката изчезва напълно, при други отшумява. Около четири дузини души са преминали през дълбока мозъчна стимулация.

Много от колегите на Азиз казват, че този метод не е ефективен и може да има негативни последици. Професорът е убеден, че методът е ефективен. Нито едното, нито другото сега не е доказано. Струва ми се, че трябва да се доверим само на четиридесет пациенти, които са се отървали от непоносимата болка. И отново искаха да живеят. И ако този метод се практикува от 8 години и не се отразява негативно на здравето на пациентите, защо да не разширите приложението му.

Друго революционно откритие е биочип – малка пластина с нанесени върху нея ДНК или протеинови молекули в определен ред, използвана за биохимични анализи. Принципът на действие на биочипа е прост. Определени последователности от участъци от разцепената ДНК се нанасят върху пластмасова плоча. По време на анализа тестовият материал се поставя върху чипа. Ако съдържа същата генетична информация, те са свързани. В резултат на това можете да наблюдавате. Предимството на биочиповете е голям брой биологични тестове със значителни икономии на тестов материал, реактиви, разходи за труд и време за анализ.

Изход

Перспективите за развитие на нанотехнологиите с помощта на нанотехнологиите са много големи. Използваните в момента нанотехнологии са безвредни, примери са наночипове и слънцезащитната козметика на базата на нанокристали. Технологии като нанороботи и наносензори все още се разработват. Приказките, че поради безкрайния процес на самовъзпроизвеждане на нанороботи дебел слой „сива слуз“ може да покрие цялата Земя, все още е само теория, непотвърдена от никакви данни. Както разбрах в процеса на писане на моята работа, нанотехнологиите са област на науката, която е сериозно критикувана, преди да въведе каквито и да е иновации. Дали тази критика е вярна или не, не мога да преценя.

Учени от НАСА твърдят, че са тествали успешно нанороботи върху животни. Но заслужава ли си да се вярва? Всеки решава това за себе си. Лично аз смятам, че използването например на нанотехнологии като наносензорите може да бъде рисковано. В крайна сметка дори и най-простата система може да не работи, какво можем да кажем за такива напреднали технологии като нанороботи? Освен това е необходимо да се вземат предвид индивидуалните физиологични характеристики на всеки човек.

И така, перспективите за развитие на нанотехнологиите са големи. Твърди се, че в близко бъдеще с тяхна помощ ще бъде възможно не само да се преодолее всяко физическо заболяване, но и да се предотврати появата му. Но учените от НАСА не казват нищо за рисковете. В жълтата преса има само безброй статии, че хората под влиянието на нанороботи ще станат неконтролируеми като зомбита.

Мисля, че възможните рискове ще бъдат съпоставими с перспективите. Така че обществеността трябва да обърне повече внимание на този въпрос. Че учените не само разглеждат "двете страни на монетата", но и информират обществеността за това.

Нанотехнологиите в медицината предоставят нови възможности за висококачествено лечение и преглед на пациентите.

Последните разработки на изследователите издигнаха медицината на ново ниво.

В тази статия ще ви разкажем какви пробиви в науката се случиха напоследък.

Съответна информация, която доставчиците на здравни услуги трябва да знаят.

↯ Още статии в списанието

Основното в статията

Нанотехнологии: нови възможности

Използването на нанотехнологиите в медицината разширява обичайните методи за лечение на пациенти. Така традиционната медицина продължава да използва игли, капсули и таблетки, които доставят в тялото на пациента лекарства, които засягат здрави клетки и органи.

Новите разработки обаче са в състояние да сведат до минимум рисковете, които инжектират лекарството само там, където е необходимо - без инжекции и поглъщане на неприятни лекарства.

Днес наномедицината използва "интелигентни" частици, които са независими обекти с размери от 1 до 100 нанометра.

Този пример за системи за доставяне на лекарства транспортира активните вещества на лекарството само до непосредствените източници на заболяването.

Как работят подобни нанотехнологии в медицината и в кои страни вече се прилагат?

Изпратете добрата си работа в базата от знания е лесно. Използвайте формуляра по-долу

Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще Ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

ОБРАЗОВАТЕЛНА ИНСТИТУЦИЯ

Гродненски държавен университет на име И. Купала

абстрактно

по темата:"Наноматериалите в медицината"

Подготвен от: студентка Бобрицкая Екатерина Олеговна

Учител: И. В. Трифонова

Въведение

Повечето от нас не могат да си представят живота без съвременните блага на цивилизацията, постиженията на науката, технологиите, медицината. Следващата стъпка в това развитие ще бъде развитието на нанотехнологиите, по-специално на много малки системи, способни да изпълняват човешки команди.

Технологичният прогрес е насочен към разработването на по-мощни, по-бързи, по-компактни и елегантни машини. Границата на това развитие може да се счита за машини, с размер на молекула. Машина, изградена от ковалентно свързани атоми, е изключително силна, бърза и малка. Молекулярните нанотехнологии участват в проектирането, създаването и управлението на такива машини. Тази индустрия открива безпрецедентни, фантастични перспективи за човешкото взаимодействие със света.

Понятията "нанотехнология", "наноматериали"

Нанотехнологиите са съвкупност от процеси, които правят възможно създаването на материали, устройства и технически системи, чието функциониране се определя от наноструктурата, т.е. неговите подредени фрагменти с размери от 1 до 100 nm (10-9 m; атоми, молекули). Гръцката дума за "дрифт" приблизително означава "гном". Когато размерът на частиците намалее до 100-10 nm или по-малко, свойствата на материалите (механични, каталитични и др.) се променят значително.

Наноматериалите са материали, които са структурирани на или близо до нивото на молекулния размер. Структурата може да бъде повече или по-малко редовна или произволна. Повърхностите с произволна наноструктура могат да бъдат получени чрез обработка с лъчи на частици, плазмено ецване и някои други методи.

По отношение на правилните структури, малки участъци от повърхността могат да бъдат структурирани „външно“ – например с помощта на сканиращ сондов микроскоп. Въпреки това, доста големи (~ 1 μ2 и повече) области, както и обеми на материята, могат да бъдат структурирани, очевидно, само чрез самосглобяване на молекули.

Самостоятелното сглобяване е широко разпространено в дивата природа. Структурата на всички тъкани се определя от тяхното самосглобяване от клетки; структурата на клетъчните мембрани и органели се определя чрез самосглобяване от отделни молекули.

Самосглобяването на молекулярни компоненти се разработва като начин за конструиране на периодични структури за производство на наноелектронни вериги и тук има значителен напредък.

В медицината материали с наноструктурирана повърхност могат да се използват за заместване на определени тъкани. Клетките на тялото разпознават такива материали като „свои“ и се прикрепят към повърхността им.

В момента е постигнат напредък в производството на наноматериали, които имитират естествената костна тъкан. Например, учени от Северозападния университет (САЩ) Джефри Д. Хартгеринк, Самюел И. Ступ и други са използвали триизмерно самосглобяване на влакна с диаметър около 8 nm, имитиращи естествени колагенови влакна, последвано от минерализация и образуване на ориентирани към хидроксиапатит нанокристали. покрай влакната. Полученият материал беше добре прикрепен към собствените си костни клетки, което позволява да се използва като „лепило“ или „замазка“ за костна тъкан.

Интерес представлява разработването на материали, които имат обратното свойство: те не позволяват на клетките да се прикрепят към повърхността. Едно от възможните приложения на такива материали може да бъде производството на биореактори за отглеждане на стволови клетки. Факт е, че след като се прикрепи към повърхността, стволовата клетка се стреми да се диференцира, образувайки определени специализирани клетки. Използването на материали с наномащабна повърхностна структура за контрол на процесите на пролиферация и диференциация на стволови клетки представлява огромно поле за изследване.

Мембрани с нанопори могат да се използват в микрокапсули за доставка на лекарства и за други цели. Така че те могат да се използват за филтриране на телесните течности от вредни вещества и вируси. Мембраните могат да предпазят наносензорите и други имплантируеми устройства от албумин и подобни покривни агенти.

Приложение на нанотехнологиите в медицината: състояние на техниката

молекулярно структуриран наноматериал за обработка

Терминът нанотехнология убедително навлезе в живота ни. През 1959 г. известният американски физик-теоретик Ричард Файнман каза, че съществува „удивително сложен свят от малки форми и някой ден хората ще бъдат изненадани, че до 1960 г. никой не се е заел сериозно с изучаването на този свят“. В началния етап развитието на нанотехнологиите се определя основно от разработването на устройства за сондова микроскопия. Тези устройства са като очите и ръцете на нанотехнолог.

Напредъкът в областта на нанотехнологиите в момента е свързан със създаването на наноматериали за аерокосмическата, автомобилната и електронната индустрия.

Но постепенно тя все повече се отбелязва като обещаваща област на използване на нанотехнологиите - медицината. Това се дължи на факта, че новата технология дава възможност да се работи с материя в мащаб, който доскоро изглеждаше фантастичен - микрометър и дори нанометър. Точно такива стойности са типични за основните биологични структури - клетки, техните компоненти (органели) и молекули.

Днес е възможно да се твърди за появата на ново направление - наномедицината. За първи път идеята за използване на микроскопични устройства в медицината е изразена през 1959 г. от Р. Файнман в известната му лекция "Там долу има много пространство" (с позоваване на идеята на Албърт Р. Хибс ). Но едва през последните няколко години идеите на Файнман се доближиха до реалността.

Сега все още сме доста далеч от описания от Файнман микроробот, който е способен да влезе в сърцето през кръвоносната система и да извърши там операция на клапа. Съвременните приложения на нанотехнологиите в медицината могат да се разделят на няколко групи: Наноструктурирани материали, включително повърхности с нанорелеф, мембрани с наноотвори; Наночастици (включително фулерени и дендримери); Микро- и нанокапсули; Нанотехнологични сензори и анализатори; Медицински приложения на сканиращи сондови микроскопи; Наноинструменти и наноманипулатори; Микро- и наноустройства с различна степен на автономност.

Американската компания C-Sixty Inc. Провежда предклинични изпитания на средства на базата на фулеренови наносфери C60 с химически групи, подредени на повърхността им. Тези групи могат да бъдат избрани да се свързват с предварително избрани биологични цели. Спектърът от възможни приложения е изключително широк. Тя включва борба с вирусни заболявания като грип и ХИВ, онкологични и невродегенеративни заболявания, остеопороза и съдови заболявания. Например, една наносфера може да съдържа атом от радиоактивен елемент вътре и групи на повърхността си, които й позволяват да се прикрепи към ракова клетка.

Подобни разработки се извършват и в Русия. Институтът по експериментална медицина (Санкт Петербург) използва фулеренов адукт с поливинилпиролидон (PVP). Това съединение е лесно разтворимо във вода, а кухините в неговата структура са близки по размер до молекулите С60. Кухините лесно се запълват с фулеренови молекули и в резултат се образува водоразтворим адукт с висока антивирусна активност. Тъй като самият PVP няма антивирусен ефект, цялата активност се приписва на молекулите С60, съдържащи се в аддукта.

По отношение на фулерена ефективната му доза е приблизително 5 μg / ml, което е значително по-ниско от съответния показател за ремантадин (25 μg / ml), който традиционно се използва в борбата срещу грипния вирус. За разлика от ремантадина, който е най-ефективен в ранния период на инфекция, аддуктът C60 / PVP има стабилен ефект през целия цикъл на вирусна репродукция. Друга отличителна черта на разработеното лекарство е неговата ефективност срещу грипни вируси А и В, докато ремантадинът действа само на първия тип.

Наносферите могат да се използват и в диагностиката, например като рентгеноконтрастно вещество, което се прикрепя към повърхността на определени клетки и показва тяхното местоположение в тялото.

Дендримерите представляват особен интерес. Те представляват нов тип полимери с разклонена структура, а не с обичайната линейна структура.

Всъщност първото съединение с такава структура е получено още през 50-те години, а основните методи за техния синтез са разработени главно през 80-те години. Терминът "дендримери" се появи по-рано от "нанотехнологията" и в началото те не бяха свързани един с друг. Напоследък обаче дендримерите все повече се споменават именно в контекста на техните нанотехнологични (и наномедицински) приложения.

Това се дължи на редица специални свойства, които притежават дендримерните съединения. Сред тях: предвидими, контролируеми и възпроизводими с висока точност размерите на макромолекулите; наличието на канали и пори в макромолекули с добре възпроизводими форми и размери; способността за високо селективно капсулиране и имобилизиране на субстанции с ниско молекулно тегло с образуване на супрамолекулни структури "гост-гостоприемник".

Микро и нанокапсули

За доставяне на лекарства до желаното място в тялото могат да се използват миниатюрни (~ 1 микрон) капсули с нанопори. Подобни микрокапсули вече се тестват за доставяне и физиологично контролирано освобождаване на инсулин при диабет тип 1. Използването на пори с размер около 6 nm ви позволява да защитите съдържанието на капсулата от ефектите на имунната система на тялото. Това прави възможно капсулирането на животински клетки, произвеждащи инсулин, които иначе биха били отхвърлени от тялото.

Микроскопичните капсули с относително прост дизайн също могат да дублират и разширят естествените възможности на тялото. Пример за такава концепция предлага Р. Фрейтас; Респироцитът е също така изкуствен носител на кислород и въглероден диоксид, значително превъзхождащ по своите възможности както червените кръвни клетки, така и съществуващите кръвни заместители (например на базата на флуоровъглеродни емулсии).

Медицински приложения на сканиращите сондови микроскопи

Сканиращите микроскопи са група устройства, които са уникални по своите възможности. Те ви позволяват да постигнете увеличение, достатъчно, за да видите отделни молекули и атоми. В същото време е възможно да се изследват обекти, без да се унищожават и дори, което е особено важно от гледна точка на медико-биологичните приложения, в някои случаи да се изучават живи обекти. Някои видове сканиращи микроскопи също позволяват манипулиране на отделни молекули и атоми.

Добър преглед на възможностите на сканиращите микроскопи при изследване на биологични обекти се съдържа в книгата. Уникалните възможности на сканиращите микроскопи определят перспективите за тяхното приложение в биомедицинските изследвания. Това е преди всичко изследване на молекулярната структура на клетъчните мембрани.

Наноманипулатори

Наноманипулаторите могат да се нарекат устройства, предназначени да манипулират нанообекти - наночастици, молекули и отделни атоми. Пример за това са сканиращите сондови микроскопи, които могат да преместват всеки обект надолу до атоми.

В момента са създадени прототипи на няколко варианта на "нанопинсети". В единия случай са използвани две въглеродни нанотръби с диаметър 50 nm, разположени успоредно по страните на стъклено влакно с диаметър около 2 μm. Когато към тях се приложи напрежение, нанотръбите можеха да се разминават и да се събират като половинките на пинсети.

В друг случай са използвани ДНК молекули, които променят геометрията си по време на конформационен преход или разкъсване на връзките между нуклеотидни бази на успоредни разклонения на молекулата.

Въпреки това, манипулаторът за нанообекти може да се различава по своята структура от макроинструментите. По този начин беше демонстрирана способността за преместване на нанообекти с помощта на лазерен лъч. В скорошна работа учени от университетите Корнел и Масачузетс успяха да "отвъртят" ДНК молекула от нуклеозома. При това те го издърпаха до края с помощта на такава "лазерна пинсета".

микро-и наноустройства

В момента все по-разпространени стават миниатюрни устройства, които могат да се поставят вътре в тялото за диагностични и евентуално терапевтични цели.

Модерно устройство, предназначено за изследване на стомашно-чревния тракт, има размери от няколко милиметра, носи миниатюрна видеокамера и осветителна система на борда. Получените кадри се изпращат.

Устройства от този вид би било погрешно да се отнасят към областта на наномедицината. Има обаче широки перспективи за тяхното по-нататъшно миниатюризиране и интегриране с наносензори от описаните по-горе видове, бордови системи за управление и комуникация, базирани на молекулярна електроника и други нанотехнологии, източници на енергия, които рециклират вещества, съдържащи се във вътрешните среди на тялото. В бъдеще такива устройства могат да бъдат оборудвани с устройства за автономно придвижване и дори манипулатори от един или друг вид. В този случай те ще могат да проникнат до желаната точка на тялото, да събират локална диагностична информация там, да доставят лекарства и в още по-далечно бъдеще да извършват "нанохирургични операции" - разрушаване на атеросклеротични плаки, разрушаване на клетки с признаци на злокачествена дегенерация, възстановяване на увредени нервни влакна и др. Такива устройства (нанороботи) ще бъдат разгледани по-подробно по-долу.

Медицински нанобот

Нанотехнологиите ще позволят на инженерите да създават сложни нанороботи, които могат безопасно да бъдат вмъкнати в човешкото тяло, за да транспортират важни молекули, да контролират микроскопични обекти и да комуникират с лекарите чрез миниатюрни сензори, оборудвани с двигатели, манипулатори, генератори на енергия и компютри с молекулен мащаб.

Идеята за изграждане на такива нанороботи се основава на факта, че човешкото тяло е естествен наномеханизъм: много неутрофили, лимфоцити и бели кръвни клетки непрекъснато функционират в тялото, възстановяват увредените тъкани, унищожават нахлулите микроорганизми и премахват чужди частици от различни органи. .

Нанороботиката възникна, когато стана необходимо да се работи с миниатюрни обекти на молекулярно ниво. Нанороботите са наноелектромеханични системи, предназначени да изпълняват специфични задачи с наномащабна прецизност. Предимството им пред конвенционалната медицина се крие в техния размер. Размерът на частиците влияе върху продължителността и големината на експозицията, поради което микромащабните лекарства могат да се използват в по-ниски концентрации и да имат по-ранно начало на терапевтичния ефект. Той също така предоставя възможност за доставяне на лекарството до конкретно място на употреба.

Типичното медицинско наноустройство вероятно ще бъде робот с размери около микрон, сглобен от нано части. Тези нанороботи могат да действат по команди отвън или според дадена програма за извършване на макромащабна работа.

Нанотръби и инфрачервено лъчение

Фототермалната терапия с използване на наноматериали наскоро привлече вниманието като ефективна стратегия при разработването на ново поколение терапии за рак.

Едностенните въглеродни нанотръби (SWNT) са потенциален кандидат за ролята на фототермален терапевтичен фактор, тъй като генерират значително количество топлина при облъчване с близка инфрачервена светлина (NIR, дължина на вълната - 700-1100 nm). За тези дължини на вълната биологичните тъкани, включително кожата, са практически прозрачни. Фототермичният ефект причинява термична смърт на раковите клетки и процесът е неинвазивен.

Ефективността на комбинираната терапия с нанотръби и радиация е доказана от резултатите от разрушаването in vivo на солиден злокачествен тумор. Този метод на лечение на мишки показва пълно унищожаване на тумори без вредни странични ефекти и рецидиви в рамките на 6 последователни месеца. В контролната група третирането с конвенционални средства показва постоянен туморен растеж до смъртта на животните.

Появява се модификация на едностенни въглеродни нанотръби с помощта на фосфолипиди. Тъй като едностенните нанотръби проявяват хидрофобни свойства, практически е невъзможно да се постигне проникването им в клетките на засегнатите тъкани. Този подход позволи на група корейски учени да заобиколят тази трудност.

Туморите, трансплантирани върху гърбовете на мишките, са карциноми на човешката устна кухина. За облъчване мишките бяха поставени под IR лампа с мощност 76 W / cm3. Сесията продължи 3 минути. Туморът напълно изчезна 20 дни след еднократно лечение. В същото време първо се наблюдава увеличение на съдържанието на нанотръби в мускула, заобикалящ тумора, далака, кръвта и кожата. През следващите седем дни нанотръбите се натрупват в кръвта и черния дроб. След седем дни броят на нанотръбите във всички органи рязко намаля. Почти всички инжектирани нанотръби бяха отстранени от черния дроб и бъбреците в рамките на два месеца.

Тези резултати позволяват да се разглежда фототермалния фактор като ефективен метод за лечение на ракови тумори.

Чаша наноматериали на марката HuaShen.Лечение на редица заболявания със структурирана вода

Чух много за използването на наноматериали в медицината, но за първи път чух за стъкло от наноматериали на марката HuaShen. Лечението с използване на чаша наноматериали на марката HuaSheng е третиране със структурирана (нискомолекулна) вода.

Търговската марка HuaSheng принадлежи на Tianjin Corporation HuaShen, която обединява 6 групи компании и предприятия със система от разнообразни дейности: разработване на научни технологии, производство и продажба на информационни продукти и лекарства от естествени суровини. Всички продукти са произведени въз основа на опита и традициите на китайската медицина. Продуктите на "Huashen" се появяват за първи път на руския пазар през 2000 г., в Беларус и Украйна - през 2002 г., в Казахстан, Киргизстан и Таджикистан - през 2004 г.

Съставът на наноматериалите, използвани при производството на чаша с марка "Huashen", включва следните вещества:

· Титанов анхидрит;

· Цинков оксид;

· Повече от 10 различни микроелемента.

Водата, излята в чаша, изработена от наноматериали, се трансформира след 20 минути и след това може да се използва. През този период от време наноматериалите, от които е направено стъклото, превръщат водните макромолекули (състоящи се от 13-15 молекули) в микромолекули (5-7 молекули). Получената вода се нарича "ниско молекулно тегло" и има 4 характеристики:

· Силно разтварящо действие;

· Разделящо действие;

· Проникващо действие;

· Действие за активиране на метаболитните процеси.

Според различни източници клиничните проучвания потвърждават, че структурираната вода:

· Намалява съдържанието на холестерол в кръвта и прочиства кръвоносните артерии;

· Подобрява храносмилателните функции, регулира киселинността;

· Насърчава ускорената регенерация на тъканите;

· Насърчава извеждането на токсините и токсините от тялото;

· Подпомага имунната система;

· Увеличава продължителността на живота;

· Подновява метаболитния баланс;

· Прочиства червата;

· Активира и нормализира бъбречната функция;

· Помага при лечение на възпаление на устната лигавица;

· Ефективен е при лечение на чревни заболявания при деца.

Структурирана (нискомолекулна) вода от чаша с марка "Huasheng" се препоръчва от специалисти за употреба при следните заболявания:

· Стомашни заболявания (гастрит, язва на стомаха, язва на дванадесетопръстника, висока киселинност, диспепсия и др.) – водата помага за подобряване на секрецията на стомашен сок, стимулира перисталтиката на стомаха и червата, подобрява храносмилането, повишава усвояването на храната.

· Захарен диабет – водата нормализира обмяната на клетките в панкреаса.

· Сърдечно-съдови заболявания: Повечето сърдечни заболявания се появяват, когато мазнините се натрупват във венозните артерии, което пречи на кръвта да тече свободно. При пиене на вода от чаша наноматериали мастните отлагания се унищожават и отстраняват от тялото. В резултат на това снабдяването на сърцето се подобрява, работата на сърдечните мускули се нормализира.

· Хипертония: при повечето пациенти основната причина за заболяването е повишеното усвояване на мазнини, холестеролните плаки се натрупват по стените на кръвоносните съдове, а луменът в съдовете се стеснява. С редовното използване на вода от чаши с марка "Huasheng" кръвта се пречиства от киселинни вещества, в резултат на което налягането намалява и кръвоносните съдове омекотяват.

· Запек – водата, обработена с наноматериали, въвежда активен кислород, в резултат на което запекът бързо изчезва.

· Козметичен ефект: премахване на тъпота на кожата, бръчки, загрубяване на кожата, сухота, старчески петна, кожни възпаления и др.

Процедурата за приготвяне и използване на структурирана (нискомолекулна) вода е както следва:

· Обикновена вода, по-добре пречистена, се налива в чаша от наноматериали на марката "Huashen", която се държи в нея 20-30 минути. През този период от време водата се превръща в ниско молекулно тегло.

Вече структурирана (нискомолекулна) вода може да се пие, да се използва за готвене, да се използва за миене, да се използва за поливане на цветя и др.

· Структурирана вода от чаша може да се добавя в съдове с обикновена, пречистена вода в съотношение 0,5 литра на 10 литра (1:20). След 20-30 минути водата в допълнителния съд ще придобие правилната структура. Това увеличава обема на готовата за пиене вода.

· Структурата на водата, която се получава с помощта на наноматериали, остава извън стъклото за 18-24 часа.

· Препоръчително е да се консумират 30 мл на 1 кг човешко тегло. вода, т.е. човек с тегло 70 кг. трябва да пиете най-малко 2,1 литра вода на ден и с тегло 100 кг. - 3 литра на ден.

· За постигане на желания ефект от лечението е препоръчително постоянно да се използва структурирана вода.

С помощта на стъкло от наноматериали на марката "Huasheng" не се лекуват отделно избрани заболявания. Използването на вода с ниско молекулно тегло осигурява цялостно възстановяване на целия организъм. Настъпва самопочистване на организма от десетки видове различни отрови и токсини. Освен това структурираната вода обогатява клетките на тялото с кислород, създавайки среда, която противодейства на образуването на ракови клетки.

От една страна, перспективите пред нанотехнологичната индустрия са наистина грандиозни. Нанотехнологиите ще променят коренно всички сфери на човешкия живот. От друга страна, нанотехнологиите могат да бъдат опасни за обществото.

Изследователи и природозащитници прогнозират, че наноматериалите, човешките вируси и роботите ще се превърнат в най-опасните заплахи за околната среда в бъдеще. Целият списък със заплахи се състои от 25 елемента. Най-сериозните проблеми според експертите ще бъдат свързани с биороботи, които може да се превърнат в нови инвазивни видове, с климатични експерименти като „наторяване“ на океана и разполагане на щитове за защита на Земята от слънцето.

В допълнение, повишеното търсене на биомаса за производство на биогорива, унищожаването на морските екосистеми, причинено от производството на електроенергия в морето, и експериментите за контрол на инвазивни видове, използващи генетично модифицирани вируси, ще представляват заплаха за околната среда.

Други заплахи от списъка, които могат значително да навредят на околната среда, са по-теоретични. Те включват проблеми с роботи, които имитират поведението на животни, и с микроби, създадени от синтетични молекули. Експертите смятат, че ако тези изкуствени форми на живот бъдат пуснати в дивата природа, те могат да започнат да се държат като инвазивни видове.

Времето бързо ни тласка към висините на нови победи и открития, нанороботите не са изключение, всичко е само в началото на пътя и можем само да наблюдаваме как молекулярните наномашини ще променят живота около нас.

Библиография

1. Рибалкина М. - "Нанотехнологии за всички", 2005г

2.G.G. Еленин - „Нанотехнологии. Наноматериали, наноустройства "

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Изследване на действието и приложението на известните фармакопейни лечебни растения. Изследване на принципите и особеностите на приготвянето на билкови препарати за профилактика и лечение на заболявания. Преглед на новите технологии за опаковане и съхранение на лечебни билки.

резюме, добавен на 19.05.2012


Описание на апитерапията като общо наименование за методи за лечение на различни човешки заболявания с използване на живи пчели, както и пчелни продукти. Същността и ролята на метода за лечение на ужилване от пчели. Принципите на лечението с мед. Анализ на пчелни продукти.

Презентацията е добавена на 29.03.2015 г


Определение на понятието "десмургия". Запознаване с основите на обучението относно правилата за нанасяне и поставяне на превръзки. Проучване на класификацията на превръзките и материалите за тяхното изпълнение. Разглеждане на правилата за превръзка. Начини за използване на шини, медицински гипс.

Презентацията е добавена на 02/03/2016


Анализ на индикациите за използване на стимулираща терапия: намаляване на показателите за реактивност, липса на ефекти от лечението. Характеристика на методите за общо лечение на пародонталните заболявания при деца. Запознаване с физиотерапевтични методи на пародонтално лечение.

презентация добавена на 16.05.2014 г


Дерматомикози (дерматомикози) като група заболявания на кожата и нейните придатъци, причинени от въвеждането на гъбички в нея. Симптоми, описание на клинични признаци на заболявания, лекарства за лечение на редица гъбични заболявания. Описание на противогъбични лекарства.

лекция, добавена на 27.11.2009


Мястото на възпалителните заболявания на лимфоидния пръстен на фаринкса в структурата на патологията на УНГ органи. Проява, симптоми и диагностика на редица заболявания: различни видове тонзилит, фарингомикоза, фарингеална дифтерия, аденоиди. Спецификата на лечението на тези заболявания.

резюме, добавен на 17.02.2012


Историята на въвеждането на понятието "невроза" в медицината. Общи механизми и характеристики на това явление. Класификация на неврозите в руската психиатрия. Описание на симптомите на различни видове неврози, връзката им с други заболявания, характеристики на лечението.

резюме, добавено на 11.09.2010


Механизми на електрически и електромагнитни ефекти върху човешкото тяло. Електротерапията като метод за лечение, рехабилитация и профилактика на заболявания. Методи за терапевтично приложение на ток. Показания и противопоказания за използване на електротерапия.

резюме, добавен на 16.04.2019


Концепцията и принципите на прилагане на рефлексотерапията. Анализ и оценка на публикации за използването на тези методи на различни етапи от лечението на рак. Изследване на ефективността на тези техники и перспективите за тяхното приложение в бъдеще.

презентация добавена на 29.11.2015 г


Характеристики и класификация на нараняванията на лицево-челюстната област. Изкълчвания и фрактури на зъби, фрактури на долната челюст. Изкълчвания на долната челюст: причини, клинични прояви, лечение. Разработване на методи за диагностика и лечение на заболявания на лицево-челюстната област.

Според учените последните постижения в нанотехнологиите могат да бъдат много полезни в борбата с рака. Разработено е противораково лекарство директно към целта – към клетките, засегнати от злокачествен тумор. Нова система, базирана на материал, известен като биосиликон. Насиликонът има пореста структура (десет атома в диаметър), в която е удобно да се включат лекарства, протеини и радионуклиди. Постигайки целта, биосиликонът започва да се разпада и лекарствата, доставени до него, се задействат. Освен това, според разработчиците, новата система ви позволява да регулирате дозировката на лекарството.

През последните години служители на Центъра за биологични нанотехнологии работят върху създаването на микросензори, които ще бъдат използвани за откриване на ракови клетки в организма и борба с това страшно заболяване.

Нова техника за разпознаване на ракови клетки се основава на имплантиране в човешкото тяло на малки сферични резервоари, направени от синтетични полимери, наречени дендримери (от гръцки дендрон – дърво). Тези полимери са синтезирани през последното десетилетие и имат принципно нова, неинтегрална структура, която наподобява структурата на корал или дърво. Такива полимери се наричат ​​хиперразклонени или каскадни. Тези от тях, при които разклоняването е редовно, се наричат ​​дендримери. В диаметър всяка такава сфера или наносензор достига само 5 нанометра - 5 милиардни от метъра, което прави възможно поставянето на милиарди такива наносензори в малка площ от пространството.

Веднъж попаднали в тялото, тези малки сензори проникват в лимфоцитите - белите кръвни клетки, които осигуряват защитата на организма срещу инфекции и други болестотворни фактори. С имунния отговор на лимфоидните клетки към определено заболяване или условия на околната среда - настинка или излагане на радиация, например - протеиновата структура на клетката се променя. Всеки наносензор, покрит със специални химически реагенти, ще започне да свети с такива промени.

За да видят това сияние, учените ще създадат специално устройство, което сканира ретината на окото. Лазерът на такова устройство трябва да открива блясъка на лимфоцитите, когато те преминават един по един през тесните капиляри на очното дъно. Ако има достатъчно маркирани сензори в лимфоцитите, ще са необходими 15-секундно сканиране, за да се открие увреждане на клетките, казват учените.

Тук се очаква най-голямо въздействие на нанотехнологиите, тъй като те засягат самата основа на съществуването на обществото – човека. Нанотехнологиите достигат такова размерно ниво на физическия свят, при което разликата между живо и неживо става нестабилна – това са молекулярни машини. Дори вирусът може частично да се счита за жива система, тъй като съдържа информация за нейната конструкция. Но рибозомата, въпреки че се състои от същите атоми като всички органични вещества, не съдържа такава информация и следователно е само органична молекулярна машина. Нанотехнологиите в усъвършенстваната си форма включват изграждането на нанороботи, молекулярни машини с неорганичен атомен състав, тези машини ще могат да изграждат свои копия, като имат информация за такава структура. Следователно границата между живо и неживо започва да се размива. Към днешна дата е създаден само един примитивен ходещ ДНК робот.

Наномедицината е представена от следните възможности:

• 1. Лаборатории на чип, насочена доставка на лекарства в организма.
• 2. ДНК - чипове (създаване на отделни лекарства).
• 3. Изкуствени ензими и антитела.
• 4. Изкуствени органи, изкуствени функционални полимери (заместители на органичните тъкани). Тази посока е тясно свързана с идеята за изкуствен живот и в бъдеще ще доведе до създаването на роботи с изкуствено съзнание и способни да се самолекуват на молекулярно ниво. Това се дължи на разширяването на концепцията за живот отвъд органичното
• 5. Нанороботи-хирурзи (биомеханизми, извършващи промени и необходими медицински действия, разпознаване и унищожаване на ракови клетки). Това е най-радикалното приложение на нанотехнологиите в медицината ще бъде създаването на молекулярни наноботи, които могат да унищожават инфекции и ракови тумори, да поправят увредена ДНК, тъкани и органи, да дублират цели системи за поддържане на живота на тялото и да променят свойствата на тялото.

Разглеждайки отделния атом като тухла или „детайл“, нанотехнологиите търсят практически начини за проектиране на материали с определени характеристики от тези части. Много компании вече знаят как да сглобяват атоми и молекули в някаква структура.

В бъдеще всякакви молекули ще бъдат сглобени като детски конструктор. За това се планира използването на нанороботи (наноботи). Всяка химически стабилна структура, която може да бъде описана, всъщност може да бъде построена. Тъй като един нанобот може да бъде програмиран да изгради всякаква структура, по-специално да изгради друг нанобот, те ще бъдат много евтини. Работейки в огромни екипи, наноботите ще могат да създават всеки обект с ниска цена и висока точност. В медицината проблемът с използването на нанотехнологиите е необходимостта от промяна на структурата на клетката на молекулярно ниво, т.е. извършват "молекулярна хирургия" с помощта на наноботи. Очаква се да се създадат молекулярни роботизирани лекари, които могат да "живеят" вътре в човешкото тяло, елиминирайки всички настъпили щети или предотвратявайки появата на такива. Чрез манипулиране на отделни атоми и молекули, наноботите могат да възстановяват клетките. Прогнозната дата за създаване на роботизирани лекари, първата половина на XXI век.

Въпреки сегашното състояние на нещата, нанотехнологиите като кардинално решение на проблема със стареенето са повече от обещаващи.

Това се дължи на факта, че нанотехнологиите имат голям потенциал за търговско приложение в много индустрии и съответно, освен сериозното държавно финансиране, изследванията в тази посока се извършват от много големи корпорации.

Напълно възможно е след подобрение, за да се осигури "вечна младост", наноботите вече да не са необходими или да се произвеждат от самата клетка.

За да постигне тези цели, човечеството трябва да реши три основни въпроса:

• 1. Проектирайте и създавайте молекулярни роботи, които могат да ремонтират молекули.
• 2. Проектирайте и създавайте нанокомпютри, които ще контролират наномашините.
• 3. Създайте пълно описание на всички молекули в човешкото тяло, с други думи, създайте карта на човешкото тяло на атомно ниво.

Основната трудност с нанотехнологиите е проблемът със създаването на първия нанобот. Има няколко обещаващи пътя.

Едно от тях е да се подобри сканиращият тунелен микроскоп или атомно-силовият микроскоп и да се постигне позиционна точност и сила на захващане.

Друг начин за създаване на първия нанобот е чрез химически синтез. Може би проектирането и синтезирането на гениални химически компоненти, които са способни да се самосглобяват в разтвор.

И друг път води през биохимията. Рибозомите (вътре в клетката) са специализирани наноботи и можем да ги използваме, за да създадем по-гъвкави роботи.

Тези наноботи ще могат да забавят процеса на стареене, да лекуват отделни клетки и да взаимодействат с отделни неврони.

Работата по изследването започна сравнително наскоро, но темпът на откритията в тази област е изключително висок, мнозина смятат, че това е бъдещето на медицината.

Нанотехнологиите могат да осигурят значителна помощ при решаването на определени проблеми. В биологията и някои други науки тяхното приложение често е от голямо значение.

Трябва да се каже, че през последните няколко десетилетия са идентифицирани около тридесет инфекциозни патологии. Сред тях трябва да се отбележи СПИН, "птичи грип", вирусът Ебола и др. Всяка година в света се диагностицират милиони нови случаи на онкологични заболявания. Освен това, смъртността от тези патологии е около петстотин хиляди души годишно.

Те са от голямо значение за цялото човечество. Предимствата от използването на най-новите методи пред традиционната терапия са очевидни. Нанотехнологиите в медицината включват основно химичен ефект върху определено заболяване чрез прилагане на лекарства. В резултат на това в тялото се образува определена среда, която допринася за ускоряването на лечебния процес.

Както бе споменато по-горе, нанотехнологиите се прилагат при различни хора. Учени от цял ​​свят работят върху създаването на различни материали, които могат да бъдат приложени в една или друга област. Най-простият и поразителен пример за използване на нанотехнологиите в козметологията например е добре познатият сапунен разтвор. Той притежава не само дезинфекционни и почистващи свойства. В него се образуват мицели и наночастици. Днес, разбира се, този материал далеч не е единственият, който се използва за различни цели в развитието на определена сфера на човешката дейност.

Има много примери за прилагане на нанотехнологиите в медицината. И така, учените създадоха нов клас частици. Наночастиците - наноямки - са надарени с уникални оптични свойства. Тези елементи, имащи микроскопичен диаметър (двадесет пъти по-малък от този на еритроцитите), са в състояние да се движат свободно през кръвоносната система. Антителата са прикрепени към повърхността на ръкавите. Целта на приложението на тази нанотехнология в медицината е унищожаване.Няколко часа след вкарването на ръкавите в тялото се облъчва инфрачервена светлина. Вътре се образува специална енергия, чрез която се унищожават раковите клетки.

Трябва да се каже, че тестването на тази нанотехнология е извършено върху експериментални мишки. Още десет дни след облъчването се забелязва пълно облекчаване на заболяването. Освен това последващите анализи не показват нови огнища на злокачествени образувания.

Учените смятат, че тази и други нанотехнологии в медицината ще допринесат за разработването на бързи и евтини методи за диагностициране и елиминиране на патологии на ранен етап. В допълнение, въвеждането на нови разработки в областта на лекарствата може да позволи възстановяването на увредената структура на ДНК.