فناوری نانو در پزشکی آینده ماست! نانوتکنولوژی در پزشکی موارد خاص کاربرد موفق دارویی نانوذرات.

معرفی

دانشمندان معتقدند روزی فرا خواهد رسید که با کمک فناوری نانو، حسگرهای میکروسکوپی را می توان در سلول های خون انسان تعبیه کرد تا در مورد ظهور علائم تشعشع یا ایجاد یک بیماری هشدار دهد. دوره اجرای پیش بینی شده نیمه اول قرن بیست و یکم است.

در این میان، دانشمندان در حال کار بر روی ایجاد نانوروبات‌های پزشکی هستند، روزنامه‌نگاران و مردم در حال بحث هستند که آیا نانوحسگرها می‌توانند تأثیر مخربی بر بدن انسان داشته باشند؟ از این گذشته ، معلوم نیست بدن در برابر اجسام خارجی وارد شده به آن چگونه واکنش نشان می دهد؟ همانطور که اریک درکسلر می گوید، "سلاح نامرئی یک کودتا در سراسر جهان، که زمین را با خاکستری پوشانده است." به طور خلاصه، یک دلیل کوچک برای پایان جهان.

آیا نانوتکنولوژی واقعاً می‌تواند باعث پایان جهان شود یا این فقط یک فانتزی غنی از برخی دانشمندان است؟

فناوری نانو چیست؟

قبل از صحبت در مورد خطرات و چشم اندازهای احتمالی فناوری نانو، ابتدا باید بگویید که چیست؟ تعریف قطعی برای این مفهوم وجود ندارد. «نانو فناوری ها» فناوری هایی هستند که در مقادیری در حد یک نانومتر عمل می کنند. این مقدار ناچیز است، صدها برابر کمتر از طول موج نور مرئی و قابل مقایسه با اندازه اتم ها. توسعه فناوری نانو در 3 جهت انجام می شود:

ساخت مدارهای الکترونیکی به اندازه یک مولکول (اتم).

طراحی و ساخت ماشین آلات؛

دستکاری اتم ها و مولکول ها.

نانو پزشکی چیست؟

«نانوپزشکی» ردیابی، اصلاح، ساخت و کنترل سیستم‌های بیولوژیکی انسان در سطح مولکولی با استفاده از نانوروبات‌ها و نانوساختارهای توسعه‌یافته (R. Freitas) است.

در حال حاضر، نانوپزشکی هنوز وجود ندارد، فقط پروژه‌هایی وجود دارد که تجسم آن به نانوپزشکی منجر می‌شود. تا چند سال دیگر، زمانی که اولین نانوربات در نهایت ساخته شود، دانش انباشته شده توسط نانوپزشکی محقق خواهد شد. و سپس در عرض چند دقیقه از شر ویروس آنفولانزا خلاص خواهید شد یا از شر آترواسکلروز اولیه خلاص خواهید شد. نانوروبات‌ها می‌توانند حتی یک فرد بسیار مسن را به حالتی که در جوانی در آن بوده بازگردانند. از عملیات در اندام‌ها، به عملیات روی مولکول‌ها می‌رویم و در نتیجه «جاودانه» می‌شویم.

چشم انداز توسعه

دانشمندان از میشیگان اظهار داشتند که می‌توان از فناوری نانو برای تعبیه حسگرهای میکروسکوپی در سلول‌های خون انسان استفاده کرد که در مورد علائم تشعشع یا توسعه بیماری هشدار می‌دهند. بنابراین در ایالات متحده آمریکا، به پیشنهاد ناسا، چنین نانوحسگرهایی در حال توسعه هستند. جیمز بینر یک "نان مبارزه" با تشعشعات کیهانی را تصور می کند، بنابراین قبل از پرتاب یک فضانورد با استفاده از یک سرنگ زیرپوستی مایع شفافی را به تخت ها تزریق می کند که در طول پرواز با میلیون ها نانوذرات اشباع شده است، یک دستگاه کوچک (مانند سمعک) را در گوش خود قرار می دهد. . در طول پرواز، این دستگاه از یک لیزر کوچک برای جستجوی سلول های درخشان استفاده می کند. این امکان پذیر است زیرا سلول ها از مویرگ های غشای تمپان عبور می کنند. اطلاعات سلول ها به صورت بی سیم به کامپیوتر میزبان فضاپیما منتقل می شود و سپس پردازش می شود. در این صورت اقدامات لازم انجام خواهد شد.

همه اینها می تواند در حدود 5-10 سال محقق شود. دانشمندان بیش از 5 سال است که از نانوذرات استفاده می کنند.

اکنون، حسگرهایی باریک تر از موی انسان می توانند 1000 برابر بیشتر از تست های DNA استاندارد حساس باشند. دانشمندان آمریکایی که این نانوحسگرها را ساخته اند معتقدند که پزشکان قادر خواهند بود طیف وسیعی از آزمایشات مختلف را تنها با استفاده از یک قطره خون انجام دهند. یکی از مزایای این سیستم امکان انتقال آنی نتایج آنالیز به کامپیوتر جیبی است. محققان تخمین می زنند که ساخت یک مدل نانوحسگر کاملاً کاربردی که پزشکان می توانند در کارهای روزانه خود از آن استفاده کنند، حدود پنج سال طول می کشد.

با کمک فناوری نانو، پزشکی نه تنها قادر به درمان هر بیماری، بلکه از بروز آن نیز خواهد بود و می تواند به پذیرش فرد در فضا کمک کند.

آیا «نانوروبات‌های قدیمی» می‌توانند بر انسان تأثیر بگذارند؟

وقتی این مکانیسم کار خود را کامل کرد، پزشکان نانو باید نانوروبات‌ها را از بدن انسان خارج کنند. بنابراین، خطر اینکه "نانوروبات های منسوخ" باقی مانده در بدن انسان به درستی کار نکنند بسیار اندک است. نانوروبات‌ها باید برای جلوگیری از نقص و کاهش خطرات پزشکی طراحی شوند. چگونه نانو ربات ها از بدن خارج می شوند؟ برخی از آنها می توانند از طریق کانال های طبیعی از بدن انسان خارج شوند. سایرین به گونه ای طراحی خواهند شد که بتوانند توسط پزشکان حذف شوند. فرآیند حذف به طراحی نانوروبات بستگی دارد.

در طول درمان با نانوروبات انسانی چه اشتباهی می توان انجام داد؟

اعتقاد بر این است که خطر اولیه برای بیمار بی کفایتی پزشک معالج خواهد بود. اما اشتباهات ممکن است در موارد غیرمنتظره نیز رخ دهد. یکی از موارد پیش بینی نشده ممکن است تعامل بین ربات ها در هنگام برخورد آنها باشد. شناسایی چنین خطاهایی دشوار خواهد بود. نمونه ای از چنین موردی کار دو نوع نانوروبات A و B در بدن انسان است. اگر نانو ربات الف عواقب کار ربات B را از بین ببرد، این امر منجر به تکرار کار A می شود و این روند به طور نامحدود ادامه می یابد، یعنی نانو ربات ها کار یکدیگر را اصلاح می کنند. برای جلوگیری از بروز چنین شرایطی، پزشک معالج باید دائماً کار نانوروبات‌ها را زیر نظر داشته باشد و در صورت لزوم آنها را مجدداً برنامه‌ریزی کند. بنابراین، صلاحیت پزشک بسیار مهم است.

واکنش بدن انسان به نانوروبات ها چگونه خواهد بود؟

همانطور که می دانید سیستم ایمنی بدن ما به اجسام خارجی واکنش نشان می دهد. بنابراین اندازه نانو ربات و همچنین زبری سطح و تحرک دستگاه نقش مهمی در این امر خواهد داشت. استدلال می شود که مشکل زیست سازگاری چندان دشوار نیست. راه برون رفت از این مشکل ایجاد ربات هایی بر اساس مواد الماس خواهد بود. به دلیل انرژی سطح قوی و سطح الماس و صافی قوی آن، پوسته بیرونی ربات ها از نظر شیمیایی بی اثر خواهد بود.

اخیراً فناوری نانو در پزشکی به کار گرفته شده است

فناوری نانو در حال حاضر در پزشکی استفاده می شود. زمینه های اصلی کاربرد آن عبارتند از: فناوری های تشخیصی، تجهیزات پزشکی، پروتز و ایمپلنت.

نمونه بارز آن کشف پروفسور عزیز است. برای افراد مبتلا به بیماری پارکینسون، الکترودها از طریق دو سوراخ کوچک در جمجمه وارد مغز می شوند که به یک محرک متصل هستند. پس از حدود یک هفته، بیمار با خود محرک در حفره شکمی کاشته می شود. بیمار می تواند خودش با استفاده از کلید ولتاژ را تنظیم کند. درد را می توان در 80 درصد موارد درمان کرد:

برای برخی، درد به طور کامل ناپدید می شود، برای برخی دیگر کاهش می یابد. حدود چهار ده نفر تحت تحریک عمیق مغز قرار گرفته اند.

بسیاری از همکاران عزیز می گویند این روش موثر نیست و ممکن است عواقب منفی داشته باشد. استاد متقاعد شده است که این روش موثر است. اکنون نه یکی و نه دیگری ثابت نشده است. به نظر من فقط باید به چهل بیمار که از درد طاقت فرسا رهایی یافتند اعتماد کنیم. و دوباره می خواستند زندگی کنند. و اگر این روش 8 سال است که انجام می شود و بر سلامت بیماران تأثیر منفی نمی گذارد، چرا کاربرد آن را گسترش ندهید.

کشف انقلابی دیگر یک تراشه زیستی است - یک صفحه کوچک با مولکول های DNA یا پروتئین که به ترتیب خاصی روی آن اعمال می شود و برای تجزیه و تحلیل های بیوشیمیایی استفاده می شود. اصل کار بیوچیپ ساده است. توالی خاصی از بخش های DNA بریده شده بر روی یک صفحه پلاستیکی اعمال می شود. در طول تجزیه و تحلیل، مواد تست بر روی تراشه قرار می گیرد. اگر حاوی اطلاعات ژنتیکی یکسانی باشد، آنها به هم مرتبط هستند. در نتیجه می توانید مشاهده کنید. مزیت بیوتراشه ها تعداد زیادی آزمایش بیولوژیکی با صرفه جویی قابل توجه در مواد آزمایشی، معرف ها، هزینه های نیروی کار و زمان برای تجزیه و تحلیل است.

خروجی

چشم انداز توسعه فناوری نانو با کمک فناوری نانو بسیار زیاد است. فناوری نانو که در حال حاضر استفاده می‌شود بی‌خطر است، نمونه‌های آن نانوتراشه‌ها و لوازم آرایشی ضدآفتاب مبتنی بر نانوکریستال‌ها هستند. فناوری هایی مانند نانوروبات ها و نانوحسگرها هنوز در حال توسعه هستند. این صحبت ها مبنی بر اینکه به دلیل فرآیند بی پایان تولید مثل خود نانوروبات ها، یک لایه ضخیم از "مخاط خاکستری" می تواند کل زمین را بپوشاند، هنوز فقط یک نظریه است که توسط هیچ داده ای تایید نشده است. همانطور که در فرآیند نوشتن کارم متوجه شدم، فناوری نانو حوزه ای از علم است که قبل از ارائه هرگونه نوآوری به شدت مورد انتقاد قرار می گیرد. اینکه این انتقاد درست است یا نه، نمی توانم قضاوت کنم.

دانشمندان ناسا می گویند نانو ربات ها را با موفقیت روی حیوانات آزمایش کرده اند. اما آیا ارزش باور کردن دارد؟ هر کس برای خودش تصمیم می گیرد. من شخصاً فکر می کنم که استفاده از فناوری نانو مانند نانوحسگرها می تواند خطرآفرین باشد. به هر حال، حتی ساده‌ترین سیستم نیز ممکن است دچار نقص شود، در مورد فناوری‌های پیشرفته‌ای مانند نانوروبات‌ها چه می‌توان گفت؟ و علاوه بر این، باید ویژگی های فیزیولوژیکی فردی هر فرد را در نظر گرفت.

و بنابراین، چشم انداز توسعه فناوری نانو عالی است. استدلال می شود که در آینده نزدیک با کمک آنها نه تنها می توان بر هر بیماری جسمی غلبه کرد، بلکه از وقوع آن نیز جلوگیری کرد. اما دانشمندان ناسا درباره این خطرات چیزی نمی گویند. فقط مقالات بی شماری در مطبوعات زرد وجود دارد که افراد تحت تأثیر نانوروبات ها مانند زامبی ها غیرقابل کنترل می شوند.

من فکر می کنم که خطرات احتمالی قابل مقایسه با آینده خواهد بود. بنابراین مردم باید توجه بیشتری به این موضوع داشته باشند. این که دانشمندان نه تنها «دو روی سکه» را در نظر می گیرند، بلکه مردم را نیز از آن آگاه می کنند.

فناوری نانو در پزشکی فرصت های جدیدی را برای درمان و معاینه بیماران با کیفیت بالا فراهم می کند.

پیشرفت های اخیر محققان، پزشکی را به سطح جدیدی رسانده است.

در این مقاله به شما خواهیم گفت که اخیراً چه پیشرفت هایی در علم رخ داده است.

اطلاعات مرتبطی که ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی باید بدانند.

↯ مقالات بیشتر در مجله

نکته اصلی در مقاله

فناوری نانو: فرصت‌های جدید

استفاده از فناوری نانو در پزشکی، روش های معمول درمان بیماران را گسترش می دهد. بنابراین، طب سنتی همچنان از سوزن‌ها، کپسول‌ها و قرص‌هایی استفاده می‌کند که داروهایی را به بدن بیمار می‌رسانند که سلول‌ها و اندام‌های سالم را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

با این حال، پیشرفت‌های جدید می‌توانند خطرات تزریق دارو را تنها در جایی که نیاز است - بدون تزریق و بلع داروهای ناخوشایند - به حداقل برسانند.

امروزه در نانوپزشکی از ذرات «هوشمند» استفاده می‌شود که اجسام مستقلی در اندازه‌های 1 تا 100 نانومتر هستند.

این نمونه از سیستم های دارورسانی، مواد فعال دارو را تنها به منابع فوری بیماری منتقل می کند.

این فناوری‌های نانو در پزشکی چگونه کار می‌کنند و قبلاً در کدام کشورها کاربرد دارند؟

ارسال کار خوب خود را در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

موسسه آموزش و پرورش

دانشگاه ایالتی گرودنو به نام I. کوپالا

چکیده

در موضوع:نانومواد در پزشکی

تهیه شده توسط: دانش آموز Bobritskaya Ekaterina Olegovna

معلم: I.V. Trifonova

معرفی

بسیاری از ما نمی توانیم زندگی را بدون مزایای مدرن تمدن، دستاوردهای علم، فناوری، پزشکی تصور کنیم. گام بعدی در این توسعه، توسعه فناوری نانو، به ویژه، سیستم های بسیار کوچکی است که قادر به اجرای دستورات انسانی هستند.

هدف پیشرفت تکنولوژی توسعه ماشین‌های قدرتمندتر، سریع‌تر، فشرده‌تر و براق‌تر است. حد این توسعه را می توان ماشین ها، به اندازه یک مولکول در نظر گرفت. ماشینی که از اتم های پیوند کووالانسی ساخته شده است بسیار قوی، سریع و کوچک است. نانوتکنولوژی مولکولی در طراحی، ایجاد و کنترل چنین ماشین‌هایی نقش دارد. این صنعت چشم اندازهای بی سابقه و فوق العاده ای را برای تعامل انسان با جهان باز می کند.

مفاهیم "نانو فناوری"، "نانو مواد"

نانوتکنولوژی مجموعه‌ای از فرآیندهاست که امکان ایجاد مواد، دستگاه‌ها و سیستم‌های فنی را فراهم می‌آورد که عملکرد آن‌ها توسط نانوساختار تعیین می‌شود. قطعات مرتب شده آن در اندازه های 1 تا 100 نانومتر (10 تا 9 متر؛ اتم ها، مولکول ها) است. کلمه یونانی برای "drift" تقریباً به معنای "گنوم" است. هنگامی که اندازه ذرات به 100-10 نانومتر یا کمتر کاهش می یابد، خواص مواد (مکانیکی، کاتالیزوری و غیره) به طور قابل توجهی تغییر می کند.

نانومواد موادی هستند که در سطح مولکولی یا نزدیک به آن ساختار دارند. ساختار می تواند کم و بیش منظم یا تصادفی باشد. سطوح با نانوساختار تصادفی را می توان با عملیات با پرتوهای ذرات، اچ پلاسما و برخی روش های دیگر به دست آورد.

با توجه به ساختارهای منظم، مناطق کوچکی از سطح را می توان به صورت "خارجی" ساختار داد - به عنوان مثال، با استفاده از یک میکروسکوپ کاوشگر روبشی. با این حال، مناطق نسبتاً بزرگ (~ 1 μ2 و بیشتر) و همچنین حجم‌های ماده را می‌توان ظاهراً فقط با خودآرایی مولکول‌ها ساختار داد.

خودآرایی در حیات وحش گسترده است. ساختار تمام بافت ها با خودآرایی آنها از سلول ها تعیین می شود. ساختار غشای سلولی و اندامک ها با خودآرایی از مولکول های منفرد تعیین می شود.

خودآرایی اجزای مولکولی به عنوان راهی برای ساخت ساختارهای دوره ای برای ساخت مدارهای نانوالکترونیکی در حال توسعه است و در اینجا پیشرفت های قابل توجهی حاصل شده است.

در پزشکی می توان از موادی با سطح نانوساختار برای جایگزینی بافت های خاص استفاده کرد. سلول های بدن چنین موادی را به عنوان "مال خود" می شناسند و به سطح آنها می چسبند.

در حال حاضر، پیشرفت هایی در ساخت نانوموادی که بافت استخوانی طبیعی را تقلید می کنند، حاصل شده است. به عنوان مثال، دانشمندان از دانشگاه نورث وسترن (ایالات متحده آمریکا) جفری دی. هارتگرینک، ساموئل آی استاپ و دیگران از خودآرایی سه بعدی الیافی با قطر حدود 8 نانومتر، شبیه سازی الیاف کلاژن طبیعی، و به دنبال آن کانی سازی و تشکیل نانوکریستال های هیدروکسی آپاتیت استفاده کردند. در امتداد الیاف ماده به‌دست‌آمده به خوبی به سلول‌های استخوانی خود چسبیده بود، که به آن اجازه می‌دهد به عنوان «چسب» یا «بتونه» برای بافت استخوانی استفاده شود.

توسعه موادی جالب توجه است که دارای خاصیت مخالف هستند: آنها اجازه نمی‌دهند سلول‌ها به سطح بچسبند. یکی از کاربردهای احتمالی چنین موادی می تواند ساخت بیوراکتورهایی برای رشد سلول های بنیادی باشد. واقعیت این است که سلول بنیادی با چسبیدن به سطح به دنبال تمایز است و سلول های تخصصی خاصی را تشکیل می دهد. استفاده از مواد با ساختار سطحی در مقیاس نانو برای کنترل فرآیندهای تکثیر و تمایز سلول‌های بنیادی، میدان بزرگی برای تحقیق است.

غشاهای دارای نانو منافذ را می توان در میکروکپسول ها برای دارورسانی و برای اهداف دیگر استفاده کرد. بنابراین، می توان از آنها برای فیلتر کردن مایعات بدن از مواد مضر و ویروس ها استفاده کرد. غشاها می توانند از نانوحسگرها و سایر دستگاه های قابل کاشت در برابر آلبومین و عوامل پوشش دهنده مشابه محافظت کنند.

کاربرد نانوتکنولوژی در پزشکی: آخرین هنر

نانومواد تصفیه ساختار مولکولی

واژه نانوتکنولوژی به طور قانع کننده ای وارد زندگی ما شده است. در سال 1959، فیزیکدان نظری مشهور آمریکایی، ریچارد فاینمن گفت که "دنیای پیچیده شگفت انگیزی از اشکال کوچک وجود دارد، و روزی مردم شگفت زده خواهند شد که تا سال 1960 هیچ کس مطالعه این جهان را جدی نگرفت." در مرحله اولیه، توسعه نانوتکنولوژی عمدتاً با توسعه دستگاه‌های میکروسکوپ کاوشگر تعیین شد. این دستگاه ها مانند چشم و دست یک نانوتکنولوژیست است.

پیشرفت در زمینه فناوری نانو در حال حاضر با ایجاد نانومواد برای صنایع هوافضا، خودرو و الکترونیک همراه است.

اما به تدریج به طور فزاینده ای به عنوان یک حوزه امیدوارکننده برای استفاده از فناوری نانو - پزشکی مورد توجه قرار می گیرد. این به این دلیل است که فناوری جدید کار با ماده را در مقیاسی ممکن می‌سازد که تا همین اواخر فوق‌العاده به نظر می‌رسید - میکرومتر و حتی نانومتر. فقط چنین مقادیری برای ساختارهای اصلی بیولوژیکی - سلول ها، اجزای آنها (ارگانل ها) و مولکول ها معمول است.

امروزه می توان در مورد ظهور یک جهت جدید - نانوپزشکی - ادعا کرد. برای اولین بار، ایده استفاده از دستگاه های میکروسکوپی در پزشکی در سال 1959 توسط R. Feynman در سخنرانی معروف خود "There is a lot of space there down" (با اشاره به ایده آلبرت آر هیبز) بیان شد. ). اما تنها در چند سال گذشته، ایده های فاینمن به واقعیت نزدیک شده است.

اکنون ما هنوز با میکروربات توصیف شده توسط فاینمن فاصله داریم که قادر است از طریق سیستم گردش خون وارد قلب شود و دریچه را در آنجا انجام دهد. کاربردهای مدرن نانوتکنولوژی در پزشکی را می توان به چند گروه تقسیم کرد: مواد نانوساختار، از جمله سطوح با نانولوله، غشاء با نانولوله. نانوذرات (شامل فولرن ها و دندریمرها)؛ میکرو و نانوکپسول؛ حسگرها و تحلیلگرهای فناوری نانو؛ کاربردهای پزشکی میکروسکوپ های پروب روبشی؛ ابزارهای نانو و دستکاری‌کننده‌های نانو؛ دستگاه های میکرو و نانو با درجات مختلف استقلال.

شرکت آمریکایی C-Sixty Inc. کارآزمایی‌های بالینی عوامل مبتنی بر نانوکره‌های فولرن C60 را با گروه‌های شیمیایی مرتب شده بر روی سطح آنها انجام می‌دهد. این گروه ها را می توان برای اتصال به اهداف بیولوژیکی از پیش انتخاب شده انتخاب کرد. دامنه کاربردهای ممکن بسیار گسترده است. این شامل مبارزه با بیماری های ویروسی مانند آنفولانزا و HIV، بیماری های انکولوژیک و عصبی، پوکی استخوان و بیماری های عروقی است. به عنوان مثال، یک نانوکره ممکن است حاوی یک اتم از یک عنصر رادیواکتیو در داخل باشد، و در سطح آن گروه هایی وجود داشته باشد که به آن اجازه می دهد به یک سلول سرطانی بچسبد.

تحولات مشابهی در روسیه در حال انجام است. موسسه پزشکی تجربی (سنت پترزبورگ) از ترکیب اضافی فولرن با پلی وینیل پیرولیدون (PVP) استفاده کرد. این ترکیب به آسانی در آب حل می شود و حفره های ساختار آن از نظر اندازه نزدیک به مولکول های C60 است. حفره ها به راحتی با مولکول های فولرن پر می شوند و در نتیجه یک ترکیب اضافی محلول در آب با فعالیت ضد ویروسی بالا تشکیل می شود. از آنجایی که PVP خود هیچ اثر ضد ویروسی ندارد، تمام فعالیت ها به مولکول های C60 موجود در ترکیب اضافی نسبت داده می شود.

از نظر فولرن، دوز مؤثر آن تقریباً 5 میکروگرم در میلی لیتر است که به طور قابل توجهی کمتر از شاخص مربوط به رمانتادین (25 میکروگرم در میلی لیتر) است که به طور سنتی در مبارزه با ویروس آنفولانزا استفاده می شود. برخلاف رمانتادین که در دوره اولیه عفونت موثرتر است، ترکیب اضافی C60/PVP در کل چرخه تکثیر ویروسی اثر پایداری دارد. یکی دیگر از ویژگی های متمایز داروی طراحی شده، اثربخشی آن در برابر ویروس های آنفولانزای نوع A و B است، در حالی که رمانتادین تنها بر روی نوع اول اثر می گذارد.

نانوکره ها همچنین می توانند در تشخیص استفاده شوند، به عنوان مثال، به عنوان یک ماده پرتوپاک که به سطح سلول های خاصی می چسبد و محل آنها را در بدن نشان می دهد.

دندریمرها مورد توجه خاص هستند. آنها نشان دهنده نوع جدیدی از پلیمرها با ساختار انشعاب به جای ساختار خطی معمول هستند.

در واقع، اولین ترکیب با چنین ساختاری در دهه 50 به دست آمد و روش های اصلی سنتز آنها عمدتاً در دهه 80 توسعه یافت. اصطلاح دندریمرها زودتر از نانوتکنولوژی ظاهر شد و در ابتدا با یکدیگر مرتبط نبودند. با این حال، اخیراً دندریمرها دقیقاً در زمینه کاربردهای نانوتکنولوژیکی (و نانوپزشکی) آنها به طور فزاینده ای ذکر شده است.

این به دلیل تعدادی از خواص ویژه است که ترکیبات دندریمری دارند. از جمله: اندازه ماکرومولکول ها قابل پیش بینی، کنترل و تکرار با دقت بالا. وجود کانال ها و منافذ در ماکرومولکول ها با شکل ها و اندازه های قابل تکرار. توانایی کپسوله‌سازی و بی‌حرکتی بسیار گزینشی مواد با وزن مولکولی کم با تشکیل ساختارهای فوق مولکولی «میهمان میزبان».

میکرو و نانوکپسول

برای رساندن دارو به محل مورد نظر در بدن، می توان از کپسول های مینیاتوری (~ 1 میکرون) با نانو منافذ استفاده کرد. میکروکپسول های مشابه در حال حاضر برای تحویل و ترشح انسولین کنترل شده فیزیولوژیکی در دیابت نوع 1 آزمایش می شوند. استفاده از منافذ با اندازه حدود 6 نانومتر به شما این امکان را می دهد که از محتویات کپسول در برابر تأثیرات سیستم ایمنی بدن محافظت کنید. این امر امکان محصور کردن سلول های حیوانی تولید کننده انسولین را فراهم می کند که در غیر این صورت توسط بدن دفع می شوند.

کپسول های میکروسکوپی با طراحی نسبتاً ساده نیز می توانند قابلیت های طبیعی بدن را کپی کرده و گسترش دهند. نمونه ای از چنین مفهومی توسط R. Freitas ارائه شده است. Respirocyte همچنین یک حامل مصنوعی اکسیژن و دی اکسید کربن است که به طور قابل توجهی از نظر توانایی های خود نسبت به گلبول های قرمز و جایگزین های خون موجود (به عنوان مثال، بر اساس امولسیون های فلوئوروکربن) برتر است.

کاربردهای پزشکی میکروسکوپ های کاوشگر اسکن

میکروسکوپ های روبشی گروهی از دستگاه ها هستند که در قابلیت های خود منحصر به فرد هستند. آنها به شما اجازه می دهند تا به بزرگنمایی کافی برای مشاهده مولکول ها و اتم ها برسید. در عین حال، می توان اشیاء را بدون تخریب آنها مطالعه کرد و حتی، که از نظر کاربردهای پزشکی-بیولوژیکی اهمیت ویژه ای دارد، در برخی موارد مطالعه اشیاء زنده نیز امکان پذیر است. برخی از انواع میکروسکوپ‌های روبشی نیز امکان دستکاری مولکول‌ها و اتم‌ها را فراهم می‌کنند.

نمای کلی خوبی از قابلیت های میکروسکوپ های روبشی در مطالعه اجسام بیولوژیکی در کتاب موجود است. قابلیت‌های منحصر به فرد میکروسکوپ‌های روبشی چشم‌انداز کاربرد آن‌ها را در تحقیقات زیست‌پزشکی تعیین می‌کند. این در درجه اول مطالعه ساختار مولکولی غشای سلولی است.

دستکاری های نانو

دستکاری‌کننده‌های نانو را می‌توان دستگاه‌هایی نامید که برای دستکاری نانو اشیاء - نانوذرات، مولکول‌ها و اتم‌های منفرد طراحی شده‌اند. به عنوان مثال می توان به میکروسکوپ های کاوشگر روبشی اشاره کرد که می توانند هر جسمی را به سمت اتم ها حرکت دهند.

در حال حاضر، نمونه های اولیه از چندین نوع "نانو موچین" ایجاد شده است. در یک مورد، از دو نانولوله کربنی با قطر 50 نانومتر استفاده شد که به صورت موازی در کناره های یک فیبر شیشه ای با قطر حدود 2 میکرومتر قرار گرفتند. هنگامی که ولتاژی به آنها اعمال می شد، نانولوله ها می توانستند از هم جدا شوند و مانند نیمه های موچین همگرا شوند.

در مورد دیگری از مولکول‌های DNA استفاده شد که هندسه آن‌ها را در طی یک انتقال ساختاری یا شکستن پیوندهای بین پایه‌های نوکلئوتیدی روی شاخه‌های موازی مولکول تغییر می‌دهند.

با این حال، یک دستکاری کننده برای نانو اشیاء ممکن است در ساختار خود با ابزارهای کلان متفاوت باشد. بنابراین، توانایی حرکت نانو اشیاء با استفاده از پرتو لیزر نشان داده شد. در کار اخیر، دانشمندان دانشگاه های کورنل و ماساچوست موفق شدند یک مولکول DNA را از یک نوکلئوزوم "باز کردن" کنند. در انجام این کار، آنها آن را با استفاده از چنین "موچین لیزری" تا انتها کشیدند.

کوچک-و نانو دستگاه ها

در حال حاضر، دستگاه های مینیاتوری که می توانند برای اهداف تشخیصی و احتمالاً درمانی در داخل بدن قرار گیرند، روز به روز فراگیرتر می شوند.

یک دستگاه مدرن که برای معاینه دستگاه گوارش طراحی شده است، دارای اندازه چند میلی متر است، یک دوربین فیلمبرداری مینیاتوری و یک سیستم روشنایی را روی آن حمل می کند. فریم های دریافتی ارسال می شود.

ارجاع دستگاه هایی از این دست به حوزه نانوپزشکی اشتباه است. با این حال، چشم‌اندازهای گسترده‌ای برای کوچک‌سازی و ادغام بیشتر آن‌ها با نانوحسگرهایی از انواع توصیف‌شده در بالا، سیستم‌های کنترل داخلی و ارتباطی مبتنی بر الکترونیک مولکولی و سایر فناوری‌های نانو، منابع انرژی که مواد موجود در رسانه‌های داخلی بدن را بازیافت می‌کنند، باز می‌شود. در آینده، چنین دستگاه هایی را می توان به دستگاه هایی برای جابجایی خودگردان و حتی دستکاری کننده های یک نوع یا دیگری مجهز کرد. در این صورت، آنها قادر خواهند بود به نقطه مورد نظر بدن نفوذ کنند، اطلاعات تشخیصی محلی را در آنجا جمع آوری کنند، داروها را تحویل دهند و در آینده ای دورتر، "عملیات نانو جراحی" - تخریب پلاک های آترواسکلروتیک، تخریب سلول ها را انجام دهند. با علائم انحطاط بدخیم، ترمیم رشته‌های عصبی آسیب‌دیده و غیره. چنین دستگاه‌هایی (نانوروبات‌ها) در زیر با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار خواهند گرفت.

نانو ربات پزشکی

فناوری نانو به مهندسان این امکان را می‌دهد که نانوروبات‌های پیچیده‌ای بسازند که می‌توانند به طور ایمن وارد بدن انسان شوند تا مولکول‌های مهم را حمل کنند، اشیاء میکروسکوپی را کنترل کنند و از طریق حسگرهای مینیاتوری، مجهز به موتورها، دستکاری‌کننده‌ها، ژنراتورهای برق و رایانه‌هایی در مقیاس مولکولی با پزشکان ارتباط برقرار کنند.

ایده ساخت چنین نانوروبات‌هایی مبتنی بر این واقعیت است که بدن انسان یک نانومکانیسم طبیعی است: بسیاری از نوتروفیل‌ها، لنفوسیت‌ها و گلبول‌های سفید خون دائماً در بدن عمل می‌کنند، بافت‌های آسیب‌دیده را ترمیم می‌کنند، میکروارگانیسم‌های مهاجم را از بین می‌برند و ذرات خارجی را از اندام‌های مختلف حذف می‌کنند. .

نانوروباتیک زمانی به وجود آمد که کار با اجسام مینیاتوری در سطح مولکولی ضروری شد. نانوروبات‌ها سیستم‌های نانوالکترومکانیکی هستند که برای انجام وظایف خاص با دقت در مقیاس نانو طراحی شده‌اند. مزیت آنها نسبت به طب معمولی در اندازه آنها نهفته است. اندازه ذرات بر مدت زمان و میزان قرار گرفتن در معرض تأثیر می گذارد، بنابراین داروهای ریزمقیاس را می توان در غلظت های پایین تر استفاده کرد و شروع زودتر اثر درمانی دارند. همچنین این امکان را فراهم می کند که دارو را به یک محل مصرف خاص تحویل دهید.

یک نانودستگاه پزشکی معمولی احتمالاً یک ربات در اندازه یک میکرون است که از قطعات نانو مونتاژ شده است. این نانوروبات‌ها می‌توانند بر اساس دستورات از خارج یا بر اساس یک برنامه مشخص برای انجام کار در مقیاس کلان عمل کنند.

نانولوله ها و تشعشعات مادون قرمز

فتوترمال درمانی با استفاده از نانومواد اخیراً به عنوان یک استراتژی موثر در توسعه نسل جدیدی از درمان‌های سرطان مورد توجه قرار گرفته است.

نانولوله‌های کربنی تک جداره (SWNT) یک کاندید بالقوه برای نقش فاکتور درمانی فتوترمال هستند، زیرا وقتی با نور مادون قرمز نزدیک (NIR، طول موج - 700-1100 نانومتر) تابش می‌شوند، مقدار قابل‌توجهی گرما تولید می‌کنند. برای این طول موج ها، بافت های بیولوژیکی، از جمله پوست، عملا شفاف هستند. اثر فتوترمال باعث مرگ حرارتی سلول های سرطانی می شود و این فرآیند غیر تهاجمی است.

اثربخشی درمان ترکیبی با نانولوله ها و پرتوها با نتایج تخریب درون تنی یک تومور بدخیم جامد نشان داده شده است. این روش درمان موش ها، تخریب کامل تومورها را بدون عوارض جانبی مضر و عود در 6 ماه متوالی نشان داد. در گروه کنترل، درمان با روش‌های معمولی رشد ثابت تومور را تا زمان مرگ حیوانات نشان داد.

اصلاح نانولوله های کربنی تک جداره با کمک فسفولیپیدها ظاهر می شود. از آنجایی که نانولوله های تک جداره خاصیت آبگریز دارند، دستیابی به نفوذ آنها به سلول های بافت آسیب دیده عملا غیرممکن است. این رویکرد به گروهی از دانشمندان کره ای اجازه داد تا از این مشکل عبور کنند.

تومورهای پیوند شده به پشت موش، سرطان حفره دهان انسان است. برای تابش، موش ها زیر یک لامپ IR با قدرت 76 W / cm3 قرار گرفتند. این جلسه 3 دقیقه به طول انجامید. تومور 20 روز پس از یک درمان به طور کامل ناپدید شد. در همان زمان، برای اولین بار افزایش محتوای نانولوله ها در عضله اطراف تومور، طحال، خون و پوست مشاهده شد. طی هفت روز آینده، نانولوله‌ها در خون و کبد تجمع کردند. پس از هفت روز، تعداد نانولوله ها در همه اندام ها به شدت کاهش یافت. تقریباً تمام نانولوله های تزریق شده توسط کبد و کلیه در عرض دو ماه خارج شدند.

این نتایج این امکان را فراهم می کند که فاکتور فتوترمال را به عنوان یک روش موثر برای درمان تومورهای سرطانی در نظر بگیریم.

یک لیوان نانو مواد با برند HuaShen.درمان تعدادی از بیماری ها با آب ساختاری

من در مورد استفاده از نانومواد در پزشکی زیاد شنیدم اما برای اولین بار در مورد شیشه ای از نانومواد با نام تجاری HuaShen شنیدم. درمان با استفاده از یک لیوان نانومواد برند HuaSheng، تصفیه با آب ساختاریافته (با وزن مولکولی کم) است.

علامت تجاری HuaSheng متعلق به شرکت Tianjin HuaShen است که 6 گروه از شرکت ها و شرکت ها را با سیستمی از فعالیت های متنوع متحد می کند: توسعه فناوری های علمی، تولید و فروش محصولات اطلاعاتی و داروها از مواد خام طبیعی. تمامی محصولات بر اساس تجربه و سنت های طب چینی تولید می شوند. محصولات "Huashen" اولین بار در سال 2000 در بازار روسیه، در بلاروس و اوکراین - در سال 2002، در قزاقستان، قرقیزستان و تاجیکستان - در سال 2004 ظاهر شد.

ترکیب نانومواد مورد استفاده در ساخت لیوان با نام تجاری "هوشن" شامل مواد زیر است:

· انیدریت تیتانیوم؛

· اکسید روی؛

· بیش از 10 ریز عناصر مختلف.

آبی که در یک لیوان ساخته شده از مواد نانو ریخته می شود، پس از 20 دقیقه تبدیل می شود و سپس می توان از آن استفاده کرد. در این دوره زمانی، نانوموادی که شیشه از آنها ساخته شده است، ماکرومولکول های آب (شامل 13-15 مولکول) را به میکرومولکول (5-7 مولکول) تبدیل می کند. آب به دست آمده "وزن مولکولی کم" نامیده می شود و دارای 4 ویژگی است:

· عمل بسیار حل کننده.

· عمل تقسیم.

· عمل نافذ;

· اقدام برای فعال کردن فرآیندهای متابولیک.

با توجه به منابع مختلف، مطالعات بالینی تایید می کند که آب ساختاری:

· کاهش کلسترول در خون و پاکسازی عروق خونی.

· عملکردهای گوارشی را بهبود می بخشد، اسیدیته را تنظیم می کند.

· بازسازی سریع بافت را ترویج می کند.

· حذف سموم و سموم از بدن را ترویج می کند.

· از سیستم ایمنی حمایت می کند.

· امید به زندگی را افزایش می دهد.

· تعادل متابولیک را تجدید می کند.

· روده ها را پاک می کند.

· فعال و عادی عملکرد کلیه.

· به درمان التهاب مخاط دهان کمک می کند.

· در درمان بیماری های روده ای در کودکان موثر است.

آب ساختار یافته (کم مولکولی) از یک لیوان با نام تجاری "Huasheng" توسط متخصصان برای استفاده در بیماری های زیر توصیه می شود:

· بیماری های معده (گاستریت، زخم معده، زخم اثنی عشر، اسیدیته بالا، سوء هاضمه و غیره) - آب به بهبود ترشح شیره معده کمک می کند، پریستالیس معده و روده ها را تحریک می کند، هضم را بهبود می بخشد، جذب غذا را افزایش می دهد.

· دیابت شیرین - آب تبادل سلول ها را در پانکراس عادی می کند.

· بیماری های قلبی عروقی: بیشتر بیماری های قلبی زمانی اتفاق می افتد که چربی در شریان های ورید تجمع می یابد که مانع از جریان آزاد خون می شود. هنگام نوشیدن آب از یک لیوان نانومواد، رسوبات چربی از بین می روند و از بدن خارج می شوند. در نتیجه، عرضه قلب بهبود می یابد، کار عضلات قلب عادی می شود.

· پرفشاری خون: در اکثر بیماران علت اصلی بیماری افزایش جذب چربی است، پلاک های کلسترول روی دیواره رگ ها جمع می شوند و مجرای رگ ها باریک می شود. با استفاده منظم از آب لیوان های برند "هواشنگ" خون از مواد اسیدی پاک می شود که در نتیجه فشار کاهش یافته و رگ ها نرم می شوند.

· یبوست - آب تصفیه شده با نانومواد اکسیژن فعال را وارد می کند که در نتیجه یبوست به سرعت از بین می رود.

· اثر آرایشی: رفع تیرگی پوست، چین و چروک، زبری پوست، خشکی، لکه های پیری، التهابات پوستی و ....

روش تهیه و استفاده از آب ساختاریافته (با وزن مولکولی کم) به شرح زیر است:

· آب معمولی را که بهتر تصفیه شده باشد، در لیوانی از نانومواد مارک «هوشن» می ریزند که به مدت 30-20 دقیقه در آن نگهداری می شود. در این مدت زمان، آب به وزن مولکولی کم تبدیل می شود.

آب از قبل ساختار یافته (وزن مولکولی کم) را می توان نوشید، برای پخت و پز استفاده کرد، برای شستشو، برای آبیاری گل ها و غیره استفاده کرد.

· آب ساختار یافته از یک لیوان را می توان به ظروف با آب معمولی و تصفیه شده به نسبت 0.5 لیتر در 10 لیتر (1:20) اضافه کرد. پس از 20-30 دقیقه، آب در ظرف اضافی ساختار صحیح را به دست می آورد. این باعث افزایش حجم آب آماده برای نوشیدن می شود.

· ساختار آب که با کمک نانومواد به دست می آید به مدت 18-24 ساعت بیرون شیشه باقی می ماند.

· مصرف 30 میلی لیتر به ازای هر 1 کیلوگرم وزن انسان توصیه می شود. آب، یعنی فردی با وزن 70 کیلوگرم باید حداقل 2.1 لیتر آب در روز و با وزن 100 کیلوگرم بنوشید. - 3 لیتر در روز

· برای به دست آوردن اثر مطلوب درمان، استفاده مداوم از آب ساختاری توصیه می شود.

با کمک یک لیوان ساخته شده از نانومواد برند «هواشنگ»، بیماری هایی که به طور جداگانه انتخاب شده اند، درمان نمی شوند. استفاده از آب با وزن مولکولی کم باعث بهبودی کامل کل ارگانیسم می شود. خود پاکسازی بدن از ده ها نوع سم و سموم مختلف رخ می دهد. علاوه بر این، آب ساختاریافته سلول های بدن را با اکسیژن غنی می کند و محیطی را ایجاد می کند که با تشکیل سلول های سرطانی مقابله می کند.

از یک سو، چشم انداز صنعت نانوتکنولوژی واقعاً بزرگ است. نانوتکنولوژی همه حوزه های زندگی بشر را به طور اساسی تغییر خواهد داد. اما از سوی دیگر، فناوری نانو می تواند برای جامعه خطرناک باشد.

محققان و متخصصان محیط زیست پیش‌بینی کرده‌اند که نانومواد، ویروس‌های ساخت بشر و روبات‌ها به خطرناک‌ترین تهدیدات زیست‌محیطی در آینده تبدیل خواهند شد. کل لیست تهدیدات شامل 25 مورد است. به گفته کارشناسان، جدی ترین مشکلات مربوط به ربات های زیستی است که ممکن است به گونه های مهاجم جدید تبدیل شوند، با آزمایش های آب و هوایی مانند "بارورسازی" اقیانوس و استقرار سپرهایی برای محافظت از زمین در برابر خورشید.

علاوه بر این، افزایش تقاضا برای زیست توده برای تولید سوخت زیستی، تخریب اکوسیستم‌های دریایی ناشی از تولید برق در دریا، و آزمایش‌هایی برای کنترل گونه‌های مهاجم با استفاده از ویروس‌های اصلاح‌شده ژنتیکی، تهدیدی برای محیط زیست خواهد بود.

سایر تهدیدهای این لیست که می توانند به محیط زیست آسیب زیادی وارد کنند، بیشتر جنبه تئوری دارند. اینها شامل مشکلات ربات هایی است که رفتار حیوانات را تقلید می کنند و میکروب های ایجاد شده از مولکول های مصنوعی. کارشناسان معتقدند که اگر این گونه‌های حیات مصنوعی در طبیعت رها شوند، می‌توانند مانند گونه‌های مهاجم رفتار کنند.

زمان به سرعت ما را به سمت اوج پیروزی‌ها و اکتشافات جدید سوق می‌دهد، نانوروبات‌ها نیز از این قاعده مستثنی نیستند، همه چیز فقط در ابتدای راه است و ما فقط می‌توانیم تماشا کنیم که چگونه نانوماشین‌های مولکولی زندگی اطراف ما را تغییر می‌دهند.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Rybalkina M. - "نانو فناوری برای همه"، 2005

2.G.G. Yelenin - "نانو فناوری. نانومواد، نانودستگاه‌ها

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

مطالعه عملکرد و کاربرد گیاهان دارویی شناخته شده داروسازی. بررسی اصول و ویژگی های تهیه فرآورده های گیاهی برای پیشگیری و درمان بیماری ها. بررسی فناوری های نوین بسته بندی و نگهداری گیاهان دارویی.

چکیده، اضافه شده در 1391/05/19


توصیف زنبورداری به عنوان نامی کلی برای روش های درمان بیماری های مختلف انسان با استفاده از زنبورهای زنده و همچنین محصولات زنبورداری. ماهیت و نقش روش درمان نیش زنبور عسل. اصول درمان با عسل. تجزیه و تحلیل محصولات زنبور عسل

ارائه اضافه شده در 2015/03/29


تعریف مفهوم "دمورژی". آشنایی با مبانی آموزش در مورد قوانین استفاده و اجرای بانداژ. مطالعه طبقه بندی پانسمان ها و مواد برای اجرای آنها. رعایت قوانین بانداژ. روش های استفاده از آتل، گچ طبی.

ارائه اضافه شده در 2016/02/03


تجزیه و تحلیل نشانه های استفاده از درمان تحریک کننده: کاهش شاخص های واکنش پذیری، بدون اثرات درمانی. ویژگی های روش های درمان عمومی بیماری های پریودنتال در کودکان. آشنایی با روش های فیزیوتراپی درمان پریودنتال.

ارائه اضافه شده در 2014/05/16


درماتومیکوزها (درماتومیکوزها) به عنوان گروهی از بیماری های پوست و ضمائم آن در اثر ورود قارچ ها به آن ایجاد می شود. علائم، شرح علائم بالینی بیماری ها، داروهایی برای درمان تعدادی از بیماری های قارچی. شرح داروهای ضد قارچ.

سخنرانی، اضافه شده در 2009/11/27


محل بیماری های التهابی حلقه لنفاوی حلق در ساختار آسیب شناسی اندام های گوش و حلق و بینی. تظاهرات، علائم و تشخیص تعدادی از بیماری ها: انواع مختلف لوزه، فارنگومایکوز، دیفتری حلق، آدنوئید. ویژگی درمان این بیماری ها.

چکیده، اضافه شده در 1391/02/17


تاریخچه معرفی مفهوم "نوروزیس" در پزشکی. مکانیسم ها و ویژگی های کلی این پدیده. طبقه بندی روان رنجورها در روانپزشکی روسی. شرح علائم انواع روان رنجورها، ارتباط آنها با سایر بیماری ها، ویژگی های درمان.

چکیده، اضافه شده در 11/09/2010


مکانیسم اثرات الکتریکی و الکترومغناطیسی بر بدن انسان. الکتروتراپی به عنوان روشی برای درمان، توانبخشی و پیشگیری از بیماری ها. روش های کاربرد درمانی جریان. موارد منع مصرف و موارد منع مصرف الکتروتراپی.

چکیده، اضافه شده در 1398/04/16


مفهوم و اصول اجرای رفلکسولوژی. تجزیه و تحلیل و ارزیابی انتشارات در مورد استفاده از این روش ها در مراحل مختلف درمان سرطان. بررسی اثربخشی این تکنیک ها و چشم انداز کاربرد آنها در آینده.

ارائه اضافه شده در 11/29/2015


ویژگی ها و طبقه بندی آسیب های ناحیه فک و صورت. دررفتگی و شکستگی دندان، شکستگی فک پایین. دررفتگی فک پایین: علل، تظاهرات بالینی، درمان. توسعه روش هایی برای تشخیص و درمان بیماری های ناحیه فک و صورت.

دانشمندان می گویند پیشرفت های اخیر در فناوری نانو می تواند در مبارزه با سرطان بسیار مفید باشد. یک داروی ضد سرطان مستقیماً به هدف - به سلول های تحت تأثیر یک تومور بدخیم - توسعه یافته است. یک سیستم جدید مبتنی بر ماده ای به نام بیوسیلیکن. نانوسیلیکون ساختار متخلخلی دارد (قطر ده اتم) که ترکیب داروها، پروتئین ها و رادیونوکلئیدها در آن راحت است. پس از رسیدن به هدف، بیوسیلیکون شروع به تجزیه می کند و داروهایی که به آن تحویل داده می شود وارد عمل می شوند. علاوه بر این، به گفته توسعه دهندگان، سیستم جدید به شما امکان می دهد دوز دارو را تنظیم کنید.

در طول سال‌های گذشته، کارمندان مرکز نانوتکنولوژی بیولوژیکی روی ایجاد ریزحسگرهایی کار کرده‌اند که برای شناسایی سلول‌های سرطانی در بدن و مبارزه با این بیماری وحشتناک استفاده می‌شوند.

یک روش جدید برای تشخیص سلول های سرطانی بر اساس کاشت مخازن کروی کوچک ساخته شده از پلیمرهای مصنوعی به نام دندریمر (از درخت یونانی dendron - درخت) در بدن انسان است. این پلیمرها در دهه گذشته سنتز شده‌اند و ساختاری کاملاً جدید و غیر یکپارچه دارند که شبیه ساختار مرجانی یا چوبی است. به چنین پلیمرهایی پرشاخه یا آبشاری می گویند. آنهایی از آنها که در آنها انشعاب منظم است دندریمر نامیده می شود. قطر هر یک از این کره ها یا نانوحسگرها تنها به 5 نانومتر - 5 میلیاردم متر می رسد که امکان قرار دادن میلیاردها نانوحسگر را در منطقه کوچکی از فضا فراهم می کند.

این حسگرهای کوچک به محض ورود به بدن، به لنفوسیت ها نفوذ می کنند - گلبول های سفید خون که دفاع بدن را در برابر عفونت و سایر عوامل بیماری زا فراهم می کنند. با پاسخ ایمنی سلول های لنفاوی به یک بیماری خاص یا شرایط محیطی - برای مثال سرماخوردگی یا قرار گرفتن در معرض تابش - ساختار پروتئینی سلول تغییر می کند. هر نانوحسگر که با معرف های شیمیایی خاص پوشانده شده است، با چنین تغییراتی شروع به درخشش می کند.

برای دیدن این درخشش، دانشمندان قصد دارند دستگاه ویژه ای بسازند که شبکیه چشم را اسکن می کند. لیزر چنین دستگاهی باید درخشش لنفوسیت ها را هنگام عبور یکی یکی از مویرگ های باریک فوندوس تشخیص دهد. دانشمندان می گویند اگر حسگرهای برچسب گذاری شده کافی در لنفوسیت ها وجود داشته باشد، 15 ثانیه اسکن طول می کشد تا آسیب سلولی شناسایی شود.

در اینجا، بیشترین تأثیر فناوری نانو مورد انتظار است، زیرا بر اساس وجود جامعه - انسان تأثیر می گذارد. نانوتکنولوژی به چنین سطح بعدی از دنیای فیزیکی می رسد که در آن تمایز بین زنده و غیرزنده ناپایدار می شود - اینها ماشین های مولکولی هستند. حتی یک ویروس را می توان تا حدی یک سیستم زنده در نظر گرفت، زیرا حاوی اطلاعاتی در مورد ساخت آن است. اما ریبوزوم، اگرچه از همان اتم های همه مواد آلی تشکیل شده است، اما حاوی چنین اطلاعاتی نیست و بنابراین فقط یک ماشین مولکولی آلی است. نانوتکنولوژی در شکل پیشرفته‌اش شامل ساخت نانوروبات‌ها، ماشین‌های مولکولی با ترکیب اتمی معدنی است، این ماشین‌ها با داشتن اطلاعاتی در مورد چنین ساختاری قادر خواهند بود کپی‌هایی از خود بسازند. بنابراین، مرز بین زنده و غیر زنده شروع به محو شدن می کند. تا به امروز، تنها یک ربات DNA راه رفتن اولیه ساخته شده است.

نانوپزشکی با احتمالات زیر نشان داده می شود:

• 1. آزمایشگاه های روی یک تراشه، تحویل هدفمند دارو در بدن.
• 2. DNA - تراشه (ایجاد داروهای فردی).
• 3. آنزیم ها و آنتی بادی های مصنوعی.
• 4. اندام های مصنوعی، پلیمرهای کاربردی مصنوعی (جایگزین بافت های آلی). این جهت ارتباط تنگاتنگی با ایده زندگی مصنوعی دارد و در آینده منجر به ایجاد ربات هایی با هوشیاری مصنوعی و قابلیت خوددرمانی در سطح مولکولی خواهد شد. این به دلیل گسترش مفهوم زندگی فراتر از ارگانیک است
• 5. نانوروبات‌ها-جراحان (بیومکانیسم‌های انجام‌دهنده تغییرات و اقدامات پزشکی مورد نیاز، شناسایی و تخریب سلول‌های سرطانی). این رادیکال ترین کاربرد فناوری نانو در پزشکی، ایجاد نانوروبات های مولکولی است که می توانند عفونت ها و تومورهای سرطانی را از بین ببرند، DNA، بافت ها و اندام های آسیب دیده را ترمیم کنند، کل سیستم های پشتیبانی از حیات بدن را کپی کنند و خواص بدن را تغییر دهند.

با در نظر گرفتن یک اتم منفرد به عنوان یک آجر یا "جزئیات"، نانوتکنولوژی به دنبال روش های عملی برای طراحی مواد با ویژگی های مشخص از این قطعات است. بسیاری از شرکت‌ها می‌دانند که چگونه اتم‌ها و مولکول‌ها را در نوعی ساختار جمع کنند.

در آینده، هر مولکولی مانند مجموعه ساخت و ساز کودک مونتاژ خواهد شد. برای این منظور قرار است از نانو ربات ها (نانوربات ها) استفاده شود. هر ساختار شیمیایی پایداری که بتوان آن را توصیف کرد، در واقع می‌تواند ساخته شود. از آنجایی که یک نانوربات می تواند برای ساخت هر ساختاری، به ویژه برای ساختن نانوربات دیگری برنامه ریزی شود، بسیار ارزان خواهند بود. نانوربات ها با کار در تیم های بزرگ می توانند هر شی را با هزینه کم و دقت بالا ایجاد کنند. در پزشکی، مشکل استفاده از فناوری نانو، نیاز به تغییر ساختار سلول در سطح مولکولی است، یعنی. انجام "جراحی مولکولی" با استفاده از نانوربات ها. انتظار می رود پزشکان رباتیک مولکولی ایجاد شود که می توانند در داخل بدن انسان "زندگی" کنند و تمام آسیب هایی که رخ می دهد را از بین ببرند یا از وقوع چنین مواردی جلوگیری کنند. نانوربات‌ها با دستکاری اتم‌ها و مولکول‌ها می‌توانند سلول‌ها را ترمیم کنند. تاریخ پیش بینی شده برای ایجاد پزشکان رباتیک، نیمه اول قرن بیست و یکم.

علیرغم وضعیت فعلی، فناوری نانو به عنوان یک راه حل اساسی برای مشکل پیری بیش از حد امیدوارکننده است.

این امر به این دلیل است که فناوری نانو پتانسیل بالایی برای کاربرد تجاری در بسیاری از صنایع دارد و بر این اساس، علاوه بر بودجه جدی دولت، تحقیقات در این راستا توسط بسیاری از شرکت‌های بزرگ انجام می‌شود.

این کاملاً ممکن است که پس از بهبود برای اطمینان از "جوانی ابدی"، دیگر به نانوربات ها نیاز نباشد یا توسط خود سلول تولید شوند.

برای رسیدن به این اهداف، بشریت نیاز به حل سه سوال اصلی دارد:

• 1. طراحی و ایجاد ربات های مولکولی که می توانند مولکول ها را ترمیم کنند.
• 2. طراحی و ایجاد نانو کامپیوترهایی که نانو ماشین ها را کنترل می کنند.
• 3. شرح کاملی از تمام مولکول های بدن انسان ایجاد کنید، به عبارت دیگر نقشه بدن انسان را در سطح اتمی ایجاد کنید.

مشکل اصلی نانوتکنولوژی، مشکل ایجاد اولین نانوربات است. چندین راه امیدوار کننده وجود دارد.

یکی از آنها بهبود میکروسکوپ تونل زنی روبشی یا میکروسکوپ نیروی اتمی و دستیابی به دقت موقعیت و نیروی گرفتن است.

روش دیگر برای ایجاد اولین نانوربات از طریق سنتز شیمیایی است. شاید طراحی و سنتز اجزای شیمیایی مبتکرانه ای که قابلیت خودآرایی در محلول را داشته باشند.

و مسیر دیگری از طریق بیوشیمی منتهی می شود. ریبوزوم ها (داخل سلول) نانوربات های تخصصی هستند و ما می توانیم از آنها برای ایجاد ربات های همه کاره تر استفاده کنیم.

این نانوربات‌ها می‌توانند روند پیری را کاهش دهند، سلول‌های فردی را التیام بخشند و با سلول‌های عصبی منفرد تعامل داشته باشند.

کار بر روی این مطالعه نسبتاً اخیراً آغاز شده است، اما سرعت اکتشافات در این زمینه بسیار بالا است، بسیاری معتقدند که این آینده پزشکی است.

نانوتکنولوژی می تواند کمک قابل توجهی در حل مشکلات خاص ارائه دهد. در زیست شناسی و برخی علوم دیگر، کاربرد آنها اغلب از اهمیت بالایی برخوردار است.

باید گفت که در چند دهه گذشته حدود 30 آسیب شناسی عفونی شناسایی شده است. از جمله آنها باید به ایدز، "آنفولانزای پرندگان"، ویروس ابولا و دیگران اشاره کرد. سالانه میلیون ها مورد جدید بیماری سرطانی در جهان تشخیص داده می شود. علاوه بر این، میزان مرگ و میر ناشی از این آسیب شناسی حدود پانصد هزار نفر در سال است.

آنها برای تمام بشریت اهمیت زیادی دارند. مزایای استفاده از جدیدترین روش ها نسبت به درمان سنتی آشکار است. نانوتکنولوژی در پزشکی عمدتاً از طریق تجویز داروها بر روی یک بیماری خاص تأثیر شیمیایی دارد. در نتیجه، محیط خاصی در بدن تشکیل می شود که به تسریع روند بهبودی کمک می کند.

همانطور که در بالا ذکر شد، فناوری نانو در افراد مختلفی کاربرد دارد. دانشمندان در سراسر جهان در حال کار بر روی ایجاد مواد مختلفی هستند که می توانند در یک منطقه یا منطقه دیگر به کار روند. به عنوان مثال ساده ترین و بارزترین مثال استفاده از فناوری نانو در زیبایی شناسی، محلول صابون معروف است. این نه تنها دارای خواص ضد عفونی کننده و شوینده است. میسل ها و نانوذرات در آن تشکیل می شود. البته امروزه این ماده تنها چیزی نیست که برای اهداف مختلف در توسعه یک حوزه خاص از فعالیت های انسانی استفاده می شود.

نمونه های زیادی از کاربرد نانوتکنولوژی در پزشکی وجود دارد. بنابراین، دانشمندان دسته جدیدی از ذرات را ایجاد کرده اند. نانوذرات - نانو چاه - دارای خواص نوری منحصر به فردی هستند. این عناصر با داشتن قطر میکروسکوپی (بیست برابر کوچکتر از گلبول های قرمز) می توانند آزادانه در سیستم گردش خون حرکت کنند. آنتی بادی ها به سطح آستین ها متصل می شوند. هدف از کاربرد این نانوتکنولوژی در پزشکی تخریب است، چند ساعت پس از وارد شدن پوسته ها به بدن، نور مادون قرمز تابش می شود. در داخل، انرژی خاصی تشکیل می شود که از طریق آن سلول های سرطانی از بین می روند.

باید گفت که آزمایش این فناوری نانو بر روی موش های آزمایشگاهی انجام شد. ده روز پس از پرتودهی، رهایی کامل از بیماری مشاهده شد. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل های بعدی کانون های جدیدی از تشکل های بدخیم را نشان نداد.

دانشمندان بر این باورند که این فناوری و سایر فناوری‌های نانو در پزشکی به توسعه روش‌های سریع و ارزان برای تشخیص و حذف آسیب‌شناسی در مراحل اولیه کمک می‌کند. علاوه بر این، معرفی پیشرفت‌های جدید در زمینه دارو می‌تواند امکان بازسازی ساختار DNA آسیب‌دیده را فراهم کند.