Нанотехнологии в медицине - наше будущие! Нанотехнологии в медицине Частные случаи успешного фармакологического применения наночастиц.

Введение

Ученые утверждаю, что настанет тот день, когда с помощью нанотехнологий в кровяные клетки человека можно будет встраивать микроскопические датчики, предупреждающие о появление признаков радиационного излучения или развития болезни. Прогнозируемый срок реализации - 1-ая половина XXI века.

А пока ученые трудятся над созданием медицинских нанороботов, журналисты и общественность спорят, могут ли наносенсоры повлиять губительно на организм человека? Ведь неизвестно как отреагирует организм на введенные в него чужеродные тела? Как выразился Эрик Дрекслер: «невидимое оружие всемирного переворота, покрывающие землю «серая слизь» (gray goo)». Короче говоря, крохотная причина конца света.

Действительно ли, нанотехнологии могут стать причиной конца света или это всего лишь богатая фантазия некоторых ученых?

Что такое нанотехнологии?

Прежде чем говорить о возможных рисках и перспективах нанотехнологий сначала надо сказать, что же это такое? Для этого понятия не существует исчерпывающего определения. «Нанотехнологии» - это технологии, оперирующие величинами порядка нанометра. Это ничтожно малая величина, в сотни раз меньше длины волны видимого света и сопоставимая с размерами атомов. Развитие нанотехнологии ведется в 3-ех направлениях:

Изготовление электронных схем размером с молекулу (атом);

Разработка и изготовление машин;

Манипуляция атомами и молекулами.

Что такое наномедицина?

«Наномедицина» - это слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя разработанные нанороботы и наноструктуры (Р. Фрейтас).

В настоящее время наномедицины пока не существует, есть только проекты, воплощение которых в реальность и приведет к наномедицине. Через несколько лет, когда уже, наконец, будет создан первый наноробот, знания накопленные наномедициной воплотятся в жизнь. А тогда за считанные минуты вы избавитесь от вируса гриппа или избавитесь от раннего атеросклероза. Нанороботы смогут вернуть даже очень старого человека в то состояние, в котором он был в молодости. От операции в органах мы перейдем на операции на молекулах и таким образом стане «бессмертными».

Перспективы развития

Ученые из штата Мичиган утверждают, что с помощью нанотехнологий можно будет встраивать микроскопические датчики в кровяные клетки человека, которые будут предупреждать о признаках радиации или развития болезни. Так в США, по предложению NASA, ведется разработка таких наносенсоров. Джейм Бейнер представляет себе «наноборьбу» с космическими излучениями так перед стартом астронавт используя шприц для подкожных инъекций, вводят в кроваток прозрачную жидкость, насыщенную миллионами наночастиц на время полета он вставляет себе в ухо маленькое устройство (наподобие слухового аппарата). В течение полета это устройство будет использовать маленький лазер для поиска светящихся клеток. Это возможно, т.к. клетки проходят по капиллярам барабанной перепонки. По беспроводной связи информация клеток будет передаваться на главный компьютер космического корабля, а затем обрабатывается. В случае чего будут приниматься необходимые меры.

Все это может воплотиться в реальность примерно через 5-10 лет. А наночастицы ученые используют уже более 5 лет.

А сейчас, сенсоры тоньше человеческого волоса могут оказаться в 1000 раз чувствительнее стандартных анализов ДНК. Американские ученые, разработавшие эти наносенсоры, полагают, что врачи смогут проводить целый спектр различных анализов, пользуясь лишь одной каплей крови. Одним из преимуществ этой системы является возможность моментально пересылать результаты анализа на карманный компьютер. Исследователи полагают, что на разработку полностью функциональной модели наносенсора, которым смогут воспользоваться врачи в повседневной работе, понадобиться около пяти лет.

С помощью нанотехнологий медицина сможет не только с любой болезнью, но и предотвращать ее появление, сможет помогать адоптации человека в космосе.

Могут ли влиять «устаревшие нанороботы» на человека?

Когда механизм завершит свою работу, нанодоктора должны будут удалять нанороботов из организма человека. Поэтому опасность того, что «устаревшие нанороботы», оставшиеся в теле человека будут работать неверно, очень мала. Нанороботы должны будут спроектированы так, чтобы избежать сбоев в работе и уменьшить медицинский риск. А как нанороботы будут удалены из тела? Некоторые из них будут способны к самоудалению из организма человека путем естественных каналов. Другие же будут спроектированы таким образом, чтобы их могли удалить медики. Процесс удаления будет зависеть от устройства данного наноробота.

Что может быть сделано неправильно в течение лечения нанороботами человека?

Считается, что первостепенной опасностью для пациента будет некомпетентность лечащего врача. Но ведь ошибки могут происходить и в неожиданных случаях. Одним из непредвиденных случаев может быть взаимодействие между роботами при их столкновении. Такие неисправности трудно будет определить. Иллюстрацией такого случая может служить работа двух видов нанороботов А и В в организме человека. Если наноробот А будет удалять последствия работы робота В, то это приведет к повторной работе А, и этот процесс будет продолжаться до бесконечности, то есть нанороботы будут исправлять работу друг друга. Чтобы таких ситуаций не возникало лечащий врач должен постоянно следить за работой нанороботов и в случае чего перепрограммировать их. Поэтому квалификация врача является очень важным фактором.

Как будет реагировать организм человека на нанороботы?

Как известно, наша иммунная система реагирует на чужеродные тела. Поэтому размер наноробота будет играть важную роль при этом, так же как шероховатость поверхности и подвижность устройства. Утверждается что проблема биосовместимости не очень сложна. Выходом из этой проблемы будет создание роботов на основе алмазоидных материалов. Благодаря сильной поверхностной энергии и алмазоидной поверхности и сильной ее гладкости внешняя оболочка роботов будет химически инертной.

Нанотехнологии, применяемые в медицине в последнее время

Уже сейчас нанотехнологии применяются в медицине. Основными областями ее применения являются: технологии диагностики, лекарственные аппараты, протезирование и имплонтанты.

Ярким примером является открытие профессора Азиза. Людям, страдающим болезнью Паркинсона, через два крошечных отверстия в черепе внедряют в мозг электроды, которые подключены к стимулятору. Примерно через неделю больному вживляют и сам стимулятор в брюшную полость. Регулировать напряжение пациент может сам с помощью переключателя. С болью удается справиться уже в 80 % случаях:

У кого-то боль исчезает совсем, у кого-то затихает. Через метод глубокой стимуляции мозга прошло около четырех десятков людей.

Многие коллеги Азиза говорят, что этот метод не эффективен и может иметь негативные последствия. Профессор же убежден, что метод действенен. Ни то ни другое сейчас не доказано. Мне кажется надо верить лишь сорока пациентам, которые избавились от невыносимой боли. И снова захотели жить. И если уже 8 лет этот метод практикуется и не сказывается негативно на здоровье больных, почему бы тогда не расширить его применение.

Еще одним революционным открытием является биочип - небольшая пластинка с нанесенными на нее в определенном порядке молекулами ДНК или белка, применяемые для биохимических анализов. Принцип работы биочипа прост. На пластиковую пластинку наносят определенные последовательности участков расщепленной ДНК. При анализе на чип помещают исследуемый материал. Если он содержит такую же гинетическую информацию, то они сцепливаются. В результате чего можно наблюдать. Преимуществом биочипов являются большое количество биологических тестов со значительной экономией исследуемого материала, реактивов, трудозатрат и время на проведение анализа.

Вывод

Перспективы развития нанотехнологий с помощью нанотехнологий очень велики. Применяемые в настоящее время нанотехнологии безвредны, примером являются наночипы и солнцезащитная косметика на основе нанокристаллов. А такие технологии, как нанороботы и наносенсоры, пока еще находятся в процессе разработки. Разговоры о том, что из-за бесконечного процесса самовоспроизводства нанороботов толстый слой «серой слизи» может покрыть всю Землю,- являются пока лишь теорией, не подтвержденной никакими данными. Как я поняла в процессе написания своей работы, нанотехнология является той областью науки, которая подвергается жесточайшей критике, прежде чем вводит какие-либо новшества. Правдива ли эта критика или нет я судить не могу.

Ученые NASA говорят, что они успешно проводили испытания нанороботов на животных. Но стоит ли этому верить? Каждый решает это сам для себя. Лично я считаю, что использование, например, таких нанотехнологий как наносенсоры может иметь рискованный характер. Ведь любая даже самая простейшая система может давать сбои, что уж тогда говорить о таких передовых технологиях, как нанороботы? И кроме того надо учитывать индивидуальные физиологические особенности каждого человека.

И так, перспективы развития нанотехнологий велики. Утверждается, что в ближайшем будущем, с помощью них можно будет не только побороть любую физическую болезнь, но и предотвратить ее появление. Но вот о рисках ученые NASA ничего не говорят. Есть только бесчисленные статьи в желтой прессе о том, что люди под воздействием нанороботов станут неуправляемыми как зомби.

Я думаю, что возможные риски будут сопоставимы с перспективами. Так что общественности надо больше уделять внимания этому вопросу. Чтобы ученые не только рассматривали «обе стороны монеты», но и ставили общество в известность об этом.

Нанотехнологии в медицине предоставляют новые возможности для качественного лечения и обследования пациентов.

Последние разработки исследователей подняли медицину на новый уровень.

В статье расскажем, какие прорывы в науке случились в последнее время.

Актуальная информация, которую нужно знать медработникам.

↯ Больше статей в журнале

Главное в статье

Нанотехнологии: новые возможности

Применение нанотехнологий в медицине расширяет привычные методы лечения пациентов. Так, традиционная медицина продолжает использовать иглы, капсулы и таблетки, которые доставляют в организм больного лечебные препараты, затрагивающие здоровые клетки и органы.

Однако, новые разработки способны минимизировать риски, которые вводят лекарственное средство только туда, где это необходимо – без уколов и глотания неприятных лекарств.

Сегодня наномедицина использует «интеллектуальные» частицы, представляющие собой самостоятельные объекты, размером от 1 до 100 нанометров.

Такой пример систем доставки лекарств транспортирует активные вещества препарата только в непосредственные источники болезни.

Как работают такие нанотехнологии в медицине и в каких странах они уже применяются?

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

Гродненский государственный университет им. Я.Купалы

Реферат

на тему: «Наноматериалы в медицине»

Подготовила: студентка Бобрицкая Екатерина Олеговна

Преподаватель: Трифонова И.В.

Введение

Большинство из нас не может представить себе жизнь без современных благ цивилизации, достижений науки, техники, медицины. Следующим шагом в этом развитии станет освоение нанотехнологий, в частности, систем очень малого размера, способных выполнять команды людей.

Технический прогресс направлен в сторону разработки более мощных, быстрых, компактных и изящных машин. Пределом такого развития можно считать машины, размером с молекулу. Машина, построенная из ковалентно связанных атомов, чрезвычайно прочна, быстра и мала. Разработкой, созданием и управлением такими машинами занимается молекулярная нанотехнология. Эта отрасль открывает невиданные ранее, фантастические перспективы взаимодействия человека с миром.

Понятия «нанотехнологии», «наноматериалы»

Нанотехнология - совокупность процессов, позволяющих создавать материалы, устройства и технические системы, функционирование которых определяется наноструктурой, т.е. её упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нм (10-9м; атомы, молекулы). Греческое слово "нанос" примерно означает "гном". При уменьшении размера частиц до 100-10 nm и менее, свойства материалов (механические, каталитические и т.д.) существенно изменяются.

Наноматериалы - это материалы, структурированные на уровне молекулярных размеров или близком к ним. Структура может быть более или менее регулярной или случайной. Поверхности со случайной наноструктурой могут быть получены обработкой пучками частиц, плазменным травлением и некоторыми другими методами.

Что касается регулярных структур, то небольшие участки поверхности могут быть структурированы "извне" - например, с помощью зондового сканирующего микроскопа. Однако, достаточно большие (~1 мк2 и больше) участки, а также объёмы вещества могут быть структурированы, видимо, только способом самосборки молекул.

Самосборка широко распространена в живой природе. Структура всех тканей определяется их самосборкой из клеток; структура клеточных мембран и органоидов определяется самосборкой из отдельных молекул.

Самосборка молекулярных компонентов разрабатывается как способ построения периодических структур для изготовления наноэлектронных схем, и здесь были достигнуты заметные успехи.

В медицине материалы с наноструктурированной поверхностью могут использоваться для замены тех или иных тканей. Клетки организма опознают такие материалы как "свои" и прикрепляются к их поверхности.

В настоящее время достигнуты успехи в изготовлении наноматериала, имитирующего естественную костную ткань. Так, учёные из Северо-западного университета (США) Jeffrey D. Hartgerink, Samuel I. Stupp и другие использовали трехмерную самосборку волокон около 8 нм диаметром, имитирующих естественные волокна коллагена, с последующей минерализацией и образованием нанокристаллов гидроксиапатита, ориентированных вдоль волокон. К полученному материалу хорошо прикреплялись собственные костные клетки, что позволяет использовать его как "клей" или "шпатлёвку" для костной ткани.

Представляет интерес и разработка материалов которые обладают противоположным свойством: не позволяют клеткам прикрепляться к поверхности. Одним из возможных применений таких материалов могло бы стать изготовление биореакторов для выращивания стволовых клеток. Дело в том, что, прикрепившись к поверхности, стволовая клетка стремится дифференцироваться, образуя те или иные специализированные клетки. Использование материалов с наноразмерной структурой поверхности для управления процессами пролиферации и дифференциации стволовых клеток представляет собой огромное поле для исследований.

Мембраны с нанопорами могут быть использованы в микрокапсулах для доставки лекарственных средств и для других целей. Так, они могут применяться для фильтрации жидкостей организма от вредных веществ и вирусов. Мембраны могут защищать нанодатчики и другие вживляемые устройства от альбумина и подобных обволакивающих веществ.

Применение нанотехнологий в медицине: современное состояние

наноматериал молекулярный структурированный лечение

Термин нанотехнологии убедительно входит в нашу жизнь. В 1959 г. известный американский физик-теоретик Ричард Фейнман говорил о том, что существует "удивительно многосложный мир малых форм, а когда-нибудь люди будут удивляться тому, что до 1960 г. ни один человек не относился всерьез к изучениям этого мира". На начальном этапе развитие нанотехнологии определялось главным образом разработкой устройств зондовой микроскопии. Эти аппараты являются как бы глазами и руками нанотехнолога.

Прогресс в сфере нанотехнологии на данный момент связан с созданием наноматериалов для аэрокосмической, автомобильной, электронной промышленности.

Но постепенно все чаще отмечается как многообещающая область использования нанотехнологии - медицина. Это вызвано тем, что новая технология позволяет работать с веществом в масштабах, еще недавно казавшихся фантастическими - микрометровых, и даже нанометровых. Как раз такие величины типичны для главных биологических структур - клеток, их компонентов (органелл) и молекул.

Сегодня можно утверждать о возникновении нового направления - наномедицины. Впервые мысль об использовании микроскопических устройств в медицине была высказана в 1959 г. Р. Фейнманом в своей знаменитой лекции "Там внизу - много места" (со ссылкой на идею Альберта Р. Хиббса). Но всего лишь в последние несколько лет идеи Фейнмана приблизились к реальности.

Сейчас мы еще довольно далеки от описанного Фейнманом микроробота, способного через кровеносную систему попасть внутрь сердца и сделать там операцию на клапане. Современные приложения нанотехнологий в медицине можно разделить на несколько групп: Наноструктурированные материалы, в т. ч., поверхности с нанорельефом, мембраны с наноотверстиями; Наночастицы (в т. ч., фуллерены и дендримеры); Микро- и нанокапсулы; Нанотехнологические сенсоры и анализаторы; Медицинские применения сканирующих зондовых микроскопов; Наноинструменты и наноманипуляторы; Микро- и наноустройства различной степени автономности.

Американская компания C-Sixty Inc. Проводит предклинические испытания средств на основе фуллереновых наносфер С60 с упорядоченно расположенными на их поверхности химическими группами. Эти группы могут быть подобраны таким образом, чтобы связываться с заранее выбранными биологическими мишенями. Спектр возможных применений чрезвычайно широк. Он включает борьбу с вирусными заболеваниями такими, как грипп и ВИЧ, онкологическими и нейродегенеративными заболеваниями, остеопорозом, заболеваниями сосудов. Например, наносфера может содержать внутри атом радиоактивного элемента, а на поверхности - группы, позволяющие ей прикрепиться к раковой клетке.

Подобные разработки проводятся и в России. В Институте экспериментальной медицины (Санкт-Петербург) использовали аддукт фуллерена с поливинилпирролидоном (ПВП). Это соединение хорошо растворимо в воде, а полости в его структуре близки по размерам молекулам С60. Полости легко заполняются молекулами фуллерена, и в результате образуется водорастворимый аддукт с высокой антивирусной активностью. Поскольку сам ПВП не обладает антивирусным действием, вся активность приписывается содержащимся в аддукте молекулам С60.

В пересчете на фуллерен его эффективная доза составляет примерно 5 мкг/мл, что значительно ниже соответствующего показателя для ремантадина (25 мкг/мл), традиционно используемого в борьбе с вирусом гриппа. В отличие от ремантадина, который наиболее эффективен в ранний период заражения, аддукт С60/ПВП обладает устойчивым действием в течение всего цикла размножения вируса. Другая отличительная особенность сконструированного препарата - его эффективность против вируса гриппа А- и В-типа, в то время как ремантадин действует только на первый тип.

Наносферы могут использоваться и в диагностике, например, как рентгеноконтрастное вещество, прикрепляющееся к поверхности определенных клеток и показывающее их расположение в организме.

Особый интерес вызывают дендримеры. Они представляют собой новый тип полимеров, имеющих не привычное линейное, а ветвящееся строение.

Собственно говоря, первое соединение с такой структурой было получено еще в 50-е годы, а основные методы их синтеза разработаны в основном в 80-е годы. Термин "дендримеры" появился раньше, чем "нанотехнология", и первое время они между собой не ассоциировались. Однако последнее время дендримеры все чаще упоминаются именно в контексте их нанотехнологических (и наномедицинских) применений.

Это связано с целым рядом особых свойств, которыми обладают дендримерные соединения. Среди них: предсказуемые, контролируемые и воспроизводимые с большой точностью размеры макромолекул; наличие в макромолекулах каналов и пор, имеющих хорошо воспроизводимые формы и размеры; способность к высокоизбирательной инкапсуляции и иммобилизации низкомолекулярных веществ с образованием супрамолекулярных конструкций "гость-хозяин".

Микро-и нанокапсулы

Для доставки лекарственных средств в нужное место организма могут быть использованы миниатюрные (~1 мк) капсулы с нанопорами. Уже испытываются подобные микрокапсулы для доставки и физиологически регулируемого выделения инсулина при диабете 1-го типа. Использование пор с размером порядка 6 нм позволяет защитить содержимое капсулы от воздействия иммунной системы организма. Это дает возможность помещать в капсулы инсулин-продуцирующие клетки животного, которые иначе были бы отторгнуты организмом.

Микроскопические капсулы сравнительно простой конструкции могут взять на себя также дублирование и расширение естественных возможностей организма. Примером такой концепции может послужить предложенный Р. Фрейтасом; также респироцит - искусственный носитель кислорода и двуокиси углерода, значительно превосходящий по своим возможностям как эритроциты крови, так и существующие кровезаменители (например, на основе эмульсий фтороуглеродов).

Медицинские применения сканирующих зондовых микроскопов

Сканирующие микроскопы представляют собой группу уникальных по своим возможностям приборов. Они позволяют достигать увеличения достаточного, чтобы рассмотреть отдельные молекулы и атомы. При этом возможно изучать объекты, не разрушая их и, даже, что особенно важно с точки зрения медико-биологических применений, в некоторых случаях изучать живые объекты. Сканирующие микроскопы некоторых типов позволяют также манипулировать отдельными молекулами и атомами.

Хороший обзор возможностей сканирующих микроскопов при изучении биологических объектов содержится в книге. Уникальные возможности сканирующих микроскопов определяют перспективы их применения в медико-биологических исследованиях. Это в первую очередь изучение молекулярной структуры клеточных мембран.

Наноманипуляторы

Наноманипуляторами можно назвать устройства, предназначенные для манипуляций с нанообъектами - наночастицами, молекулами и отдельными атомами. Примером могут служить сканирующие зондовые микроскопы, которые позволяют перемещать любые объекты вплоть до атомов.

В настоящее время созданы прототипы нескольких вариантов "нанопинцета". В одном случае использовались две углеродные нанотрубки диаметром 50 нм, расположенные параллельно на сторонах стеклянного волокна диаметром около 2 мкм. При подаче на них напряжения нанотрубки могли расходиться и сходиться наподобие половинок пинцета.

В другом случае использовались молекулы ДНК, меняющие свою геометрию при конформационном переходе, или разрыве связей между нуклеотидными основаниями на параллельных ветвях молекулы.

Однако манипулятор для нанообъектов может и отличаться своим устройством от макроинструментов. Так, была продемонстрирована возможность перемещать нанообъекты с помощью луча лазера. В недавней работе ученых Корнельского и Массачусетского университетов им удалось "размотать" молекулу ДНК с нуклеосомы. При этом они тянули ее за конец с помощью такого "лазерного пинцета".

Микро- и наноустройства

В настоящее время все большее распространение получают миниатюрные устройства, которые могут быть помещены внутрь организма для диагностических, а возможно, и лечебных целей.

Современное устройство, предназначенное для исследования желудочно-кишечного тракта, имеет размер несколько миллиметров, несет на борту миниатюрную видеокамеру и систему освещения. Полученные кадры передаются наружу.

Устройства такого рода было бы неправильно относить к области наномедицины. Однако открываются широкие перспективы их дальнейшей миниатюризации и интеграции с наносенсорами описанных выше типов, бортовыми системами управления и связи на основе молекулярной электроники и других нанотехнологий, источниками энергии, утилизирующими вещества, содержащиеся во внутренних средах организма. В дальнейшем такие устройства могут быть снабжены приспособлениями для автономной локомоции и даже манипуляторами того или иного рода. В этом случае они окажутся способны проникать в нужную точку организма, собирать там локальную диагностическую информацию, доставлять лекарственные средства и, в еще более отдаленной перспективе, осуществлять "нанохирургические операции" - разрушение атеросклеротических бляшек, уничтожение клеток с признаками злокачественного перерождения, восстановление поврежденных нервных волокон и т. д. Подробнее такие устройства (нанороботы) будут рассмотрены ниже.

Медицинский наноробот

Нанотехнология позволит инженерам построить сложных нанороботов, которых можно безопасно вводить в человеческое тело для транспортировки важных молекул, управления микроскопическими объектами и сообщения с врачами посредством миниатюрных датчиков, они будут оснащены двигателями, манипуляторами, генераторами мощности и компьютерами молекулярного масштаба.

Идея строить таких нанороботов основывается на факте, что тело человека - естественный наномеханизм: множество нейтрофилов, лимфоцитов и белых клеток крови постоянно функционируют в организме, восстанавливая поврежденные ткани, уничтожая вторгшиеся микроорганизмы и удаляя посторонние частицы из различных органов.

Наноробототехника возникла при появлении необходимости работать с миниатюрными объектами на молекулярном уровне. Нанороботы - наноэлектромеханические системы, предназначенные для выполнения определенных задач с точностью в нанодиапазоне. Их преимущество перед обычной медициной заключается в их размере. Размер частиц влияет на длительность и масштабность воздействия, следовательно лекарства в микромасштабах могут использоваться с более низкой концентрацией и обладают более ранним началом терапевтического воздействия. Также обеспечивается возможность доставки препарата к конкретному месту применения.

Типичное медицинское наноустройство вероятно будет роботом размером около микрона, собранным из нано частей. Эти нанороботы могут действовать по командам снаружи либо по заданной программе для выполения работ макро-масштаба

Нанотрубки и инфракрасное излучение

Фототермическая терапия с использованием наноматериалов недавно привлекла к себе внимание как эффективная стратегия в разработке нового поколения средств лечения рака.

Однослойные углеродные нанотрубки (SWNT) являются потенциальным кандидатом на роль фототермического терапевтического фактора, так как производят значительное количество тепла при облучении волнами ближнего инфракрасного света (NIR, длина волны - 700-1100 nm). Для волн такой длины биологические ткани, включая кожу, практически прозрачны. Фототермический эффект вызывает тепловую смерть раковых клеток, причем процесс протекает неинвазивно.

Эффективность комбинированной терапии нанотрубками и облучением продемонстрирована на результатах уничтожения in vivo солидной злокачественной опухоли. Такой способ лечения мышей показал полное разрушение опухолей без вредных побочных эффектов и рецидивов в течение 6 последующих месяцев. В контрольной группе при лечении обычными средствами был продемонстрирован постоянный рост опухоли до самой смерти животных.

Появляется модификация однослойных углеродных нанотрубок с помощью фосфолипидов. Так как однослойные нанотрубки проявляют гидрофобные свойства, практически невозможно добиться их проникновения в клетки пораженных тканей. Такой подход позволил группе корейских ученых обойти эту сложность.

Опухоли, пересаженные на спины мышей, являются карциномой ротовой полости человека. Для облучения мыши были помещены под ИК лампу мощностью 76 Вт/см3 . Продолжительность сеанса составила 3 минуты. Опухоль полностью исчезла через 20 дней после однократного лечения. При этом сначала наблюдалось увеличение содержания нанотрубок в мышце, окружавшей опухоль, селезенке, крови и коже. В течение следующих семи дней нанотрубки накапливались в крови и печени. Через семь дней количество нанотрубок во всех органах резко уменьшилось. Практически все инъецированные нанотрубки было выведены печенью и почками в течение двух месяцев.

Такие результаты позволяют рассматривать фототермический фактор как эффективный метод лечения раковых опухолей.

Стакан из наноматериалов марки «ХуаШен». Лечение ряда заболеваний структурированной водой

О применении наноматериалов в медицине я слышала много, а вот о стакане из наноматериалов марки «ХуаШен» услышала впервые. Лечение с применением стакана из наноматериалов марки «ХуаШен», это лечение с помощью структурированной (низкомолекулярной) воды.

Торговая марка «ХуаШен» принадлежит Тяньзиньской корпорации «ХуаШен», которая объединяет 6 групп компаний и предприятий с системой многопрофильной деятельности: освоение научных технологий, производство и реализация информационных продуктов и лекарственных препаратов из натурального сырья. Все выпускаемые продукты изготавливаются с учетом опыта и традиций китайской медицины. На Российском рынке продукция «ХуаШен» впервые появилась в 2000 году, в Белоруссии и Украине - в 2002 году, в Казахстане, Киргизии и Таджикистане - в 2004 году.

В состав наноматериалов, используемых при изготовлении стакана марки «ХуаШен» входят следующие вещества:

· титановый ангидрит;

· окись цинка;

· более 10 различных микроэлементов.

Залитая в стакан из наноматериалов вода преобразуется уже через 20 минут, а затем ее можно использовать. В этот промежуток времени наноматериалы, из которых изготовлен стакан, превращают макромолекулы воды (состоящие из 13-15 молекул) в микромолекулы (из 5-7 молекул). Полученная вода называется «низкомолекулярной» и имеет 4 особенности:

· высокорастворяющее действие;

· расщепляющее действие;

· проникающее действие;

· действие по активизации обменных процессов.

Если верить различным источникам, то клинические исследования подтверждают, что структурированная вода:

· уменьшает содержание холестерина в крови и очищает кровеносные артерии;

· улучшает пищеварительные функции, регулирует кислотность;

· способствует убыстренной регенерации тканей;

· способствует выведению шлаков и токсинов из организма;

· поддерживает иммунную систему;

· увеличивает продолжительность жизни;

· обновляет метаболический баланс;

· очищает кишечник;

· активизирует и нормализирует работу почек;

· помогает при лечении воспаления слизистой полости рта;

· она эффективна при лечении кишечных заболеваний у детей.

Структурированная (низкомолекулярная) вода из стакана марки «ХуаШен» специалистами рекомендуется для применения при следующих заболеваниях:

· Желудочные заболевания (гастрит, язва желудка, язва двенадцатиперстной кишки, повышенной кислотности, диспепсии и др.) - вода способствует улучшению выделения желудочного сока, стимулирует перистальтику желудка и кишечника, улучшает пищеварение, повышает усваиваемость пищи.

· Сахарный диабет - вода нормализует обмен клеток поджелудочной железы.

· Сердечнососудистые заболевания: большинство заболеваний сердца возникают из-за того, что на венозных артериях скапливается жир, что препятствует свободному току крови. При употреблении воды из стакана из наноматериалов жировые отложения разрушаются и выводятся из организма. В результате улучшается снабжение сердца, нормализуется работа сердечных мышц.

· Гипертония: у большинства больных, главной причиной заболевания является повышенное всасывание жира, на стенках кровеносных сосудов накапливаются холестериновые бляшки, и просвет в сосудах сужается. При регулярном употреблении воды из стаканов марки «ХуаШен» кровь очищается от кислотных веществ, вследствие чего снижается давление и смягчаются кровеносные сосуды.

· Запоры - вода, обработанная с применением наноматериалов, вносит активный кислород, в результате чего запор быстро проходит.

· Косметический эффект: устранение блеклости кожи, морщин, огрубения кожи, сухости, пигментных пятен, воспалений кожи и др.

Порядок приготовления и использования структурированной (низкомолекулярной) воды следующий:

· В стакан из наноматериалов марки «ХуаШен» заливается обыкновенная вода, лучше очищенная, которая выдерживается в нем в течение 20-30 минут. В этот промежуток времени вода преобразуется в низкомолекулярную.

· Уже структурированную (низкомолекулярную) воду можно пить, употреблять для приготовления пищи, использовать для умывания, использовать для полива цветов и др.

· Структурированную воду из стакана можно добавлять в емкости с обычной, очищенной водой в пропорции 0,5 литра на 10 литров (1:20). После 20-30 минут вода и в дополнительной ёмкости приобретет правильную структуру. Так увеличиваются объемы готовой к употреблению воды.

· Структура воды, которая получена с помощью наноматериалов, вне стакана сохраняется в течение 18-24 часов.

· На 1 кг веса человека рекомендуется употреблять 30 мл. воды, т.е. человек весом 70кг. должен выпивать в сутки не менее 2,1 литра воды, а весом в 100 кг. - 3 литра в сутки.

· Для получения желаемого эффекта от лечения, структурированную воду желательно употреблять постоянно.

С помощью использования стакана из наноматериалов марки «ХуаШен» отдельно выбранные болезни не лечатся. Употребление низкомолекулярной воды дает комплексное оздоровление всего организма. Происходит самоочистка тела от десятков видов разнообразных ядов и шлаков. Кроме того, структурированная вода обогащает клетки организма кислородом, создавая среду, которая противодействует образованию раковых клеток.

С одной стороны перспективы нанотехнологической отрасли поистине грандиозны. Нанотехнологий кардинальным образом изменят все сферы жизни человека. Но с другой стороны нанотехнологии могут быть опасными для общества.

Исследователи и защитники окружающей среды сделали прогноз, что самыми опасными экологическими угрозами в будущем станут наноматериалы, вирусы, созданные человеком, и роботы. Весь список угроз состоит из 25 пунктов. Наиболее серьезные проблемы, по мнению специалистов, будут связаны с биороботами, которые могут стать новыми инвазивными видами, с климатическими экспериментами, такими как «удобрение» океана и развертывание щитов, защищающих Землю от солнца.

Кроме того, опасность для экологии будут представлять выросший спрос на биомассу, необходимую для изготовления биотоплива, разрушение морских экосистем, вызванное оффшорным производством электроэнергии, а также эксперименты по контролю инвазивных видов с использованием генетически модифицированных вирусов.

Другие угрозы из списка, которые могут сильно навредить окружающей среде, относятся, скорее, к теоретическим. В их числе проблемы с роботами, которые имитируют поведение животных, и с микробами, созданными из синтетических молекул. Специалисты считают, что если эти искусственные формы жизни будут выпущены в дикую природу, они могут начать вести себя как инвазивные виды.

Время стремительно толкает нас к вершинам новых побед и открытий, нанороботы не являются исключением, все только в начале пути, а нам остается только наблюдать, как молекулярные наномашины будут изменять жизнь вокруг нас.

Список литературы

1. Рыбалкина М. - «Нанотехнологи для всех», 2005 г.

2. Г.Г. Еленин - «Нанотехнологии. Наноматериалы, наноустройства»

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Изучение действия и применения известных фармакопейных лекарственных растений. Исследование принципов и особенностей составления растительных сборов для профилактики и лечения заболеваний. Обзор новых технологий упаковки и хранения лекарственных трав.

реферат , добавлен 19.05.2012


Характеристика апитерапии как общего названия методов лечения различных заболеваний человека с применением живых пчёл, а также продуктов пчеловодства. Сущность и роль метода лечения пчелоужаления. Принципы лечения медом. Анализ пчелиных продуктов.

презентация , добавлен 29.03.2015


Определение понятия "десмургия". Ознакомление с основами учения о правилах наложения и применения повязок. Изучение классификации повязок и материалов для их осуществления. Рассмотрение правил бинтования. Способы применения шины, медицинского гипса.

презентация , добавлен 03.02.2016


Анализ показаний к применению стимулирующей терапии: снижение показателей реактивности, отсутствие эффектов от лечения. Характеристика методов общего лечения заболеваний пародонта у детей. Знакомство с физиотерапевтическими методами лечения пародонта.

презентация , добавлен 16.05.2014


Дерматомикозы (Dermatomykoses) как группа заболеваний кожи и ее придатков, вызванных внедрением в нее грибов. Симптомы, описание клинических признаков заболеваний, препараты для лечения ряда грибковых заболеваний. Описание противогрибковых препаратов.

лекция , добавлен 27.11.2009


Место воспалительных заболеваний лимфоидного кольца глотки в структуре патологии ЛОР-органов. Проявление, симптомы и диагностика ряда заболеваний: различных видов тонзиллита, фарингомикоза, дифтерии глотки, аденоидов. Специфика лечения этих заболеваний.

реферат , добавлен 17.02.2012


История введения понятия "невроз" в медицине. Общие механизмы и характеристики этого явления. Классификация неврозов в отечественной психиатрии. Описание симптомов различного рода неврозов, их взаимосвязь с другими заболеваниями, особенности лечения.

реферат , добавлен 09.11.2010


Механизмы электрического и электромагнитного воздействия на организм человека. Электротерапия как метод лечения, реабилитации и профилактики заболеваний. Методы лечебного применения тока. Показания и противопоказания к применению электротерапии.

реферат , добавлен 16.04.2019


Понятие и принципы реализации рефлексотерапии. Анализ и оценка публикаций, посвященных использованию этих методов на различных этапах лечения онкологических заболеваний. Исследование эффективности данных приемов и перспективы их применения в будущем.

презентация , добавлен 29.11.2015


Черты и классификация травм челюстно-лицевой области. Вывихи и переломы зубов, переломы нижней челюсти. Вывихи нижней челюсти: причины, клинические проявления, лечение. Разработка методов диагностики и лечения заболеваний челюстно-лицевой области.

Последние успехи нанотехнологий, по словам ученых, могут оказаться весьма полезными в борьбе с раковыми заболеваниями. Разработано противораковое лекарство непосредственно к цели - в клетки, пораженные злокачественной опухолью. Новая система, основанная на материале, известном как биосиликон. Наносиликон обладает пористой структурой (десять атомов в диаметре), в которую удобно внедрять лекарства, протеины и радионуклиды. Достигнув цели, биосиликон начинает распадаться, а доставленные им лекарства берутся за работу. Причем, по словам разработчиков, новая система позволяет регулировать дозировку лекарства.

На протяжении последних лет сотрудники Центра биологических нанотехнологий работают над созданием микродатчиков, которые будут использоваться для обнаружения в организме раковых клеток и борьбы с этой страшной болезнью.

Новая методика распознания раковых клеток базируется на вживлении в тело человека крошечных сферических резервуаров, сделанных из синтетических полимеров под названием дендримеры (от греч. dendron - дерево). Эти полимеры были синтезированы в последнее десятилетие и имеют принципиально новое, не цельное строение, которое напоминает структуру кораллов или дерева. Такие полимеры называются сверхразветвленными или каскадными. Те из них, в которых ветвление имеет регулярный характер, и называются дендримерами. В диаметре каждая такая сфера, или наносенсор, достигает всего 5 нанометров - 5 миллиардных частей метра, что позволяет разместить на небольшом участке пространства миллиарды подобных наносенсоров.

Оказавшись внутри тела, эти крошечные датчики проникнут в лимфоциты - белые кровяные клетки, обеспечивающие защитную реакцию организма против инфекции и других болезнетворных факторов. При иммунном ответе лимфоидных клеток на определенную болезнь или условия окружающей среды - простуду или воздействие радиации, к примеру, - белковая структура клетки изменяется. Каждый наносенсор, покрытый специальными химическими реактивами, при таких изменениях начнет светиться.

Чтобы увидеть это свечение, ученые собираются создать специальное устройство, сканирующее сетчатку глаза. Лазер такого устройства должен засекать свечение лимфоцитов, когда те один за другим проходят сквозь узкие капилляры глазного дна. Если в лимфоцитах находится достаточное количество помеченных сенсоров, то для того, чтобы выявить повреждение клетки, понадобиться 15-секундное сканирование, заявляют ученые.

Здесь ожидается наибольшее влияние нанотехнологии, поскольку она затрагивает саму основу существования общества - человека. Нанотехнология выходит на такой размерный уровень физического мира, на котором различие между живым и неживым становится зыбким - это молекулярные машины. Даже вирус отчасти можно считать живой системой, поскольку он содержит в себе информацию о своём построении. А вот рибосома, хотя и состоит из тех же атомов, что и вся органика, но такой информации не содержит и поэтому является лишь органической молекулярной машиной. Нанотехнология в своём развитом виде предполагает строительство нанороботов, молекулярных машин неорганического атомного состава, эти машины смогут строить свои копии, обладая информацией о таком построении. Поэтому грань между живым и не живым начинает стираться. На сегодняшний день создан лишь один примитивный шагающий ДНК-робот.

Наномедицина представлена следующими возможностями:

• 1. Лаборатории на чипе, направленная доставка лекарств в организме.
• 2. ДНК - чипы (создание индивидуальных лекарств).
• 3. Искусственные ферменты и антитела.
• 4. Искусственные органы, искусственные функциональные полимеры (заменители органических тканей). Это направление тесно связано с идеей искусственной жизни и в перспективе ведёт к созданию роботов обладающих искусственным сознанием и способных к самовосстановлению на молекулярном уровне. Это связано с расширением понятия жизни за рамки органического
• 5. Нанороботы-хирурги (биомеханизмы осуществляющие изменения и требуемые медицинские действия, распознавание и уничтожение раковых клеток). Это является самым радикальным применением нанотехнологии в медицине будет создание молекулярных нанороботов, которые смогут уничтожать инфекции и раковые опухоли, проводить ремонт повреждённых ДНК, тканей и органов, дублировать целые системы жизнеобеспечения организма, менять свойства организма.

Рассматривая отдельный атом в качестве кирпичика или "детальки" нанотехнологии ищут практические способы конструировать из этих деталей материалы с заданными характеристиками. Многие компании уже умеют собирать атомы и молекулы в некие конструкции.

В перспективе, любые молекулы будут собираться подобно детскому конструктору. Для этого планируется использовать нанороботов (наноботов). Любую химически стабильную структуру, которую можно описать, на самом деле, можно и построить. Поскольку нанобот можно запрограммировать на строительство любой структуры, в частности, на строительство другого нанобота, они будут очень дешевыми. Работая в огромных группах, наноботы смогут создавать любые объекты с небольшими затратами, и высокой точностью. В медицине проблема применения нанотехнологий заключается в необходимости изменять структуру клетки на молекулярном уровне, т.е. осуществлять "молекулярную хирургию" с помощью наноботов. Ожидается создание молекулярных роботов-врачей, которые могут "жить" внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения, или предотвращая возникновение таковых. Манипулируя отдельными атомами и молекулами, наноботы смогут осуществлять ремонт клеток. Прогнозируемый срок создания роботов-врачей, первая половина XXI века.

Несмотря на существующее положение вещей, нанотехнологии - как кардинальное решение проблемы старения, являются более чем перспективными.

Это обусловлено тем, что нанотехнологии имеют большой потенциал коммерческого применения для многих отраслей, и соответственно помимо серьезного государственного финансирования, исследования в этом направлении ведутся многими крупными корпорациями.

Вполне возможно, что после усовершенствования для обеспечения "вечной молодости" наноботы уже не будут нужны или они будут производиться самой клеткой.

Для достижения этих целей человечеству необходимо решить три основных вопроса:

• 1. Разработать и создать молекулярных роботов, которые смогут ремонтировать молекулы.
• 2. Разработать и создать нанокомпьютеры, которые будут управлять наномашинами.
• 3. Создать полное описание всех молекул в теле человека, иначе говоря, создать карту человеческого организма на атомном уровне.

Основная сложность с нанотехнологией - это проблема создания первого нанобота. Существует несколько многообещающих направлений.

Одно из них заключается в улучшении сканирующего туннельного микроскопа или атомносилового микроскопа и достижении позиционной точности и силы захвата.

Другой путь к созданию первого нанобота ведет через химический синтез. Возможно, спроектировать и синтезировать хитроумные химические компоненты, которые будут способны к самосборке в растворе.

И еще один путь ведет через биохимию. Рибосомы (внутри клетки) являются специализированными наноботами, и мы можем использовать их для создания более универсальных роботов.

Эти наноботы смогут тормозить процессы старения, лечить отдельные клетки и взаимодействовать с отдельными нейронами.

Работы по изучению начаты сравнительно недавно, но темпы открытий в этой области чрезвычайно высоки, многие полагают, это будущее медицины.

Существенную помощь в решении тех или других задач могут оказать нанотехнологии. В биологии и некоторых других науках их применение зачастую имеет огромное значение.

Необходимо сказать, что в течение последних нескольких десятилетий было выявлено порядка тридцати инфекционных патологий. Среди них следует отметить СПИД, «птичий грипп», вирус Эбола и прочие. Ежегодно в мире диагностируются миллионы новых случаев возникновения онкологических заболеваний. При этом смертность от этих патологий составляет порядка пятисот тысяч человек в год.

Имеют огромное значение для всего человечества. Преимущества использования новейших методов перед традиционной терапией очевидны. Нанотехнологии в медицине, главным образом, предполагают химическое воздействие на то или другое заболевание при помощи введения препаратов. В результате в организме формируется определенная среда, способствующая ускорению процесса выздоровления.

Как уже было сказано выше, нанотехнологии применяются в различных человека. Ученые всего мира работают над созданием различных материалов, которые могут быть применены в той или иной области. Самым простым и ярким примером применения нанотехнологии в косметологии, например, является известный всем мыльный раствор. Он не только обладает дезинфицирующими и моющими свойствами. В нем формируются мицеллы, наночастицы. Сегодня, разумеется, этот материл далеко не единственный, который используется в тех или иных целях при развитии той или иной сферы человеческой деятельности.

Примеров применения нанотехнологии в медицине достаточно много. Так, ученые создали новый класс частиц. Наночастицы - наногильзы - наделены уникальными свойствами оптического характера. Эти элементы, обладая микроскопическим диаметром (в двадцать раз меньшим, чем у эритроцитов), способны свободно перемещаться по кровеносной системе. К поверхности гильз прикрепляются антитела. Цель применения этой нанотехнологии в медицине - уничтожение Спустя несколько часов после введения гильз в организм, осуществляется облучение инфракрасным светом. Внутри происходит образование особой энергии, посредством которой и разрушаются раковые клетки.

Следует сказать, что тестирование этой нанотехнологии было осуществлено на подопытных мышах. Спустя уже десять дней после облучения отмечалось полное избавление от недуга. Более того, последующие анализы не показали новых очагов злокачественных формирований.

Ученые предполагают, что эта и прочие нанотехнологии в медицине будут способствовать развитию оперативных и недорогих методов диагностики и устранения патологий на ранних стадиях. Кроме того, внедрение новых разработок в области лекарственных препаратов может позволить восстанавливать поврежденную структуру ДНК.