Nanotechnologia w medycynie to nasza przyszłość! Nanotechnologia w medycynie Szczególne przypadki udanego farmakologicznego zastosowania nanocząstek.

Wstęp

Naukowcy twierdzą, że nadejdzie dzień, w którym za pomocą nanotechnologii w ludzkich krwinkach będą mogły zostać wbudowane mikroskopowe czujniki ostrzegające o pojawieniu się oznak promieniowania lub rozwoju choroby. Przewidywany okres realizacji to I połowa XXI wieku.

W międzyczasie naukowcy pracują nad stworzeniem nanorobotów medycznych, dziennikarze i opinia publiczna spierają się, czy nanoczujniki mogą mieć destrukcyjny wpływ na organizm człowieka? Przecież nie wiadomo, jak organizm zareaguje na wprowadzone do niego ciała obce? Jak ujął to Eric Drexler, „niewidzialna broń światowego zamachu stanu, pokrywająca ziemię szarą mazią”. Krótko mówiąc, drobna przyczyna końca świata.

Czy nanotechnologia naprawdę może spowodować koniec świata, czy jest to tylko bogata fantazja niektórych naukowców?

Czym jest nanotechnologia?

Zanim zaczniesz mówić o możliwych zagrożeniach i perspektywach nanotechnologii, najpierw musisz powiedzieć, co to jest? Nie ma ostatecznej definicji tego pojęcia. „Nanotechnologie” to technologie działające w ilościach rzędu nanometra. To znikoma wartość, setki razy mniejsza niż długość fali światła widzialnego i porównywalna do rozmiarów atomów. Rozwój nanotechnologii odbywa się w 3 kierunkach:

Produkcja obwodów elektronicznych wielkości cząsteczki (atomu);

Projektowanie i produkcja maszyn;

Manipulacja atomami i cząsteczkami.

Czym jest nanomedycyna?

„Nanomedycyna” to śledzenie, korekcja, konstrukcja i kontrola ludzkich systemów biologicznych na poziomie molekularnym, z wykorzystaniem opracowanych nanorobotów i nanostruktur (R. Freitas).

Obecnie nanomedycyna jeszcze nie istnieje, są tylko projekty, których ucieleśnienie doprowadzi do nanomedycyny. Za kilka lat, kiedy w końcu powstanie pierwszy nanorobot, wiedza zgromadzona przez nanomedycynę zostanie zrealizowana. A potem w ciągu kilku minut pozbędziesz się wirusa grypy lub pozbędziesz się wczesnej miażdżycy. Nanoroboty będą w stanie przywrócić nawet bardzo starą osobę do stanu, w jakim była w młodości. Od operacji na narządach przejdziemy do operacji na cząsteczkach i tym samym staniemy się „nieśmiertelni”.

Perspektywy rozwoju

Naukowcy z Michigan twierdzą, że nanotechnologię można wykorzystać do osadzania mikroskopijnych czujników w ludzkich krwinkach, które będą ostrzegać przed oznakami promieniowania lub rozwojem choroby. Tak więc w USA, na sugestię NASA, opracowywane są takie nanoczujniki. James Beiner wyobraża sobie „nanowalkę” z promieniowaniem kosmicznym, więc przed wystrzeleniem astronauty za pomocą strzykawki podskórnej wstrzykuje do łóżek przezroczystą ciecz, nasyconą podczas lotu milionami nanocząsteczek, wkłada do ucha małe urządzenie (jak aparat słuchowy) . Podczas lotu urządzenie to użyje małego lasera do wyszukiwania świecących komórek. Jest to możliwe, ponieważ komórki przechodzą przez naczynia włosowate błony bębenkowej. Informacje z komórek będą bezprzewodowo przesyłane do komputera głównego statku kosmicznego, a następnie przetwarzane. W takim przypadku zostaną podjęte niezbędne środki.

Wszystko to może się spełnić za około 5-10 lat. Naukowcy używają nanocząstek od ponad 5 lat.

Teraz czujniki cieńsze od ludzkiego włosa mogą być 1000 razy czulsze niż standardowe testy DNA. Amerykańscy naukowcy, którzy opracowali te nanoczujniki, uważają, że lekarze będą w stanie wykonać szereg różnych testów przy użyciu zaledwie jednej kropli krwi. Jedną z zalet tego systemu jest możliwość natychmiastowego przesyłania wyników analizy do komputera kieszonkowego. Naukowcy szacują, że opracowanie w pełni funkcjonalnego modelu nanoczujnika, który lekarze będą mogli wykorzystywać w codziennej pracy, zajmie około pięciu lat.

Za pomocą nanotechnologii medycyna będzie w stanie nie tylko leczyć każdą chorobę, ale także zapobiegać jej wystąpieniu oraz pomóc w adopcji człowieka w kosmosie.

Czy „przestarzałe nanoroboty” mogą wpływać na ludzi?

Gdy mechanizm zakończy swoje działanie, nanolekarze będą musieli usunąć nanoroboty z ludzkiego ciała. Dlatego niebezpieczeństwo nieprawidłowego działania „przestarzałych nanorobotów” pozostających w ludzkim ciele jest bardzo małe. Nanoroboty będą musiały być zaprojektowane tak, aby uniknąć awarii i zmniejszyć ryzyko medyczne. W jaki sposób nanoroboty zostaną usunięte z organizmu? Niektóre z nich będą zdolne do samousuwania się z ludzkiego ciała naturalnymi kanałami. Inne zostaną zaprojektowane tak, aby medycy mogli je usunąć. Proces usuwania będzie zależał od konstrukcji nanorobota.

Co można zrobić nie tak podczas leczenia ludzkim nanorobotem?

Uważa się, że podstawowym ryzykiem dla pacjenta będzie niekompetencja lekarza prowadzącego. Ale błędy mogą również wystąpić w nieoczekiwanych przypadkach. Jednym z nieprzewidzianych przypadków może być interakcja między robotami, gdy się zderzają. Takie usterki będą trudne do zidentyfikowania. Ilustracją takiego przypadku jest praca dwóch typów nanorobotów A i B w ludzkim ciele. Jeśli nanorobot A usunie konsekwencje pracy robota B, to doprowadzi to do powtórnej pracy robota A, a proces ten będzie trwał w nieskończoność, czyli nanoroboty poprawią się nawzajem. Aby zapobiec takim sytuacjom, lekarz prowadzący musi stale monitorować pracę nanorobotów i w razie potrzeby je przeprogramowywać. Dlatego kwalifikacje lekarza są bardzo ważne.

Jak ludzkie ciało zareaguje na nanoroboty?

Jak wiesz, nasz układ odpornościowy reaguje na ciała obce. Dlatego też ważną rolę będzie w tym odgrywał rozmiar nanorobota, a także chropowatość powierzchni i mobilność urządzenia. Twierdzi się, że problem biokompatybilności nie jest bardzo trudny. Wyjściem z tego problemu będzie stworzenie robotów opartych na materiałach diamentowych. Ze względu na silną energię powierzchniową i powierzchnię diamentową oraz dużą gładkość zewnętrzna powłoka robotów będzie chemicznie obojętna.

Ostatnio stosowana nanotechnologia w medycynie

Nanotechnologia jest już wykorzystywana w medycynie. Główne obszary jej zastosowania to: technologie diagnostyczne, wyroby medyczne, protetyka i implanty.

Uderzającym przykładem jest odkrycie profesora Aziza. U osób z chorobą Parkinsona elektrody są wprowadzane do mózgu przez dwa małe otwory w czaszce, które są połączone ze stymulatorem. Po około tygodniu pacjentowi wszczepia się sam stymulator do jamy brzusznej. Pacjent może sam regulować napięcie za pomocą przełącznika. Z bólem można sobie poradzić w 80% przypadków:

U niektórych ból znika całkowicie, u innych ustępuje. Około czterdzieści osób przeszło głęboką stymulację mózgu.

Wielu kolegów Aziza twierdzi, że ta metoda nie jest skuteczna i może mieć negatywne konsekwencje. Profesor jest przekonany, że metoda jest skuteczna. Ani jedno, ani drugie nie zostało udowodnione. Wydaje mi się, że wystarczy zaufać czterdziestu pacjentom, którzy pozbyli się nieznośnego bólu. I znowu chcieli żyć. A jeśli ta metoda jest praktykowana od 8 lat i nie wpływa negatywnie na zdrowie pacjentów, dlaczego nie rozszerzyć jej zastosowania.

Kolejnym rewolucyjnym odkryciem jest biochip - mała płytka z nałożonymi na nią w określonej kolejności cząsteczkami DNA lub białka, wykorzystywana do analiz biochemicznych. Zasada działania biochipa jest prosta. Pewne sekwencje odcinków ciętego DNA nakłada się na plastikową płytkę. Podczas analizy materiał testowy umieszczany jest na chipie. Jeśli zawiera tę samą informację genetyczną, są one połączone. W rezultacie możesz obserwować. Zaletą biochipów jest duża liczba testów biologicznych przy znacznych oszczędnościach w materiale testowym, odczynnikach, kosztach pracy i czasie analizy.

Wyjście

Perspektywy rozwoju nanotechnologii za pomocą nanotechnologii są bardzo duże. Stosowana obecnie nanotechnologia jest nieszkodliwa, przykładem są nanoczipy i kosmetyki przeciwsłoneczne na bazie nanokryształów. Technologie takie jak nanoroboty i nanoczujniki są wciąż w fazie rozwoju. Stwierdzenie, że ze względu na niekończący się proces samoreprodukowania się nanorobotów, gruba warstwa „szarego śluzu” może pokryć całą Ziemię, jest wciąż tylko teorią, niepotwierdzoną żadnymi danymi. Jak uświadomiłem sobie w trakcie pisania mojej pracy, nanotechnologia to dziedzina nauki, która jest ostro krytykowana przed wprowadzeniem jakichkolwiek innowacji. Nie mogę ocenić, czy ta krytyka jest prawdziwa, czy nie.

Naukowcy NASA twierdzą, że z powodzeniem przetestowali nanoroboty na zwierzętach. Ale czy warto w to wierzyć? Każdy decyduje o tym sam. Osobiście uważam, że stosowanie np. nanotechnologii, takich jak nanoczujniki, może być ryzykowne. Przecież nawet najprostszy system może działać nieprawidłowo, co możemy powiedzieć o tak zaawansowanych technologiach jak nanoroboty? Poza tym należy wziąć pod uwagę indywidualne cechy fizjologiczne każdej osoby.

Perspektywy rozwoju nanotechnologii są więc świetne. Twierdzi się, że w niedalekiej przyszłości za ich pomocą będzie można nie tylko przezwyciężyć jakąkolwiek chorobę fizyczną, ale także zapobiec jej wystąpieniu. Ale naukowcy NASA nie mówią nic o ryzyku. W żółtej prasie są tylko niezliczone artykuły, że ludzie pod wpływem nanorobotów staną się niekontrolowani jak zombie.

Myślę, że możliwe zagrożenia będą porównywalne z perspektywami. Dlatego opinia publiczna musi zwracać większą uwagę na ten problem. Że naukowcy nie tylko biorą pod uwagę „obie strony medalu”, ale także informują o tym opinię publiczną.

Nanotechnologia w medycynie stwarza nowe możliwości wysokiej jakości leczenia i badania pacjentów.

Ostatnie osiągnięcia naukowców przeniosły medycynę na nowy poziom.

W tym artykule opowiemy, jakie przełomy w nauce miały miejsce w ostatnim czasie.

Istotne informacje, które świadczeniodawcy muszą znać.

↯ Więcej artykułów w czasopiśmie

Najważniejsze w artykule

Nanotechnologia: nowe możliwości

Zastosowanie nanotechnologii w medycynie rozszerza zwykłe metody leczenia pacjentów. Tak więc tradycyjna medycyna nadal używa igieł, kapsułek i tabletek, które dostarczają do organizmu pacjenta leki, które wpływają na zdrowe komórki i narządy.

Jednak nowe rozwiązania są w stanie zminimalizować ryzyko wstrzykiwania leku tylko tam, gdzie jest to potrzebne - bez zastrzyków i połykania nieprzyjemnych leków.

Dziś nanomedycyna wykorzystuje „inteligentne” cząstki, które są niezależnymi obiektami o wielkości od 1 do 100 nanometrów.

Ten przykład systemów dostarczania leków transportuje substancje czynne leku tylko do bezpośrednich źródeł choroby.

Jak takie nanotechnologie działają w medycynie iw jakich krajach są już stosowane?

Wysyłanie dobrej pracy do bazy wiedzy jest proste. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy korzystający z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy będą Ci bardzo wdzięczni.

Opublikowano na http://www.allbest.ru/

INSTYTUCJA EDUKACJI

Grodzieński Państwowy Uniwersytet im. I. Kupała

abstrakcyjny

na temat:„Nanomateriały w medycynie”

Przygotowała: studentka Bobritskaya Ekaterina Olegovna

Nauczyciel: IV Trifonova

Wstęp

Większość z nas nie wyobraża sobie życia bez nowoczesnych dobrodziejstw cywilizacji, osiągnięć nauki, techniki, medycyny. Kolejnym krokiem w tym rozwoju będzie rozwój nanotechnologii, w szczególności bardzo małych systemów zdolnych do wykonywania ludzkich poleceń.

Postęp technologiczny ma na celu rozwój mocniejszych, szybszych, bardziej kompaktowych i eleganckich maszyn. Granicę tego rozwoju można uznać za maszyny o wielkości cząsteczki. Maszyna zbudowana z kowalencyjnie związanych atomów jest niezwykle silna, szybka i mała. Nanotechnologia molekularna zajmuje się projektowaniem, tworzeniem i sterowaniem takimi maszynami. Ta branża otwiera bezprecedensowe, fantastyczne perspektywy interakcji człowieka ze światem.

Pojęcia „nanotechnologia”, „nanomateriały”

Nanotechnologia to zespół procesów, które umożliwiają tworzenie materiałów, urządzeń i systemów technicznych, o funkcjonowaniu których determinuje nanostruktura, czyli m.in. jego uporządkowane fragmenty o wielkości od 1 do 100 nm (10-9 m; atomy, cząsteczki). Greckie słowo oznaczające „dryf” oznacza z grubsza „gnom”. Gdy wielkość cząstek zmniejszy się do 100-10 nm lub mniej, właściwości materiałów (mechaniczne, katalityczne itp.) znacznie się zmieniają.

Nanomateriały to materiały o strukturze na poziomie lub zbliżonym do wielkości cząsteczki. Struktura może być mniej lub bardziej regularna lub losowa. Powierzchnie o losowej nanostrukturze można uzyskać poprzez obróbkę wiązkami cząstek, trawienie plazmowe i kilkoma innymi metodami.

W przypadku regularnych struktur małe obszary powierzchni można ustrukturyzować „zewnętrznie” – na przykład za pomocą mikroskopu z sondą skanującą. Jednak dość duże (~1 μ2 i więcej) obszary, a także objętości materii, mogą być ustrukturyzowane, najwyraźniej tylko przez samoorganizację cząsteczek.

Samodzielny montaż jest szeroko rozpowszechniony w dzikiej przyrodzie. Struktura wszystkich tkanek jest determinowana przez ich samoorganizację z komórek; struktura błon komórkowych i organelli jest determinowana przez samoorganizację z poszczególnych cząsteczek.

Samoorganizacja komponentów molekularnych jest opracowywana jako sposób konstruowania struktur okresowych do wytwarzania obwodów nanoelektronicznych i poczyniono znaczne postępy w tym zakresie.

W medycynie materiały o nanostrukturalnej powierzchni mogą być używane do zastępowania niektórych tkanek. Komórki ciała rozpoznają takie materiały jako „swoje” i przyczepiają się do ich powierzchni.

Obecnie poczyniono postępy w produkcji nanomateriałów naśladujących naturalną tkankę kostną. Na przykład naukowcy z Northwestern University (USA) Jeffrey D. Hartgerink, Samuel I. Stupp i inni zastosowali trójwymiarową samoorganizację włókien o średnicy około 8 nm, naśladującą naturalne włókna kolagenowe, a następnie mineralizację i tworzenie zorientowanych nanokryształów hydroksyapatytu wzdłuż włókien. Powstały materiał był dobrze przyczepiony do własnych komórek kostnych, co pozwala na użycie go jako „kleju” lub „szpachlówki” do tkanki kostnej.

Interesujące jest opracowanie materiałów, które mają przeciwną właściwość: nie pozwalają komórkom przyczepiać się do powierzchni. Jednym z możliwych zastosowań takich materiałów może być produkcja bioreaktorów do hodowli komórek macierzystych. Faktem jest, że po przyczepieniu się do powierzchni komórka macierzysta stara się różnicować, tworząc pewne wyspecjalizowane komórki. Wykorzystanie materiałów o nanoskalowej strukturze powierzchni do kontrolowania procesów proliferacji i różnicowania komórek macierzystych to ogromne pole badawcze.

Membrany z nanoporami mogą być stosowane w mikrokapsułkach do dostarczania leków i do innych celów. Dzięki temu mogą być używane do filtrowania płynów ustrojowych ze szkodliwych substancji i wirusów. Membrany mogą chronić nanoczujniki i inne wszczepialne urządzenia przed albuminą i podobnymi środkami powlekającymi.

Zastosowanie nanotechnologii w medycynie: stan wiedzy

nanomateriał do obróbki molekularnej

Termin nanotechnologia przekonująco wszedł w nasze życie. W 1959 roku słynny amerykański fizyk teoretyczny Richard Feynman powiedział, że istnieje „niesamowicie złożony świat małych form i pewnego dnia ludzie będą zaskoczeni, że do 1960 nikt nie traktował poważnie badania tego świata”. Na początkowym etapie rozwój nanotechnologii determinowany był głównie rozwojem sond do mikroskopii. Te urządzenia są jak oczy i ręce nanotechnologa.

Postęp w dziedzinie nanotechnologii w tej chwili związany jest z tworzeniem nanomateriałów dla przemysłu lotniczego, motoryzacyjnego i elektronicznego.

Ale stopniowo jest coraz częściej zauważany jako obiecujący obszar zastosowania nanotechnologii - medycyny. Wynika to z faktu, że nowa technologia umożliwia pracę z materią w skali, która do niedawna wydawała się fantastyczna – mikrometr, a nawet nanometr. Właśnie takie wartości są typowe dla głównych struktur biologicznych - komórek, ich składników (organelli) i cząsteczek.

Dziś można twierdzić o pojawieniu się nowego kierunku - nanomedycyny. Po raz pierwszy ideę zastosowania mikroskopijnych urządzeń w medycynie wyraził w 1959 r. R. Feynman w swoim słynnym wykładzie „Tam na dole jest dużo miejsca” (nawiązując do pomysłu Alberta R. Hibbsa). ). Ale dopiero w ciągu ostatnich kilku lat pomysły Feynmana zbliżyły się do rzeczywistości.

Teraz jeszcze dość daleko nam do opisanego przez Feynmana mikrorobota, który jest w stanie dostać się do serca przez układ krążenia i tam wykonać operację zastawki. Współczesne zastosowania nanotechnologii w medycynie można podzielić na kilka grup: Materiały nanostrukturalne, w tym powierzchnie z nanoreliefem, membrany z nanootworami; Nanocząstki (w tym fulereny i dendrymery); mikro- i nanokapsułki; Czujniki i analizatory nanotechnologiczne; Zastosowania medyczne mikroskopów z sondą skanującą; Nanonarzędzia i nanomanipulatory; Mikro- i nanourządzenia o różnym stopniu autonomii.

Amerykańska firma C-Sixty Inc. Prowadzi badania przedkliniczne środków na bazie nanosfer fulerenowych C60 z uporządkowanymi na ich powierzchni grupami chemicznymi. Grupy te można wybrać tak, aby wiązały się z wcześniej wybranymi celami biologicznymi. Zakres możliwych zastosowań jest niezwykle szeroki. Obejmuje walkę z chorobami wirusowymi, takimi jak grypa i HIV, chorobami onkologicznymi i neurodegeneracyjnymi, osteoporozą, chorobami naczyniowymi. Na przykład nanosfera może zawierać wewnątrz atom pierwiastka radioaktywnego i grupy na swojej powierzchni, które umożliwiają jej przyczepienie się do komórki rakowej.

Podobne wydarzenia mają miejsce w Rosji. Instytut Medycyny Doświadczalnej (St. Petersburg) zastosował addukt fulerenowy z poliwinylopirolidonem (PVP). Związek ten jest łatwo rozpuszczalny w wodzie, a ubytki w jego strukturze mają wielkość zbliżoną do cząsteczek C60. Ubytki łatwo wypełniają się cząsteczkami fulerenów, w wyniku czego powstaje rozpuszczalny w wodzie addukt o wysokiej aktywności przeciwwirusowej. Ponieważ sam PVP nie ma działania przeciwwirusowego, całą aktywność przypisuje się cząsteczkom C60 zawartym w adduktach.

Pod względem fulerenu jego skuteczna dawka wynosi około 5 μg/ml, czyli znacznie mniej niż odpowiadający jej wskaźnik dla remantadyny (25 μg/ml), tradycyjnie stosowanej w walce z wirusem grypy. W przeciwieństwie do remantadyny, która jest najskuteczniejsza we wczesnym okresie infekcji, addukt C60/PVP wykazuje stabilne działanie przez cały cykl namnażania wirusa. Inną charakterystyczną cechą zaprojektowanego leku jest jego skuteczność przeciwko wirusom grypy typu A i B, podczas gdy remantadyna działa tylko na pierwszy typ.

Nanosfery mogą być również wykorzystywane w diagnostyce, np. jako substancja nieprzepuszczalna dla promieni rentgenowskich, która przyczepia się do powierzchni niektórych komórek i pokazuje ich położenie w organizmie.

Szczególnie interesujące są dendrymery. Reprezentują nowy typ polimerów o strukturze rozgałęzionej, a nie zwykłej strukturze liniowej.

Właściwie pierwszy związek o takiej strukturze uzyskano już w latach 50-tych, a główne metody ich syntezy opracowano głównie w latach 80-tych. Termin „dendrymery” pojawił się wcześniej niż „nanotechnologia” i początkowo nie były ze sobą powiązane. Ostatnio jednak dendrymery są coraz częściej wymieniane właśnie w kontekście ich zastosowań nanotechnologicznych (i nanomedycznych).

Wynika to z szeregu specjalnych właściwości, które posiadają związki dendrymeryczne. Wśród nich: przewidywalne, kontrolowane i odtwarzalne z dużą dokładnością wielkości makrocząsteczek; obecność kanałów i porów w makrocząsteczkach o dobrze powtarzalnych kształtach i rozmiarach; zdolność do wysoce selektywnej enkapsulacji i immobilizacji substancji o niskiej masie cząsteczkowej z tworzeniem supramolekularnych struktur „gość-gospodarz”.

Mikro i nanokapsułki

Aby dostarczyć leki w pożądane miejsce w organizmie, można zastosować miniaturowe (~1 mikron) kapsułki z nanoporami. Podobne mikrokapsułki są już testowane pod kątem dostarczania i kontrolowanego fizjologicznie uwalniania insuliny w cukrzycy typu 1. Zastosowanie porów o wielkości około 6 nm pozwala na ochronę zawartości kapsułki przed działaniem układu odpornościowego organizmu. Umożliwia to kapsułkowanie komórek zwierzęcych produkujących insulinę, które w innym przypadku zostałyby odrzucone przez organizm.

Mikroskopijne kapsułki o stosunkowo prostej konstrukcji mogą również powielać i poszerzać naturalne możliwości organizmu. Przykład takiej koncepcji podaje R. Freitas; także respirocyt - sztuczny nośnik tlenu i dwutlenku węgla, znacznie przewyższający swoje możliwości zarówno krwinkami czerwonymi, jak i istniejącymi substytutami krwi (na przykład oparty na emulsjach fluorowęglowych).

Zastosowania medyczne mikroskopów z sondą skanującą

Mikroskopy skaningowe to grupa urządzeń, które wyróżniają się swoimi możliwościami. Pozwalają na uzyskanie powiększenia wystarczającego do oglądania poszczególnych cząsteczek i atomów. Jednocześnie możliwe jest badanie obiektów bez ich niszczenia, a nawet, co jest szczególnie ważne z punktu widzenia zastosowań medyczno-biologicznych, w niektórych przypadkach badanie obiektów żywych. Niektóre rodzaje mikroskopów skaningowych umożliwiają również manipulację poszczególnymi cząsteczkami i atomami.

Książka zawiera dobry przegląd możliwości mikroskopów skaningowych w badaniu obiektów biologicznych. Unikalne możliwości mikroskopów skaningowych wyznaczają perspektywy ich zastosowania w badaniach biomedycznych. Jest to przede wszystkim badanie struktury molekularnej błon komórkowych.

Nanomanipulatory

Nanomanipulatory można nazwać urządzeniami przeznaczonymi do manipulowania nanoobiektami – nanocząsteczkami, cząsteczkami i pojedynczymi atomami. Przykładem są mikroskopy z sondą skanującą, które mogą przesunąć dowolny obiekt do atomów.

Obecnie powstały prototypy kilku wariantów „nanotweezerów”. W jednym przypadku zastosowano dwie nanorurki węglowe o średnicy 50 nm, ułożone równolegle po bokach włókna szklanego o średnicy około 2 μm. Kiedy przyłożono do nich napięcie, nanorurki mogły się rozchodzić i zbiegać jak połówki pęsety.

W innym przypadku zastosowano cząsteczki DNA, które zmieniają swoją geometrię podczas przejścia konformacyjnego, czyli zrywania wiązań między zasadami nukleotydowymi na równoległych rozgałęzieniach cząsteczki.

Jednak manipulator do nanoobiektów może różnić się budową od makroinstrumentów. W ten sposób zademonstrowano możliwość poruszania nanoobiektów za pomocą wiązki laserowej. W ostatnich pracach naukowcom z uniwersytetów Cornell i Massachusetts udało się „odwinąć” cząsteczkę DNA z nukleosomu. Czyniąc to, wyciągnęli go do końca za pomocą takiej „pęsety laserowej”.

Mikro-i nanourządzenia

Obecnie coraz powszechniejsze stają się miniaturowe urządzenia, które można umieszczać wewnątrz ciała w celach diagnostycznych i ewentualnie terapeutycznych.

Nowoczesne urządzenie przeznaczone do badania przewodu pokarmowego ma wielkość kilku milimetrów, posiada na pokładzie miniaturową kamerę wideo oraz system oświetlenia. Odebrane ramki są wysyłane.

Błędem byłoby odwoływanie się tego typu urządzeń do dziedziny nanomedycyny. Istnieją jednak szerokie perspektywy ich dalszej miniaturyzacji i integracji z nanoczujnikami opisanych powyżej typów, pokładowymi systemami sterowania i komunikacji opartymi na elektronice molekularnej i innymi nanotechnologiami, źródłami energii przetwarzającymi substancje zawarte w wewnętrznych ośrodkach organizmu. W przyszłości takie urządzenia mogą być wyposażone w urządzenia do autonomicznej lokomocji, a nawet różnego rodzaju manipulatory. W tym przypadku będą w stanie przeniknąć do pożądanego punktu ciała, zbierać tam lokalne informacje diagnostyczne, dostarczać leki, a w jeszcze dalszej przyszłości przeprowadzać „operacje nanochirurgiczne” – niszczenie blaszek miażdżycowych, niszczenie komórek z objawami złośliwej degeneracji, odbudowy uszkodzonych włókien nerwowych itp. Takie urządzenia (nanoroboty) zostaną omówione bardziej szczegółowo poniżej.

Nanobot medyczny

Nanotechnologia pozwoli inżynierom budować złożone nanoroboty, które można bezpiecznie umieszczać w ludzkim ciele, aby transportować ważne molekuły, kontrolować mikroskopijne obiekty i komunikować się z lekarzami za pomocą miniaturowych czujników, wyposażonych w silniki, manipulatory, generatory mocy i komputery w skali molekularnej.

Idea budowy takich nanorobotów opiera się na fakcie, że ludzki organizm to naturalny nanomechanizm: w organizmie stale funkcjonuje wiele neutrofili, limfocytów i białych krwinek, naprawiając uszkodzone tkanki, niszcząc atakujące drobnoustroje i usuwając obce cząstki z różnych narządów .

Nanorobotyka powstała, gdy zaistniała konieczność pracy z miniaturowymi obiektami na poziomie molekularnym. Nanoroboty to systemy nanoelektromechaniczne zaprojektowane do wykonywania określonych zadań z precyzją w nanoskali. Ich przewaga nad medycyną konwencjonalną polega na ich wielkości. Wielkość cząstek wpływa na czas trwania i wielkość ekspozycji, dlatego leki w mikroskali mogą być stosowane w niższych stężeniach i mieć wcześniejszy początek działania terapeutycznego. Zapewnia również możliwość dostarczenia leku w określone miejsce zastosowania.

Typowym nanourządzeniem medycznym jest prawdopodobnie robot wielkości około mikrona, złożony z nanoczęści. Te nanoroboty mogą działać na polecenia z zewnątrz lub według danego programu, aby wykonywać prace w skali makro.

Nanorurki i promieniowanie podczerwone

Terapia fototermiczna z użyciem nanomateriałów zwróciła ostatnio uwagę jako skuteczna strategia w rozwoju nowej generacji terapii przeciwnowotworowych.

Jednościenne nanorurki węglowe (SWNT) są potencjalnymi kandydatami do roli fototermicznego czynnika terapeutycznego, ponieważ napromieniowane światłem bliskiej podczerwieni (NIR, długość fali 700-1100 nm) generują znaczną ilość ciepła. Dla tych długości fal tkanki biologiczne, w tym skóra, są praktycznie przezroczyste. Efekt fototermiczny powoduje śmierć termiczną komórek nowotworowych, a proces jest nieinwazyjny.

Skuteczność terapii skojarzonej z użyciem nanorurek i naświetlania potwierdziły wyniki destrukcji in vivo litego guza złośliwego. Ta metoda leczenia myszy wykazała całkowite zniszczenie guzów bez szkodliwych skutków ubocznych i nawrotów w ciągu 6 kolejnych miesięcy. W grupie kontrolnej leczenie konwencjonalnymi środkami wykazywało stały wzrost guza aż do śmierci zwierząt.

Pojawia się modyfikacja jednościennych nanorurek węglowych za pomocą fosfolipidów. Ponieważ jednościenne nanorurki wykazują właściwości hydrofobowe, praktycznie niemożliwe jest osiągnięcie ich penetracji do komórek dotkniętych tkanek. Takie podejście pozwoliło grupie koreańskich naukowców ominąć tę trudność.

Nowotwory przeszczepione na grzbiety myszy to nowotwory jamy ustnej człowieka. W celu napromieniowania myszy umieszczono pod lampą IR o mocy 76 W/cm3. Sesja trwała 3 minuty. Guz zniknął całkowicie 20 dni po pojedynczym zabiegu. Jednocześnie po raz pierwszy zaobserwowano wzrost zawartości nanorurek w mięśniu otaczającym guz, śledzionie, krwi i skórze. W ciągu następnych siedmiu dni nanorurki gromadziły się we krwi i wątrobie. Po siedmiu dniach liczba nanorurek we wszystkich narządach gwałtownie spadła. Prawie wszystkie wstrzyknięte nanorurki zostały usunięte przez wątrobę i nerki w ciągu dwóch miesięcy.

Wyniki te pozwalają uznać czynnik fototermiczny za skuteczną metodę leczenia guzów nowotworowych.

Kieliszek nanomateriałów marki HuaShen.Leczenie wielu chorób wodą strukturalną

Dużo słyszałem o zastosowaniu nanomateriałów w medycynie, ale pierwszy raz usłyszałem o szkle wykonanym z nanomateriałów marki HuaShen. Zabieg z użyciem szkła z nanomateriałów marki HuaSheng to zabieg z użyciem wody ustrukturyzowanej (o niskiej masie cząsteczkowej).

Znak towarowy HuaSheng należy do korporacji Tianjin HuaShen, która zrzesza 6 grup firm i przedsiębiorstw o ​​systemie zróżnicowanych działań: rozwoju technologii naukowych, produkcji i sprzedaży produktów informacyjnych oraz leków z naturalnych surowców. Wszystkie produkty powstają w oparciu o doświadczenie i tradycje medycyny chińskiej. Produkty "Huashen" po raz pierwszy pojawiły się na rynku rosyjskim w 2000 roku, na Białorusi i Ukrainie - w 2002 roku, w Kazachstanie, Kirgistanie i Tadżykistanie - w 2004 roku.

Skład nanomateriałów użytych do produkcji szkła marki „Huashen” obejmuje następujące substancje:

· Anhydryt tytanu;

· Tlenek cynku;

· Ponad 10 różnych mikroelementów.

Woda wlana do szklanki wykonanej z nanomateriałów ulega przemianie po 20 minutach, a następnie może być używana. W tym czasie nanomateriały, z których wykonane jest szkło, przekształcają makrocząsteczki wody (składające się z 13-15 cząsteczek) w mikrocząsteczki (5-7 cząsteczek). Powstała woda nazywana jest „niskocząsteczkową” i ma 4 cechy:

· Silnie rozpuszczające działanie;

· Akcja dzielenia;

· Akcja penetrująca;

· Działanie aktywujące procesy metaboliczne.

Według różnych źródeł badania kliniczne potwierdzają, że woda strukturalna:

· Zmniejsza zawartość cholesterolu we krwi i oczyszcza tętnice krwi;

· Poprawia funkcje trawienne, reguluje kwasowość;

· Wspomaga przyspieszoną regenerację tkanek;

· Wspomaga usuwanie toksyn i toksyn z organizmu;

· Wspomaga układ odpornościowy;

· Zwiększa oczekiwaną długość życia;

· Odnawia równowagę metaboliczną;

· Oczyszcza jelita;

· Aktywuje i normalizuje pracę nerek;

· Pomaga w leczeniu stanów zapalnych błony śluzowej jamy ustnej;

· Jest skuteczny w leczeniu chorób jelit u dzieci.

Woda strukturalna (niskocząsteczkowa) ze szklanki marki „Huasheng” polecana jest przez specjalistów do stosowania w następujących schorzeniach:

· Choroby żołądka (zapalenie żołądka, wrzód żołądka, wrzód dwunastnicy, wysoka kwasowość, niestrawność itp.) - woda wspomaga wydzielanie soku żołądkowego, pobudza perystaltykę żołądka i jelit, poprawia trawienie, zwiększa wchłanianie pokarmu.

· Cukrzyca – woda normalizuje wymianę komórek w trzustce.

· Choroba sercowo-naczyniowa: Większość chorób serca występuje, gdy w tętnicach żylnych gromadzi się tłuszcz, co uniemożliwia swobodny przepływ krwi. Pijąc wodę ze szklanki nanomateriałów, złogi tłuszczu są niszczone i usuwane z organizmu. W efekcie poprawia się zaopatrzenie serca, normalizuje się praca mięśnia sercowego.

· Nadciśnienie: u większości pacjentów główną przyczyną choroby jest zwiększone wchłanianie tłuszczu, blaszki cholesterolowe gromadzą się na ściankach naczyń krwionośnych, a światło w naczyniach zwęża się. Przy regularnym stosowaniu wody ze szklanek marki „Huasheng” krew oczyszczana jest z substancji kwaśnych, w wyniku czego ciśnienie spada, a naczynia krwionośne miękną.

· Zaparcia – woda uzdatniona nanomateriałami wprowadza aktywny tlen, w wyniku czego zaparcia szybko znikają.

· Efekt kosmetyczny: likwidacja matowości skóry, zmarszczek, szorstkości skóry, suchości, plam starczych, stanów zapalnych skóry itp.

Procedura przygotowania i stosowania wody strukturalnej (o niskiej masie cząsteczkowej) jest następująca:

· Zwykła woda, lepiej oczyszczona, wlewa się do szklanki wykonanej z nanomateriałów marki „Huashen”, którą trzyma się w niej przez 20-30 minut. W tym czasie woda jest przekształcana w wodę o niskiej masie cząsteczkowej.

Już ustrukturyzowaną (niskocząsteczkową) wodę można pić, używać do gotowania, używać do mycia, używać do podlewania kwiatów itp.

· Strukturyzowaną wodę ze szkła można dodawać do pojemników ze zwykłą, oczyszczoną wodą w proporcji 0,5 litra na 10 litrów (1:20). Po 20-30 minutach woda w dodatkowym pojemniku nabierze odpowiedniej struktury. Zwiększa to objętość wody gotowej do spożycia.

· Struktura wody, którą uzyskuje się za pomocą nanomateriałów, pozostaje poza szkłem przez 18-24 godziny.

· Zaleca się spożywać 30 ml na 1 kg masy ciała. woda, tj. osoba o wadze 70kg. musi pić co najmniej 2,1 litra wody dziennie i waży 100 kg. - 3 litry dziennie.

· W celu uzyskania pożądanego efektu uzdatniania wskazane jest stałe stosowanie wody strukturalnej.

Przy pomocy szkła wykonanego z nanomateriałów marki „Huasheng” nie leczy się osobno wybranych chorób. Zastosowanie wody niskocząsteczkowej zapewnia kompleksową regenerację całego organizmu. Następuje samooczyszczanie organizmu z kilkudziesięciu rodzajów różnych trucizn i toksyn. Dodatkowo woda strukturalna wzbogaca komórki organizmu w tlen, tworząc środowisko, które przeciwdziała powstawaniu komórek nowotworowych.

Z jednej strony perspektywy przemysłu nanotechnologicznego są naprawdę wspaniałe. Nanotechnologia radykalnie zmieni wszystkie sfery ludzkiego życia. Z drugiej strony nanotechnologia może być niebezpieczna dla społeczeństwa.

Naukowcy i ekolodzy przewidują, że nanomateriały, wirusy i roboty stworzone przez człowieka staną się w przyszłości najgroźniejszymi zagrożeniami dla środowiska. Cała lista zagrożeń składa się z 25 pozycji. Najpoważniejsze problemy, zdaniem ekspertów, będą związane z biorobotami, które mogą stać się nowymi gatunkami inwazyjnymi, z eksperymentami klimatycznymi, takimi jak „nawożenie” oceanu i rozstawianie osłon chroniących Ziemię przed słońcem.

Ponadto zwiększone zapotrzebowanie na biomasę do produkcji biopaliw, niszczenie ekosystemów morskich spowodowane wytwarzaniem energii na morzu oraz eksperymenty mające na celu kontrolowanie gatunków inwazyjnych przy użyciu genetycznie zmodyfikowanych wirusów będą stanowić zagrożenie dla środowiska.

Inne zagrożenia z listy, które mogą poważnie zaszkodzić środowisku, są bardziej teoretyczne. Należą do nich problemy z robotami naśladującymi zachowanie zwierząt oraz z drobnoustrojami stworzonymi z syntetycznych molekuł. Eksperci uważają, że jeśli te sztuczne formy życia zostaną wypuszczone na wolność, mogą zacząć zachowywać się jak gatunki inwazyjne.

Czas szybko pcha nas na wyżyny nowych zwycięstw i odkryć, nanoroboty nie są wyjątkiem, wszystko jest dopiero na początku drogi, a my możemy tylko obserwować, jak molekularne nanomaszyny zmienią życie wokół nas.

Bibliografia

1. Rybalkina M. - "Nanotechnologia dla wszystkich", 2005

2.G.G. Jelenin - „Nanotechnologia. Nanomateriały, nanourządzenia”

Opublikowano na Allbest.ru

Podobne dokumenty

Badanie działania i zastosowania znanych farmakopealnych roślin leczniczych. Badanie zasad i cech przygotowania preparatów ziołowych w profilaktyce i leczeniu chorób. Przegląd nowych technologii pakowania i przechowywania ziół leczniczych.

streszczenie, dodane 19.05.2012


Opis apiterapii jako ogólna nazwa metod leczenia różnych chorób człowieka przy użyciu żywych pszczół, a także produktów pszczelarskich. Istota i rola metody leczenia użądlenia pszczół. Zasady leczenia miodem. Analiza produktów pszczelich.

prezentacja dodana 29.03.2015


Definicja pojęcia „desmurgia”. Zapoznanie z podstawami nauczania zasad zakładania i nakładania bandaży. Badanie klasyfikacji opatrunków i materiałów do ich wykonania. Uwzględnienie zasad bandażowania. Sposoby stosowania szyn, gipsu medycznego.

prezentacja dodana 02.03.2016


Analiza wskazań do stosowania terapii stymulującej: spadek wskaźników reaktywności, brak efektów leczenia. Charakterystyka metod ogólnego leczenia chorób przyzębia u dzieci. Zapoznanie z fizjoterapeutycznymi metodami leczenia przyzębia.

prezentacja dodana 16.05.2014


Dermatomykozy (dermatomykozy) jako grupa chorób skóry i jej przydatków wywołanych wprowadzeniem do niej grzybów. Objawy, opis klinicznych objawów chorób, leki stosowane w leczeniu wielu chorób grzybiczych. Opis leków przeciwgrzybiczych.

wykład, dodany 27.11.2009


Miejsce chorób zapalnych pierścienia limfoidalnego gardła w strukturze patologii narządów ENT. Manifestacja, objawy i diagnoza wielu chorób: różne rodzaje zapalenia migdałków, grzybica gardła, błonica gardła, migdałki gardłowe. Specyfika leczenia tych chorób.

streszczenie, dodane 17.02.2012


Historia wprowadzenia pojęcia „nerwica” w medycynie. Ogólne mechanizmy i charakterystyka tego zjawiska. Klasyfikacja nerwic w psychiatrii rosyjskiej. Opis objawów różnego rodzaju nerwic, ich związku z innymi chorobami, cechy leczenia.

streszczenie, dodano 11.09.2010


Mechanizmy oddziaływania elektrycznego i elektromagnetycznego na organizm człowieka. Elektroterapia jako metoda leczenia, rehabilitacji i profilaktyki chorób. Metody terapeutycznego stosowania prądu. Wskazania i przeciwwskazania do stosowania elektroterapii.

streszczenie, dodano 16.04.2019


Pojęcie i zasady realizacji refleksologii. Analiza i ocena publikacji dotyczących wykorzystania tych metod na różnych etapach leczenia nowotworów. Badanie skuteczności tych technik i perspektyw ich zastosowania w przyszłości.

prezentacja dodana 29.11.2015


Cechy i klasyfikacja urazów okolicy szczękowo-twarzowej. Zwichnięcia i złamania zębów, złamania żuchwy. Zwichnięcia żuchwy: przyczyny, objawy kliniczne, leczenie. Opracowanie metod diagnozowania i leczenia schorzeń okolicy szczękowo-twarzowej.

Naukowcy twierdzą, że ostatnie postępy w nanotechnologii mogą być bardzo pomocne w walce z rakiem. Opracowano lek przeciwnowotworowy bezpośrednio do celu – do komórek dotkniętych nowotworem złośliwym. Nowy system oparty na materiale zwanym biosilikonem. Nasilikon ma porowatą strukturę (średnica dziesięciu atomów), do której wygodnie jest włączać leki, białka i radionuklidy. Po osiągnięciu celu biosilikon zaczyna się rozpadać, a dostarczane do niego leki są zabierane do pracy. Co więcej, według twórców nowy system pozwala regulować dawkowanie leku.

Przez ostatnie lata pracownicy Centrum Nanotechnologii Biologicznej pracowali nad stworzeniem mikroczujników, które posłużą do wykrywania komórek nowotworowych w organizmie i walki z tą straszną chorobą.

Nowa technika rozpoznawania komórek rakowych polega na wszczepianiu do organizmu człowieka niewielkich kulistych zbiorników wykonanych z syntetycznych polimerów zwanych dendrymerami (od greckiego dendronu - drzewo). Polimery te zostały zsyntetyzowane w ciągu ostatniej dekady i mają całkowicie nową, nieintegralną strukturę, która przypomina strukturę korala lub drewna. Takie polimery nazywane są hiperrozgałęzionymi lub kaskadowymi. Te z nich, w których rozgałęzienia są regularne, nazywane są dendrymerami. Każda taka kula, czyli nanoczujnik, ma średnicę zaledwie 5 nanometrów - 5 miliardowych części metra, co pozwala na umieszczenie miliardów takich nanoczujników na niewielkim obszarze przestrzeni.

Wewnątrz ciała te maleńkie czujniki przenikają do limfocytów – białych krwinek, które zapewniają organizmowi ochronę przed infekcjami i innymi czynnikami chorobotwórczymi. Wraz z odpowiedzią immunologiczną komórek limfoidalnych na określoną chorobę lub warunki środowiskowe - na przykład przeziębienie lub narażenie na promieniowanie - zmienia się struktura białka komórki. Każdy nanoczujnik, pokryty specjalnymi odczynnikami chemicznymi, zacznie świecić takimi zmianami.

Aby zobaczyć tę poświatę, naukowcy stworzą specjalne urządzenie skanujące siatkówkę oka. Laser takiego urządzenia powinien wykrywać świecenie limfocytów, gdy przechodzą one jeden po drugim przez wąskie naczynia włosowate dna oka. Naukowcy twierdzą, że jeśli w limfocytach jest wystarczająca liczba oznakowanych czujników, wykrycie uszkodzenia komórek zajmie 15 sekund.

Tutaj spodziewany jest największy wpływ nanotechnologii, gdyż dotyka ona samej podstawy istnienia społeczeństwa – człowieka. Nanotechnologia osiąga taki wymiarowy poziom świata fizycznego, w którym rozróżnienie między żywym a nieożywionym staje się niestabilne – są to maszyny molekularne. Nawet wirus może być częściowo uznany za żywy system, ponieważ zawiera informacje o jego budowie. Ale rybosom, chociaż składa się z tych samych atomów, co cała materia organiczna, nie zawiera takich informacji i dlatego jest tylko organiczną maszyną molekularną. Nanotechnologia w swojej zaawansowanej postaci polega na budowie nanorobotów, maszyn molekularnych o nieorganicznym składzie atomowym, maszyny te będą w stanie budować swoje kopie, posiadając informacje o takiej strukturze. Dlatego granica między żywym a nieożywionym zaczyna się zacierać. Do tej pory powstał tylko jeden prymitywny chodzący robot DNA.

Nanomedycyna jest reprezentowana przez następujące możliwości:

• 1. Laboratoria na chipie, ukierunkowane dostarczanie leków do organizmu.
• 2. DNA - chipy (tworzenie poszczególnych leków).
• 3. Sztuczne enzymy i przeciwciała.
• 4. Sztuczne narządy, sztuczne polimery funkcjonalne (substytuty tkanek organicznych). Kierunek ten jest ściśle związany z ideą sztucznego życia i w przyszłości doprowadzi do powstania robotów ze sztuczną świadomością i zdolnych do samoleczenia na poziomie molekularnym. Wynika to z ekspansji koncepcji życia poza organiczne
• 5. Nanoroboty-chirurdzy (biomechanizmy dokonujące zmian i wymagane działania medyczne, rozpoznawanie i niszczenie komórek nowotworowych). Najbardziej radykalnym zastosowaniem nanotechnologii w medycynie będzie tworzenie molekularnych nanobotów, które mogą niszczyć infekcje i nowotwory nowotworowe, naprawiać uszkodzone DNA, tkanki i narządy, duplikować całe systemy podtrzymywania życia organizmu i zmieniać właściwości organizmu.

Traktując pojedynczy atom jako cegłę lub „detal”, nanotechnologia poszukuje praktycznych sposobów projektowania materiałów o określonych właściwościach z tych części. Wiele firm już wie, jak składać atomy i cząsteczki w jakąś strukturę.

W przyszłości wszelkie molekuły będą składane jak dziecięcy zestaw konstrukcyjny. W tym celu planowane jest wykorzystanie nanorobotów (nanobotów). W rzeczywistości można zbudować dowolną stabilną chemicznie strukturę, którą można opisać. Ponieważ nanobota można zaprogramować do budowy dowolnej konstrukcji, w szczególności do zbudowania kolejnego nanobota, będą one bardzo tanie. Pracując w ogromnych zespołach nanoboty będą w stanie stworzyć dowolny obiekt przy niskich kosztach i wysokiej dokładności. W medycynie problemem zastosowania nanotechnologii jest konieczność zmiany struktury komórki na poziomie molekularnym, tj. przeprowadzać „chirurgię molekularną” za pomocą nanobotów. Oczekuje się, że stworzymy molekularnych lekarzy-robotów, którzy będą mogli „żyć” w ludzkim ciele, eliminując wszelkie występujące uszkodzenia lub zapobiegając ich występowaniu. Manipulując pojedynczymi atomami i cząsteczkami, nanoboty mogą naprawiać komórki. Przewidywana data powstania lekarzy-robotów, pierwsza połowa XXI wieku.

Pomimo obecnego stanu rzeczy nanotechnologia jako kardynalne rozwiązanie problemu starzenia się jest więcej niż obiecująca.

Wynika to z faktu, że nanotechnologia ma ogromny potencjał do zastosowań komercyjnych w wielu gałęziach przemysłu, a co za tym idzie, oprócz poważnych funduszy rządowych, badania w tym kierunku są prowadzone przez wiele dużych korporacji.

Całkiem możliwe, że po ulepszeniu zapewniającym „wieczną młodość”, nanoboty nie będą już potrzebne lub będą produkowane przez samą komórkę.

Aby osiągnąć te cele, ludzkość musi rozwiązać trzy główne pytania:

• 1. Projektuj i twórz roboty molekularne, które potrafią naprawiać cząsteczki.
• 2. Projektować i tworzyć nanokomputery, które będą sterować nanomaszynami.
• 3. Stwórz pełny opis wszystkich cząsteczek w ludzkim ciele, innymi słowy stwórz mapę ludzkiego ciała na poziomie atomowym.

Główną trudnością nanotechnologii jest problem stworzenia pierwszego nanobota. Istnieje kilka obiecujących możliwości.

Jednym z nich jest udoskonalenie skaningowego mikroskopu tunelowego lub mikroskopu sił atomowych oraz uzyskanie dokładności pozycjonowania i siły chwytu.

Innym sposobem na stworzenie pierwszego nanobota jest synteza chemiczna. Być może zaprojektowanie i zsyntetyzowanie pomysłowych składników chemicznych, które są zdolne do samoorganizacji w roztworze.

A inna ścieżka prowadzi przez biochemię. Rybosomy (wewnątrz komórki) to wyspecjalizowane nanoboty, które możemy wykorzystać do stworzenia bardziej wszechstronnych robotów.

Te nanoboty będą w stanie spowolnić proces starzenia, leczyć poszczególne komórki i wchodzić w interakcje z poszczególnymi neuronami.

Prace nad badaniem rozpoczęły się stosunkowo niedawno, ale tempo odkryć w tej dziedzinie jest niezwykle wysokie, wielu uważa, że ​​to przyszłość medycyny.

Nanotechnologia może zapewnić znaczącą pomoc w rozwiązywaniu niektórych problemów. W biologii i niektórych innych naukach ich zastosowanie ma często duże znaczenie.

Trzeba powiedzieć, że w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat zidentyfikowano około trzydziestu patologii zakaźnych. Wśród nich należy wymienić AIDS, „ptasią grypę”, wirus Ebola i inne. Co roku na świecie diagnozuje się miliony nowych przypadków chorób onkologicznych. Co więcej, śmiertelność z powodu tych patologii wynosi około pięciuset tysięcy osób rocznie.

Mają wielkie znaczenie dla całej ludzkości. Przewaga stosowania najnowszych metod nad tradycyjną terapią jest oczywista. Nanotechnologia w medycynie polega głównie na oddziaływaniu chemicznym na daną chorobę poprzez podawanie leków. W efekcie w organizmie tworzy się pewne środowisko, które przyspiesza proces gojenia.

Jak wspomniano powyżej, nanotechnologia jest stosowana u różnych ludzi. Naukowcy na całym świecie pracują nad stworzeniem różnych materiałów, które można zastosować w tej czy innej dziedzinie. Najprostszym i najbardziej uderzającym przykładem zastosowania nanotechnologii w kosmetyce jest na przykład dobrze znany roztwór mydła. Posiada nie tylko właściwości dezynfekujące i detergentowe. Tworzą się w nim micele i nanocząsteczki. Dziś oczywiście ten materiał nie jest jedynym, który jest wykorzystywany do różnych celów w rozwoju określonej sfery ludzkiej działalności.

Istnieje wiele przykładów zastosowania nanotechnologii w medycynie. Tak więc naukowcy stworzyli nową klasę cząstek. Nanocząstki - nanostudzienki - posiadają unikalne właściwości optyczne. Pierwiastki te, o mikroskopijnej średnicy (dwadzieścia razy mniejszej niż erytrocytów), mogą swobodnie poruszać się w układzie krążenia. Przeciwciała są przyczepione do powierzchni rękawów. Celem zastosowania tej nanotechnologii w medycynie jest niszczenie.Kilka godzin po włożeniu rękawów do ciała naświetlane jest promieniowaniem podczerwonym. Wewnątrz powstaje specjalna energia, dzięki której niszczone są komórki rakowe.

Należy powiedzieć, że testy tej nanotechnologii przeprowadzono na eksperymentalnych myszach. Już dziesięć dni po napromieniowaniu zauważono całkowitą ulgę w chorobie. Co więcej, kolejne analizy nie wykazały nowych ognisk formacji złośliwych.

Naukowcy są przekonani, że ta i inna nanotechnologia w medycynie przyczyni się do opracowania szybkich i niedrogich metod diagnozowania i eliminowania patologii na wczesnym etapie. Ponadto wprowadzenie nowych rozwiązań w dziedzinie leków może pozwolić na odbudowę uszkodzonej struktury DNA.