Наномедицина: наночастинки в медицині

Наномедицина: наночастинки в медицині


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Що таке наномедицина? Нанос - грецька означає - карлик. Так ліки-карлики? Мається на увазі техніка, яка обробляє найменші структури в організмі і використовує найменші матеріали для лікування захворювань.

Визначення

Йдеться про структури, які в 10000 разів менше, ніж у середньому людського волосся, нанометр - це мільйонна частина міліметра. На сьогоднішній день існують різні штучно виготовлені нанопродукти - є, наприклад, наночастинки з діоксиду титану в сонцезахисному кремі, наночастинки срібла в одязі та в харчовій упаковці.

Комісія ЄС визначає: "Наноматеріал - це природний, генерований у процесі або виготовлений матеріал, який містить частинки в незв'язаному стані, як агрегат або агломерат і в якому принаймні 50 відсотків частинок мають один або більше зовнішніх розмірів у розподілі чисельності за розміром у межах 1 Майте нанометрів до 100 нанометрів. (…) Відхилення (…) фулеренів, графенових пластівців та одностінні вуглецеві нанотрубки з одним або декількома зовнішніми розмірами нижче 1 нанометра слід вважати наноматеріалами ».

По-перше, нанотехнології повинні виробляти речі все менші та менші, а отже, більш точні. По-друге, він забезпечує доступ до атомів і молекул і, таким чином, може створювати нові матеріали та цілі матеріальні системи.

Є природні наночастинки, такі як частинки сажі, білки в крові або частинки жиру в молоці. Дослідники або створюють синтетичні наночастинки спеціально або як побічний ефект, наприклад, коли дизель горить.

Що особливого у нано?

Наноструктури розвивають особливі функції на рівні атомів і молекул, як в живій, так і в неживій речовині. Останні десятиліття були сформовані завдяки дослідженню цього: перше, що було захопити наносистеми.

Сьогодні вчені застосовують ці знання в живих системах - це основа наонської медицини. Як і будь-яка нова методика, яка заважає організму, вона також включає ризики: наприклад, нанокапсули повинні використовувати ліки в організмі саме там, де знаходяться хвороби, і це, наприклад, обіцяє величезного прогресу в медицині раку. Однак ці наночастинки могли проникати в клітинні стінки, збиратися в організмі або запалювати дихальні шляхи.

Поширені наноматеріали

Наносільвер: Срібло вбиває мікроби, і наука використовує це в наночастинках, наприклад, як поверхневий шар на дверних ручках, в пов'язках для ран або в текстилі - наносильвер допомагає проти запаху поту.

Частинки сажі можуть бути вироблені штучно, щоб служити чорним пігментом кольорів, а також як антистатичну добавку до пластмас.

Вуглецеві нанотрубки побудовані з вуглецю, дуже стійкі і, таким чином, надійні пластмаси. Сьогодні їх можна знайти у велосипедах вищого класу.

Діоксид титану очищує поверхні для відштовхування бруду. Він сприяє розкладанню органічних матеріалів сонячним світлом і, наприклад, підтримує чистий колір фасадів будівлі.

Наночастинки в оксиді цинку поглинають УФ-випромінювання від сонця і тому знаходяться в сонцезахисних засобах. Промисловість також використовує його в рідкокристалічних дисплеях або світлодіодах. Покриття з оксиду цинку також сприяють дії сонячних батарей.

Наномедицина

Американський візіонер Роберт Фрейтас розглядає наномедицину як золоту епоху: нанороботи найближчим часом мають відновити пошкодження генів, штучно вироблені еритроцити запобігають інфаркти - потім наномашини вбивають віруси, відновлюють клітини або заряджають кров киснем.

Медицина багато обіцяє від нанотехнологій. Більше 100 препаратів вже містять наночастинки, а також методи діагностики та пристрої, що працюють з наночастинками. Препарати менше стосуються нових активних інгредієнтів, ніж нові ефективність: нанокапсули, які вивільняють речовини лише в навколишньому середовищі певних молекул, повинні транспортувати активні компоненти безпосередньо до місця призначення.

Багато лікарів очікують в медицині віху для терапії неврологічних захворювань, пов’язаних із кров’ю та мозку. Тому що наночастинки можуть пробити цей "гематоенцефалічний бар'єр". Це відкриває нові перспективи, наприклад, хвороби Альцгеймера та Паркінсона, а можливо, і розсіяного склерозу.

Прилади, підлога, стіни та меблі в клініках з наносом можуть сприяти стерильності. Стійкі бактерії, ймовірно, можна краще контролювати таким чином. Пов'язки для ран вже містять нано-срібло, наприклад у випадку пожежних травм.

Нанотехнології також повинні покращити діагностику: наночастинки підготовлені таким чином, щоб вони прилягали до органів або клітин. Наприклад, пухлинна тканина може бути ідентифікована з частинками оксиду заліза.

Це призводить до можливих нанотерапій найближчим часом: у раковій медицині скоро нанотехнології будуть використані для виявлення та боротьби з пухлинами. Сьогодні лікарі вже експериментують з лікуванням раку, в якому магнітні частинки оксиду заліза залізо електромагнітно нагрівають пухлину і тим самим знищують ракові клітини.

Наприклад, нанокапсули можуть містити клітини підшлункової залози, вивільняти інсулін в крові і, таким чином, лікувати діабет.

Зубна паста вже є, Theramed S.O.S. Чутливий на основі наночастинок. Вона накопичує шар штучного зубного матеріалу з наночастинок; тому зуби повинні відчувати менше болю.

Гідроксиапатит схожий на мінерали в кістках і зубні імплантати ростуть вдвічі краще, наноматеріал вкорочує процес до двох тижнів, на відміну від звичайних 2-4 місяців.

Нанопористий діоксид кремнію або титану характеризується діровими структурами. Вони стимулюють ріст кісток на імплантатах, зупиняють запалення, вивільняючи активні речовини, як губка.

Нанотехнологія, безсумнівно, стане особливо важливою для інших імплантацій, оскільки поверхні, виготовлені з наночастинок, можуть бути краще пов'язані з біологічними органами та штучними пристроями, ніж із звичайними методами. Будь кардіостимулятори чи ендопротези, такі як штучні колінні, тазостегнові або плечові суглоби: наношари, ймовірно, знизять захист організму від сторонніх тіл.

Гідроксиапатит вже можна вводити як пасту для нарощування кісток. Такий наноматеріал добре переноситься, оскільки нагадує мінеральні компоненти в кістці. Наступним кроком є ​​гідрооксиапатити, які поєднуються з вуглецевими нанотрубками у складовій матриці та служать кістковим цементом.

Жертвам нещасних випадків може незабаром скористатись тканиною заміщення у вигляді скла-колагенових композитів у наноформаті, що підтримує штучну шкіру та штучні кістки. Крім того, кажуть, що імплантати з нанотехнологією є більш стійкими, ніж звичайні.

Вже в 1998 році компанія Abraxis BioScience LLC у США провела клінічні тести наномедицини проти раку. Засіб Абаксан було остаточно схвалено. Складається з нерозчинного паклітакселу та альбуміну, цей альбумін зв’язується з білком SPARC, на який впливає рак підшлункової залози - на відміну від інших препаратів.

Компанія Tekmira Pharmaceuticals з Канади розробила нанос для ліопсоми, який, як вважають, діє проти гіперхолестеринемії в печінці. Однак у одного з пацієнтів-тестів виявили симптоми, схожі на симптоми грипу, і експеримент потім був припинений.

Французька фармація Bioalliance використовувала наночастинки проти раку печінки разом з препаратом дексорубіцин. Однак троє суб’єктів померли від проблем з легенем.

Нанотерапія пухлин мозку - гіпертермія - затверджена в ЄС. Частинки оксиду заліза вводяться в мозок і збуджуються там магнітними хвилями. Вони нагрівають пухлину і таким чином вбивають її. Магнітні зображення часток (MPI) також можуть використовуватися для зйомки серця та судин.

Майкл Бамберг з Німецького товариства проти раку сказав: «Гіпертермія стане четвертим стовпом терапії раку - поряд із хірургією, променевою терапією та хіміотерапією. Його ідея заснована на доведених цілющих успіхах при раку молочної залози, раку шкіри, пухлинах, раку кишечника та матки.

Плануються швидкі тести з наносенсорами для виявлення раку, наногормонові тести, нанороботи для відновлення клітин та наночастинки для загоєння травм спинного мозку від паралізованих людей. Деякі дослідники вважають, що вони можуть дати параплегікам нормальне життя. Але це все-таки базові дослідження.

Візуалізація магнітних частинок

У 2005 році дослідниками компанії Philips Healthcare була введена нова техніка візуалізації - зображення магнітних частинок. Вони представили тривимірні фільми серця, судин та пухлин, і жоден інший метод не міг цього зробити.

Ця методика дозволила б виявити проблеми з серцем набагато швидше, ніж раніше. Лікар повинен був би лише знімати серце та його оточення ззовні і міг негайно визначити пошкодження серцевої стінки або слабкість серцевого м’яза. Все, що він повинен зробити, - це ввести магнітні наночастинки пацієнту. Звичайна діагностика серця, з іншого боку, іноді займає місяці.

Штучні органи

Нанотехнологія змушує задуматися над тим, що було недавно науковою фантастикою, а саме штучним створенням органів і навіть організмів. Міжпредметні дослідники хочуть поєднати нанотехнології з біотехнологією, інформацією та когнітивною наукою і таким чином створити штучний інтелект або підвищити можливості людини за межами природних кордонів.

Це не зафіксована ідея, а вже реальність. Ось так шкіра та хрящі тепер можуть вироблятися штучним шляхом. З більшими органами нанонауки поки що не змогли постачати клітини киснем та поживними речовинами. Це ще не працює, тому клітини гинуть.

Однак Массачусетський технологічний інститут у Кембриджі, США розробляє метод вирішення саме цієї проблеми. Комп'ютер розробляє модель стільникової мережі та травить її на поверхню кремнію. Потім цей малюнок переноситься на біологічний матеріал, два шари кладуть один на одного і герметизують. Клітини можуть дотримуватися цієї структури. Самі клітини вирощують у чашках Петрі. Клітини печінки та нирок залишалися недоторканими протягом двох тижнів.

Дослідники посадили у щурів «нано-печінку» із шаром клітин. Печіні потрібно близько 30-50 таких шарів, щоб функціонувати. Нано-тканина витримала тиждень.

Нанотехнологія та наукова фантастика

Грег Ведмідь встановив нанотехнології в науковій фантастиці як центральну тему в 1985 році з "Музикою крові". Дослідник вирощує молекули і навчає їх якійсь формі інтелекту. Він сам вводить одну з цих культур.

Зараз нанороботи розмножуються і діють самостійно в організмі: його гострота зору зростає, він більше не страждає від застуди. Нанос постійно розвивається і створює ідеальне середовище: від слуг до правителів над їхніми господарями. Вони перепрограмують і контролюють дослідника.

Це має переваги для свого винахідника: Виживання наноса залежить від здоров’я організму хазяїна, і тому вони постійно вдосконалюють його здібності.

Але вони не змінюють господаря, як це було б найкраще для нього, а навпаки, як самі наноорганізми мають ідеальні умови життя. Зараз науковий прогрес стає жахом.

У "Володарі всього" Андреас Ешбах винайшов самодостатні нанороботи, що вбивають ракові клітини. "Наноклітини розміром з вірусом, які розпізнають ракові клітини за своїми підписами. З метою контролю їх підключають до лікаря по радіо, щоб він не міг здійснити неправильних дій; бездротове з'єднання йде безпосередньо до мозку лікаря, який проходить нано-товстими кабелями, щоб направляти цілющі клітини. Вони працюють так: Машини не просто розчиняють ракові клітини; це було б занадто небезпечно, оскільки воно затопить ваше тіло більшою кількістю відходів, ніж може стікати. Натомість вони проникають у клітину і викликають апоптоз, власний механізм керованого самознищення клітини. Більшість залишків виїдають ваші лейкоцити. Все, що залишилося, транспортуються самими підводними човнами, відкладаються у ваш сечовий міхур чи кишечник ".

Нанотехнологія відіграє роль у багатьох романах: як центральний сюжет, як побічна подія чи як фон.

Брюс Стерлінг, винахідник літератури про кіперпанк, зосереджується на нанотехнологіях у своєму баченні майбутнього з кінця 1990-х. Він вважає себе футуристом і каже, що з проривом Інтернету багато чого сталося, про що він писав у художній літературі - саме тому зараз він займається технологією, яка тільки починається.

У 2002 році Майкл Кріктон, автор «Парку юрського періоду», опублікував «здобич». Дослідники штату Невада розробляють нанокамери для військових. Але вони стають самозайнятими і вбивають усе, на що стикаються. Вони примножують і маніпулюють думками та руховими навичками своїх винахідників. Нанос перетворюється на супер організм, який копіює форму людей.

Тоді наноси поводяться як люди, вони руйнують планету, щоб отримати сировину для їх розмноження. Наукова фантастика, яка далі думає про те, що було б технічно можливо, і створює вигадано реалістичний сценарій, була не «здобиччю», а старомодною історією про «привидів, яких я назвав» фаустівською людиною, яка вже не контролює своїх технічних монстрів.

Навпаки, Анжеліка Ференбах написала «Ефект лотоса», трилер, який залишається близьким до реальності. Вчений університетської лікарні Марбург зауважує, що нещодавно досліджена нанотехнологія є ризиковою, коли лабораторні щури гинуть рядами. Вона розуміє, що відповідальні щось приховують, роблять якісь дослідження і незабаром борються за своє життя.

Джефф Карлссон опублікував «Рік чуми» у 2007 році, твір з’явився німецькою роком пізніше як «Нано». Наночастинки забезпечують фон для класичного часу закінчення. Сюжет традиційний: штучний інтелект стає самозайнятим і вбиває своїх винахідників.

Ці істоти Франкенштейна тут нанороботи. Вони розмножуються і вбивають усіх теплокровних тварин. Люди тікають у високі гори, оскільки нанос там не працює. Тим часом, хто вижив в альпійську зиму, борються з холодом та голодом. Вони намагаються приєднатися до групи на іншому саміті, де є більше їжі та житла.

Карлсон добре розбирається в нанотехнологіях; однак це лише забезпечує основу для питання: як люди поводяться в екстремальних ситуаціях?

Самодіяльні нанороботи - улюблена ідея наукової фантастики. Ці бродять по тілу і виводять кожну отруту, кожного стрічкоподібного хробака, вони виправляють вади розвитку клітин, лікують внутрішні травми, вони регенерують клітини і тим самим припиняють старіння - і це щодня протягом 24 годин.

Якби були такі наномашини, ми могли б навіть жити нездорово, бо вони негайно усунули б будь-яку шкоду.

Наномедицинські ризики

Американські дослідження 2002 року показали потенційну економію раку яєчників від наноматеріалів, головним чином тому, що у тих, хто лікувався, було менше побічних ефектів від наночастинок. Однак небажані побічні ефекти були масовою проблемою: 100 000 людей від цього померли за один рік у США.

Мало досліджено ризики нанотехнологій, і невідомо, які компанії використовують які наноречовини. Одна проблема, ймовірно, пов'язана з наночастинками, які потрапляють у навколишнє середовище; вони менше дрібного пилу і довго тримаються на повітрі.

Тому експерти вимагають створити центральний реєстраційний реєстр, в якому повідомляються про наноречовини, та досліджувати кожну окрему речовину.

Наночастинки у фільтрувальних системах, ймовірно, не становлять ніякого ризику для здоров’я в процесі експлуатації, оскільки вони герметично закриті пластмасою. Однак утилізація стане проблематичною у майбутньому, оскільки існує ризик подібних зусиль, як у азбесту.

Необхідно уникати всіх продуктів, з якими наночастинки потрапляють у навколишнє середовище. Наприклад, частинки нано-срібла в певних шкарпетках розчиняються при першому їх промиванні, потраплянні туди в стічні води і, імовірно, пошкоджують бактерії на очисних спорудах.

Поки що насправді ніхто не знає, як слід класифікувати ризики наноматеріалів: це стосується розміру чи важливі властивості речовин? Це стосується кількості речовин у навколишньому середовищі, як і для інших порогових значень, чи кількість та структура частинок також визначають небезпеку?

Більшість європейців навряд чи знають нанотехнології, і кожен третій чоловік у Німеччині не знає, що це таке. Ті, кому нанотехнологія щось говорить, зазвичай позитивно ставляться до цього.

Стає зрозуміло, що люди, які знайомі з терміном нанотехнології, зазвичай здобули власні знання про нього, і тому вони рідко девальвують або підтримують його без критики.

Асоціації захисту споживачів закликають видалити наночастинки з косметики та продуктів харчування до тих пір, поки їх не можна класифікувати як нешкідливі. Наприклад, у Натурланді наночастинки заборонені.

У Німеччині наноматеріали можуть розглядатися як активні, так і допоміжні речовини, залежно від способу їх використання. Німецький закон про лікарські засоби визначає, як виглядають перевірки безпеки, тобто як консультативні процедури, так і клінічні випробування до затвердження, самі процедури затвердження та моніторинг та звітність після затвердження.

Комітети з етики повинні затвердити клінічні тести. Німецький Федеральний інститут лікарських засобів та медичних виробів контролює затвердження.

Перетин гематоенцефалічного бар'єру особливо суперечливий. Хоча це дає змогу покращити ефективність роботи мозку пацієнтів з Альцгеймером, його також можна неправильно використовувати для підвищення працездатності у людей, які не мають терапевтичної індукції - з непередбачуваними побічними ефектами.

ЄС забороняє дослідження методів розробки матеріалів для покращення здорових людей. Комітети з етики приділяють особливу увагу військовому використанню: Нанотехнологічний препарат повинен підвищити концентрацію серед солдатів або дати їм можливість постійно працювати без сну. І останнє, але не менш важливе, нанотехнологія відкриває незліченну кількість можливостей для розробки засобів синтетичної та біологічної війни.

Однак комітети з етики мало що досягають, оскільки проекти, які використовують нанотехнології в цьому сенсі, відбуваються таємно.

У той час як справжні медичні дослідження зараз масово сприяють функціональній заміні пошкоджених частин тіла наномедициною, етики обговорюють проблему органів та протезів, які, як кажуть, перевершують людський оригінал.

Ця дискусія не є однозначною: вдосконалення в організмі, які є медично необхідними, прийнятними або неприйнятними, в суспільстві визначаються дуже по-різному.

Дебати про те, що медично та технічно можливо з наномедициною та що є етично виправданим, зараз ведуться окремо в Німеччині. (Доктор Утц Анхальт)

Swell:

http://www.ingenieur.de/Fachgebiete/Mikro-Nanotechnik

http://www.nano.fraunhofer.de/de/nanotech.html

http://library.fes.de/pdf-files/stabsabteilung/05709.pdf

http://www.umweltbundesamt.de/themen/chemischen/nanotechnik

Інформація про автора та джерела


Відео: Тест по МЕДИЦИНЕ. 20 заданий


Коментарі:

  1. Kigal

    Точно. Це добре мислення. Я тримаю його.

  2. Aeary

    Pts liked it, laughed)))

  3. Mezirr

    This also happens :)

  4. Jaren

    Шкода, що я зараз не можу говорити – мушу піти. Але повернуся – обов’язково напишу, що думаю з цього приводу.



Напишіть повідомлення