Diaprognoz дали нанотехнологиите ще помогне на диабет поражението?

Съдържание

• Ще нанотехнологиите, за да победи диабет?
• Какво ни очаква в медицината
• От nanobot да nanotweezers
• Революцията в диабет?
• Задачата - да се предвиди!

Ще нанотехнологиите, за да победи диабет?

Въпреки това, неконтролирано научния прогрес дава основание да бъдем оптимисти за предвиждане на по-нататъшните значимите постижения в областта на медицината, включително и в областта на диабетология. Най-реалистичен от тях за решаване на проблемите диабет Те са най-новата нанотехнология, използването на стволови клетки и инженеринг на хранителни вещества.

Нанос - означава "джудже" ...

Началото на съвременния етап на нанотехнологиите се счита за изпълнение на известния американски учен Ричард Файнман с малко необичайно заглавие на доклада: "Има много място в долния» ( «Има много място в долната част"), направено през 1959 г. в Калифорнийския технологичен институт. Идеята на доклада е да се обоснове възможността за механично движение на атомите и молекулите със сравними средства (да наподобява) малки по размер устройства.

Езикова основа за понятието "нанотехнологии" е Представката "нано" (от гръцката дума Нанос - джудже, GNOME). Този префикс се използва в Международната система единици като фактор, равен на 109 (един милиардна част от метъра, една милионна част от милиметъра, нанометра нанометър). За размера на микрорайон тази дължина може да се съди от факта, че там са разположени приблизително 10-12 атома. Съответно наноматериали под разбере молекулни материали (okolomolekulyarnyh) размери.

Учудващо е, но нанотехнологиите, без да знае научните основи на тези процеси, използвани в древния свят. Това са смес сажди вода за производство на течно мастило с кислород съединение на желязо за производството на бои, някои козметични и детергенти (нано-мицели се образуват в разтвор на сапун) ... както се вижда от съвременните изследвания, прилагани от древните гърци и местните Австралия коса багрило и прилагане бойни оцветители, притежаващи постоянен и продължителен ефект оцветяване, съдържат наночастици.

Докато разработването и широкото приемане на целия спектър на нанотехнологиите - тя е по-далечно бъдеще, дори и сега тяхната употреба е създал различни тежкотоварни материали, оригинални и ефективни лекарства за изграждане на нано-прекурсори, нанороботи и други microdevices и материали.

С нанотехнологиите и ПИН надеждите им за значително увеличаване на човешките умствени способности. Устройството на нанометрично размер (8,000-10,000 микрона) е в състояние да записва в паметта на информацията, еквивалентен на фонда един от най-големите библиотеки в света - на Библиотеката на Конгреса на САЩ. Предполага се, че имплантирането на такова устройство в човешкия мозък ще се увеличи значително количество информация, която може да се съхранява в човешката памет. Тук те могат да създадат малки гноми!

Какво ни очаква в медицината

Разбира се, днес е един от най-важните и перспективни приложения на нанотехнологиите е лекарство.

Понякога си задава въпроса дали е необходимо Нанотехнологии медицина? Положителен отговор на този въпрос е ясна - много необходима! И преди всичко, защото те позволяват на диагностични и терапевтични мерки в областта на клетъчната и макромолекулярно ниво, а не от "невидян" въздействие върху цялото тяло, както се случва в момента в повечето случаи.

Не е тайна, че традиционните форми на терапевтични интервенции в повечето случаи - с редки изключения - може да се сравни с стрелба от оръжията на врабчета. Това въпреки факта, че ядрото, включително патологични, биохимични и други процеси в организма, не се срещат дори в орган или тъкан ниво местно, и нивото на отделни клетки, молекули и атоми. И тези, които са с нано размери. Например размерите на някои медицински включват ширина ДНК - 2.5 пМ вирус - 100 нм, бактерии - 1000 нм, лекарства на молекула (аспирин) - 1 пМ.

Основните идентифицирани редица области на приложение на нанотехнологиите в медицината. Сред тях - доставяне на лекарство, дистанционна диагностика и лечение на ниво нанометър, медицински импланти. Към днешна дата, широк списък от заболявания, които се лекуват в един или друг начин с успех се прилага нанотехнологиите. Този списък включва онкология, кардиология, ендокринология, гастроентерология, бронхопулмонална и други заболявания. Смята се, че до 2010 г., с прилагането на нанотехнологията е създадена около 150 иновативни лекарства и включването им в тялото на биологичен обект.

От nanobot да nanotweezers

Най-големите очаквания са свързани със създаването на многофункционални медицински нанороботи, притежаващи химическа инертност, и могат да се движат в рамките на кръвоносните капиляри.

Типични (база) медицински nanorobot предназначен да проникне в кръвния поток, е изработена от наночастици размери, вариращи от 1 до 100 пМ, и размерът на цялата nanorobot не надвишава 3000 нм (минималния размер на кръвни капиляри). Прототипът на такава nanobot е изкуствен на червените кръвни клетки (наречени "respiratsitom"), създаден R.Fraytasom. Това е сферична nanorobot 1 микрон. Вътре respiratsita съдържа молекули кислород и въглероден диоксид при висока (1000 атмосфери) налягане.

Дублирането на функцията на природни еритроцити, respiratsity имат много по-висока ефективност, тъй като Blagodyarya кислород под високо налягане може да съдържа няколко стотици пъти по-големи от природни еритроцити. Инжекции на 5 мл функция kislorodosnabzhayuschuyu разтвор respiratsitov 50% може да осигури повече от 5 литра кръв. Просто мисля за него по-накратко respiratsitov кръв ще позволи на лицето, може да разчита на външна кислород от 15 минути до 4 часа!

Нанотехнологията позволява модифициране на лекарства, за да се елиминира тяхното антиалергични и автоимунни свойства, защита от унищожаване от храносмилателни ензими. Благодарение на специално проектирана нанотехнологиите ще бъде да изостави традиционния химиотерапия и радиация за рак, има много негативни странични ефекти.

В САЩ, например, създаден nanogilzy - носители на противоракови антитела с диаметър 20 пъти по-малък от този на еритроцитите. След въвеждането им в кръвния поток под влиянието на инфрачервеното излъчване се превръща в топлинна енергия, локално унищожаване на раковите клетки без да се засяга съседни здрави. Изпитване на тази технология в лабораторни мишки с ракови тумори потвърждава ефективността на метода (както е унищожаване на раковите зони в рамките на 10 дни, с проследяване на новите центрове не се показва).

Има съобщения за успешно използване на нано разклонени полимери за лечение на очно увреждане и заболяване, по-специално за възстановяване на функциите на дисоциация на зрителния тракт.

Едно възможно изпълнение на доставката на лекарството до желаното място на тялото - е използването на миниатюрни капсули с nanopores (приемайки, например, че по този начин ще бъде възможно да се реши проблема на физиологично контролирано освобождаване на инсулин).

Проведено в проучванията в САЩ са показали възможност за излекуване eksperimentialnogo инфаркт при мишки и зайци, с помощта на нанотехнологиите. Такова лечение се постига чрез прилагане на лекарството на базата на вещества, способни да самоорганизация в дълги и тънки нановлакна са запълнени и навита в сърдечния мускул.

Наноматериали могат да се използват също като заместител на други (заболели или дефектни) тъкани.

Известно е, че в човешкото тяло има повече от 50 вида нано размери biominerals формат. Приет на клинични изпитвания материал "Syntekost", създаден по време на Института по геохимия и минералогия на науките на Украйна за използване като имплантант за замяната на костната тъкан. Наночастиците ще допринесат за сигурността и надеждността на генна терапия. Те могат да бъдат използвани за транспортиране на гени (протеини) в желано място, а не "сигнализиране" на клетките на имунната система и по този начин го предпазва отхвърля защитна реакция.

С използването на нанотехнологиите в медицината са тясно свързани и създаването на различни устройства за манипулиране на наночастици отделните атоми и молекули, както и nanotools. Примери за това биха могли да бъдат сканиращи микроскопи, нанотръби nanotweezers на ...

Прилагане на нанотехнологиите отваря широки възможности за създаване Microlaboratory (лаборатория на чип, т.е. лаборатория на чип), които позволяват количествено и качествено определяне на различни вещества, включително глюкоза, антитела, и т.н.

Революцията в диабет?

Изпълнение на нанобиотехнологията и отваря привлекателни перспективи в областта на лечение на диабет.

Сред приоритетите в тази област може да назоват две. На първо място - това е значителен техники за подобряване на пресаждане на панкреатичните бета-клетки, и в дългосрочен план (може би във връзка с методите на биогенни инженерни и стволови клетки) - стимулиране на създаването на нови, добре функциониращ бета-клетки. Втората важна задача - да намери и да приложат начините за въвеждане на neinektsionnyh екзогенен инсулин, осигуряване на гарантирана доставка и асимилация в тялото те изискват дози инсулин.

Един от вариантите на презасаждане може да се регулира бета клетките на панкреаса (до gipotetitichesky, за желания nanodevice още не е установено) се предвижда да се използва за тази цел нанокапсули, съдържащи тези клетки. Предполага се, че устройството се имплантира в човешкото тяло нанокапсули е, че развитието и освобождаването на инсулин в кръвта, за да се извърши автоматично, в зависимост от нивото на глюкозата. Вероятно, този метод ще реши проблема и да се осигури стабилна точност дозата на инсулина. Разбира се, в решаването на този проблем не може без специални нано-роботи с бордовите компютърни устройства.

В литературата има съобщения за създаването на нанороботи (с химически сензори и предавател) за около мониторинга часовник на кръвната захар. Основните му компоненти са източник на енергия, химичен сензор и предавател. Тези устройства позволяват да се откаже утежняване (често повтарящи се 5-6 пъти на ден), пункция на тестовете за кожа и кръв, за да усложни живота на пациентите. Предполага се, че на изхода на информация, предупреждение за хипо- и хипергликемия държави, ще бъде възможно да се извърши на мобилния телефон.

В друг вариант непрекъснат мониторинг на нивата на кръвната захар с помощта на нанотехнологии е използването на специални мастила за татуировки (мастило) на порести наночастици 100-120 пМ в размер, които променят цвета си в зависимост от концентрацията на глюкоза в интерстициална течност, съдържаща същото количество глюкоза като кръв. Въпреки това, експериментални изследвания все още не са решени на сериозния проблем възпрепятства използването на този метод - е дължината на времето за реакция преди появата на видими и ясна смяна на цвета.

Привлича вниманието на австралийското проучване, израелски и американски учени, насочени към създаване на кръпки, капсули, миниатюрни топки и други устройства с нетоксичен силикон nanoiglamii които ще позволят на лекарството да проникне през кожата или чревната стена, без да ги повредите.

Задачата - да се предвиди!

С нанотехнологиите са тясно свързани и главната надежда в генната терапия на диабет, при което се изискват оригинални нормални гени се въвеждат в ekskorporalny клетъчен материал и след това генетично обогатени клетки се инжектират в пациента, където ще се установят и работа на желания физиологичен режим.

Първото десетилетие на двадесет и първи век, показва, че ние правим значителни стъпки на прехода от отбранителна медицина за медицина обидно, превантивно. Важна роля в този процес принадлежи на иновативни технологии, които могат да доведат човечеството до изпълнението на отколешни мечта - за ефективно лек диабет, и в идеалния случай - всички отърве света от тази ужасна болест.

Професор Илия Nikberg - особено за "НМА"

Сидни, Австралия

Оригинална статия може да намерите на официалния сайт на вестника diaNovosti