Diaprognoz li nanotehnologija će pomoći poraz dijabetes?

Hoće li nanotehnologija pobijediti dijabetes?

Međutim, nekontrolirani znanstveni napredak daje razloga za optimizam predvidjeti daljnje značajne uspjehe na polju medicine, uključujući u području dijabetološka. Najrealniji od njih za rješavanje problema dijabetes Oni su novi nanotehnologija, korištenje matičnih stanica i hranjivih inženjering.

Nanos - znači "patuljak" ...

Početak moderne fazi nanotehnologije smatra se nastup poznatog američkog znanstvenika Richard Feynman s pomalo neobičnim nazivom izvješća: „Postoji puno prostora u donjem» ( «Ima dosta prostora na dnu»), izrađena je 1959. na California Institute of Technology. Ideja im je bio opravdati mogućnost mehaničkog kretanja atoma i molekula sa sličnim sredstvima (približno do) male veličine uređaja.

Jezična osnova za pojam „nanotehnologija” je prefiks „nano” (od grčke riječi Nanos - patuljak, GNOME). Ovaj prefiks se koristi u Međunarodnim sustavom jedinica kao faktor jednak 109 (jedan milijarditi metra, a milijuntine milimetra, nm nm). O veličini mikroregija ta dužina može biti suđeni od činjenice da su tamo raspoređeni oko 10-12 atoma. U skladu s nanomaterijala pod razumjeti molekularne materijale (okolomolekulyarnyh) veličine.

To je iznenađujuće, ali nanotehnologija bez poznavanja znanstvene osnove tih postupaka, koji se koriste u drevnom svijetu. To su smjese čađe i vode daje za proizvodnju tekućine spremnik sa spojem kisika željeza za proizvodnju boja, neke kemikalije i čišćenje (nano micele nastaju u sapunicom) ... kao što je otkriveno modernog istraživanja, primjenjuje stari Grci i domorocima Australija boja za kosu i primjenom borilačke boje, posjeduju trajnu i produženi učinak na mrlje, sadrže nanočestice.

Dok razvoj i široko prihvaćanje cijelog spektra nanotehnologije - to je više dalekoj budućnosti, čak i sada njihova upotreba je stvorio niz teških materijala, originalnih i učinkovitih lijekova za izgradnju nano-prekursora, nanorobots i druge microdevices i materijala.

Uz nanotehnologiju i pin svoje nade na znatno povećanje broja ljudskih mentalnih sposobnosti. Uređaj nanometarskih dimenzija (8,000-10,000 mikrona) je u mogućnosti pohraniti u memoriju podatke ekvivalent fondu jedne od najvećih knjižnica u svijetu - SAD Library of Congress. Pretpostavlja se da je ugradnja takvih uređaja u ljudskom mozgu značajno povećati količinu podataka koja se može pohraniti u ljudskoj memoriji. Ovdje mogu stvoriti sićušne patuljci!

Što nas čeka u medicini

Naravno, danas je jedan od najvažnijih i obećavajuće primjene nanotehnologije je lijek.

Ponekad postavlja pitanje da li je to potrebno nanotehnologija lijek? Pozitivan odgovor na to pitanje je jednostavan - itekako potreban! I, iznad svega, jer omogućuju dijagnostičkih i terapijskih mjera na staničnoj i makromolekula razini, a ne po „zaklonjen” utjecaj na cijelo tijelo, kao što se sada događa u većini slučajeva.

Nije tajna da tradicionalni oblici terapijskih intervencija u većini slučajeva - uz rijetke iznimke - može se usporediti sa snimanja iz pištolja na vrabaca. To usprkos činjenici da je jezgra, uključujući i patološka, ​​biokemijskih i drugih procesa u tijelu, ne dolazi ni na lokalnoj razini organa ili tkiva, te na razini pojedinih stanica, molekula i atoma. I oni koji su nano-veličine. Na primjer, dimenzije širine nekih medicinske uključuju DNA - 2,5 nm virus - 100 nm, bakterije - 1000 nm, molekula lijekova (aspirin) - 1 nm.

Glavni identificirali niz područja primjene nanotehnologije u medicini. Među njima - ciljano djelovanje lijeka, udaljenu dijagnostiku i liječenje na razini nanometarskoj, medicinskih implantata. Do danas, opsežan popis bolesti koje se tretiraju na jedan način ili drugi uspješno primjenjuje nanotehnologije. Ovaj popis uključuje onkologije, kardiologije, endokrinologije Gastroenterology, bronhopulmonalne i drugih bolesti. Procjenjuje se da će do 2010. godine, a primjena nanotehnologije je stvorio oko 150 inovativne lijekove i njihova ugradnja u tijelo biološkog objekta.

Od nanobot do nanotweezers

Najveća očekivanja odnose se na stvaranju višenamjenskih medicinskih nanorobots posjeduju kemijske inertnosti, a može kretati unutar krvnih kapilara.

Tipični (baza) medicinski nanorobot namjerava ući u krvotok, izrađen od nanočestica veličine u rasponu od 1 do 100 nm, a veličina cijelog nanorobot ne prelazi 3000 nm (minimalna veličina kapilara). Prototip takvog nanobot je umjetni crvenih krvnih stanica (pod nazivom „respiratsitom”) stvorio R.Fraytasom. To je sferna nanorobot 1 mikrona. U respiratsita sadrži molekule kisika i ugljičnog dioksida u visokim (1000) atmosfera pritiska.

Umnožavanje funkciju prirodnih eritrocita, respiratsity imaju mnogo veću učinkovitost, budući da Blagodyarya visoki tlak kisika može sastojati od nekoliko stotina puta veće od prirodnih eritrocita. Injekcije 5 ml 50% -tne otopine respiratsitov kislorodosnabzhayuschuyu funkcijom može dati više od 5 litara krvi. Samo mislim da je to ukratko respiratsitov krvi će omogućiti osobi da bez vanjskog kisika od 15 minuta do 4 sata!

Nanotehnologija dopušta izmjenu droge kako bi se uklonili svoje alergijske i autoimune svojstva, zaštita od uništenja od strane probavnih enzima. Zahvaljujući posebno dizajniranoj nanotehnologija će napustiti tradicionalne kemoterapije i zračenja za rak, ima mnogo negativnih nuspojava.

U SAD-u, na primjer, stvorio nanogilzy - nositelji protiv raka antitijela imaju promjer od 20 puta manja od eritrocita. Nakon njihovo uvođenje u krvotok pod utjecajem infracrvenog zračenja se pretvara u toplinsku energiju koja lokalno razara stanice raka bez utjecaja na susjedne zdrave. Ispitivanje ove tehnologije u laboratorijskim miševima s tumora potvrdio učinkovitost metode (kao što je uništavanje kancerogenih zona u roku od 10 dana, s praćenjem novih centara ne pojavljuje).

Bilo je izvješća o uspješnom korištenju nanostupanjskim razgranatih polimera za liječenje očne ozljede i bolesti, osobito, za vraćanje funkcije disocijacije očnog trakta.

Jedna moguća izvedba lijeka na željeno mjesto u tijelu - je primjena kapsula s minijaturnim nanopores (uz pretpostavku da na primjer, da se na taj način će biti moguće riješiti problem fiziološki kontrolirano oslobađanje inzulina).

Provedeno u SAD studije su pokazale mogućnost izliječenja eksperimentialnogo miokarda kod miševa i zečeva uz pomoć nanotehnologije. Takav lijek je postignut davanjem lijeka na osnovi tvari sposobne za samoorganiziranje u duge i tanke nanovlaknima su ispunjeni i rana na srčanom mišiću.

Nanomaterijala se može koristiti i kao zamjena za druge (bolesno ili neispravne) tkiva.

Poznato je da u ljudskom tijelu postoji više od 50 vrsta nano-veličine biominerals formatu. Položen kliničko ispitivanje materijala „Syntekost” stvorio tijekom Instituta za geokemiju i mineralogije znanosti Ukrajine za uporabu kao implantat za zamjenu koštanog tkiva. Nanočestice će pridonijeti sigurnosti i pouzdanosti genske terapije. Oni se mogu koristiti za transport gena (bjelančevine) na željeno mjesto, a ne „upozoravanja” na stanice imunološkog sustava i time sprječava odbija zaštitni odgovor.

Uz korištenje nanotehnologije u medicini su usko povezani i stvaranje raznih uređaja za manipulaciju nanočestica pojedinačnih atoma i molekula, kao i nanotools. Primjeri za to mogu biti skeniranje sonde mikroskopa, nanocjevčice nanotweezers ...

Primjena nanotehnologije otvara široke mogućnosti za stvaranje Microlaboratory (laboratorij na čipu, tj laboratorij na čipu) koji omogućuju kvalitativno i kvantitativno određivanje različitih tvari, uključujući glukozu, antitijela itd

Revolucija u dijabetes?

Provedba nanobiotehnologija i otvara atraktivne izglede u području liječenje dijabetesa.

Među prioritetima u ovom području možete imenovati dva. Prije svega - ovo je značajan tehnike za poboljšanje presađivanje gušterače beta stanica, i na duži rok (možda u suradnji s metodama biogenih inženjering i matičnih stanica) - poticanje stvaranja novih, dobro funkcionira beta stanica. Drugi važan zadatak - pronaći i provoditi načine uvođenja neinektsionnyh egzogeni inzulin, pružajući zajamčena isporuka i asimilacije u tijelo su potrebne doze inzulina.

Jedna mogućnost presađivanje operabilan beta stanica gušterače (do gipotetitichesky, za željenu nanodevice još nije uspostavljena) osigurava da se u tu svrhu koristiti nanokapsule sadrže ove stanice. Pretpostavlja se da je uređaj ugrađuju u ljudsko tijelo su nano kapsule je da je razvoj i otpuštanje inzulina u krvotok kako bi se provesti automatski, ovisno o razini glukoze. Vjerojatno, ova metoda će riješiti problem i osigurati stabilnu točnost doziranja inzulina. Naravno, u rješavanju ovog problema ne može raditi bez posebnih nano-robota s on-board računalnih uređaja.

U literaturi postoje izvješća o stvaranju nanorobots (sa senzora i odašiljača) za oko praćenja sat glukoze u krvi. Njegove glavne komponente su izvor energije, kemijski senzor i odašiljač. Takvi uređaji omogućuju da odbije složene (često ponavljane 5-6 puta dnevno), otvor na koži i krvnih testova, kako bi se zakomplicirati živote pacijenata. Pretpostavlja se da je izlaz podataka, upozoravaju na hipo- i hipoglikcmicnc država, to će biti moguće provesti mobilni telefon.

U drugoj izvedbi kontinuirano praćenje razine glukoze u krvi koristeći nanotehnologiji je upotreba posebnih tinti za tetovaže (tinta) poroznog nanočestica 100-120 nm veličine, koji se mijenjaju boju ovisno o koncentraciji glukoze u tekućini koja sadrži istu količinu glukoze kao krvi. Međutim, eksperimentalna ispitivanja još nisu riješili ozbiljan problem ometanja korištenje takve metode - je duljina vremena reakcije prije pojave vidljive i jasne promjene boje.

Privukao pozornost australskoj studiji, izraelski i američki znanstvenici, čiji je cilj stvaranje zakrpe, kapsule, minijaturne kuglice i druge uređaje s netoksični silikon nanoiglamii koji će omogućiti lijek prodrijeti kroz kožu ili crijevni zid, bez oštećenja.

Zadatak - predvidjeti!

Uz nanotehnologiju su usko povezana i glavne nade u genskoj terapiji dijabetesa, u kojem se zahtijeva izvorni normalni geni su uvedeni u ekskorporalny stanični materijal, a zatim genetski obogaćena stanice se ubrizgava u pacijenta, gdje će se smiriti i rad u željenom fiziološkog mirovanja.

Prvo desetljeće dvadeset i prvog stoljeća pokazuje da smo izradu opipljive korake u tranziciji iz obrambenog medicine u medicini ofenzive, preventivni. Važnu ulogu u tom procesu pripada inovativnih tehnologija koje mogu dovesti čovječanstvo do provedbe dugo održati san - učinkovito lijek dijabetesa, i idealno - sve osloboditi svijet od ove strašne bolesti.

Profesor Ilya Nikberg - pogotovo za „NAM”

Sydney, Australija

Izvorni članak možete pronaći na službenim stranicama novina diaNovosti