Diaprognoz dacă nanotehnologia va ajuta diabet înfrângerea?

conținut

• Va nanotehnologiile la beat diabetul?
• Ce ne așteaptă în medicină
• De la nanobot la nanotweezers
• Revoluția în diabet?
• Sarcina - de a anticipa!

Va nanotehnologiile LA BEAT DIABETUL?

Cu toate acestea, progresul științific necontrolat dă motive să fie optimist pentru a prezice în continuare realizări semnificative în domeniul medicinii, inclusiv în domeniul diabetolog. Cel mai realist dintre ele pentru a rezolva problemele diabet Ele sunt noua nanotehnologie, utilizarea de celule stem și de inginerie nutrienți.

Nanos - înseamnă "pitic" ...

Începutul etapei moderne a nanotehnologiei este considerat a fi performanța celebrului om de știință american Richard Feynman cu un titlu oarecum neobișnuită a raportului: „Există o mulțime de cameră de la partea de jos» ( «Există o mulțime de cameră în partea de jos»), realizat în 1959 la Institutul de Tehnologie din California. Ideea raportului a fost de a justifica posibilitatea mișcării mecanice a atomilor și moleculelor cu mijloace comparabile (aproximative a) dispozitive de mici dimensiuni.

lingvistică bază pentru termenul „nanotehnologie“ a fost prefixul „nano“ (de la Platoul Nanos cuvântul grecesc - pitic, gnome). Acest prefix este utilizat în Sistemul Internațional de Unități ca un factor egal cu 109 (o miliardime dintr-un metru, o milionime de milimetru, nm nanometri). Despre dimensiunea MICROZONA această lungime poate fi judecat din faptul că sunt dispuse aproximativ 10-12 atomi. nanomateriale în consecință, în înțeleg materialele moleculare (okolomolekulyarnyh) dimensiuni.

Este surprinzător, dar nanotehnologie fără a cunoaște bazele științifice ale acestor procese, utilizate în lumea antică. Acestea au fost un amestec de funingine-apă pentru fabricarea unui lichid de cerneală cu compusul de oxigen din fier pentru producerea de vopsele, unele produse cosmetice si detergenti (nano-micelii sunt formate într-o soluție de săpun) ... așa cum reiese și cercetările moderne, aplicate de grecii antici și localnici Australia de colorare a părului și aplicarea Colorant marțiale, care au un efect de colorare persistente și prelungită, conțin nanoparticule.

În timp ce dezvoltarea și adoptarea pe scară largă a întregului spectru al nanotehnologiei - este viitorul mai îndepărtat, chiar și acum utilizarea lor a creat o varietate de materiale grele, medicamente originale si eficiente pentru a construi nano-precursori, nanorobots si alte microdevices si materiale.

Cu nanotehnologia și PIN-ul speranțele lor pe o creștere substanțială a abilităților mentale umane. Dispozitivul de dimensiuni nanometrice (8,000-10,000 microni) este capabil de a stoca în memoria sa informațiile echivalente cu fondul de una dintre cele mai mari biblioteci din lume - Biblioteca Congresului SUA. Se presupune că implantarea unui astfel de dispozitiv în creierul uman ar crește în mod semnificativ cantitatea de informații care pot fi stocate în memoria umană. Aici ei pot crea gnomi mici!

Ce ne așteaptă în medicină

Desigur, astăzi una dintre cele mai importante și promițătoare aplicații ale nanotehnologiei este medicament.

Uneori, pune întrebarea dacă este nevoie de Nanotehnologie medicament? Un răspuns pozitiv la această întrebare este simplu - foarte mult nevoie! Și, mai presus de toate, pentru că acestea permit măsurile de diagnostic și terapeutice la nivel celular și macromoleculară, mai degrabă decât de impact „unsighted“ pe întregul corp, așa cum se întâmplă acum, în cele mai multe cazuri.

Nu este nici un secret faptul că formele tradiționale de intervenții terapeutice, în cele mai multe cazuri - cu rare excepții - pot fi comparate cu tragere de arme pe vrăbii. Aceasta în ciuda faptului că nucleul, inclusiv procese patologice, biochimice și altele în organism, nu apar chiar și la un nivel de organ sau țesut local, iar nivelul celulelor individuale, molecule și atomi. Și cei care sunt de dimensiuni nano. De exemplu, dimensiunile unele medicale includ lățime ADN - virus 2,5 nm - 100 nm, bacterii - 1000 nm, molecula de medicamente (aspirina) - 1 nm.

Principalele identificat o serie de domenii de aplicare a nanotehnologiei in medicina. Printre ei - vizate de livrare de droguri, de diagnosticare la distanta si tratament la nivel de nanometri, implanturi medicale. Până în prezent, o listă extinsă de boli care sunt tratate într-un fel sau altul nanotehnologie aplicat cu succes. Această listă include oncologie, cardiologie, endocrinologie, gastroenterologie, bronhopulmonar și alte boli. Se estimează că, până în 2010, cu aplicarea nanotehnologiei a fost creat aproximativ 150 de medicamente inovatoare și încorporarea lor în corpul unui obiect biologic.

De la Nanobot la nanotweezers

Cele mai mari așteptări sunt legate de crearea de nanorobots medicale multifuncționale care au inerției chimice, și se pot deplasa în interiorul capilarelor sanguine.

Tipic (baza) nanorobot medicale destinate să pătrundă în fluxul sanguin, este construit de dimensiuni de nanoparticule variind de la 1 la 100 nm, iar dimensiunea întregii nanorobot nu depășește 3000 nm (dimensiunea minimă de capilare sanguine). Prototipul unui astfel de Nanobot este o celulă artificială roșii din sânge (numite „respiratsitom“) a creat R.Fraytasom. Este o sferic nanorobot 1 micron. respiratsita In interior contine molecule de oxigen și dioxid de carbon la presiune ridicată (1000 atmosfere).

Duplicarea funcția de eritrocite naturale, respiratsity au o eficiență mult mai mare, deoarece Blagodyarya de oxigen de înaltă presiune poate cuprinde mai multe sute de ori mai mare decât eritrocite naturale. Injecțiile cu 5 ml dintr-o funcție kislorodosnabzhayuschuyu soluție respiratsitov 50% poate oferi mai mult de 5 litri de sânge. Gândește-te că într-un sânge respiratsitov scurt va permite persoanei să facă fără oxigen extern de la 15 minute până la 4 ore!

Nanotehnologia permite modificarea medicamente pentru a elimina alergen și proprietățile lor autoimune, de protecție de la distrugere de către enzimele digestive. Datorită unei nanotehnologiei special concepute va fi să renunțe la chimioterapie traditionale si radioterapie pentru cancer, are multe efecte secundare negative.

În Statele Unite, de exemplu, a creat nanogilzy - purtători de anticorpi împotriva cancerului având un diametru de 20 de ori mai mică decât cea a eritrocitelor. După introducerea lor în fluxul sanguin sub influența radiațiilor infraroșii este transformată în energie termică, care distruge celulele canceroase la nivel local, fără a afecta adiacente sanatoasa. Testarea acestei tehnologii la soareci de laborator cu tumori canceroase au confirmat eficacitatea metodei (așa cum a fost distrugerea zonelor canceroase in termen de 10 zile, cu o continuare a noilor centre nu apare).

Au fost raportate cazuri de utilizarea cu succes a polimerilor ramificați nanoscale pentru tratamentul leziunii oculare si a bolii, în special, pentru a restabili funcțiile de disociere a tractului optic.

Un posibil exemplu de realizare a administrării medicamentului la locația dorită a corpului - este utilizarea capsulelor miniaturale cu nanopori (presupunând de exemplu, că în acest mod va fi posibil pentru a rezolva problema de eliberare controlată fiziologic de insulină).

Efectuat în studiile din SUA au demonstrat posibilitatea de a cura eksperimentialnogo infarct la șoareci și iepuri cu ajutorul nanotehnologiei. O astfel de vindecare a fost realizată prin administrarea medicamentului pe baza substanțelor capabile de auto-organizare în o nanofibre lungi și subțiri sunt umplute și înfășurate în mușchiul cardiac.

Nanomaterialele poate fi folosit, de asemenea, ca un substitut pentru alte persoane (bolnave sau defecte) țesuturi.

Este cunoscut faptul că în corpul uman există mai mult de 50 de tipuri de format Biominerale de dimensiuni nano. A trecut un material clinic de testare „Syntekost“ create în timpul Institutul de Geochimie și mineralogice de Științe a Ucrainei pentru a fi utilizate ca un implant pentru înlocuirea țesutului osos. Nanoparticulele vor contribui la securitatea și fiabilitatea terapiei genice. Ele pot fi folosite pentru a transporta gene (proteine) într-o locație dorită, nu „alertare“ celulele sistemului imunitar si prevenind astfel acesta respinge un răspuns protector.

Prin utilizarea nanotehnologiei in medicina sunt strâns legate și crearea de diverse dispozitive pentru manipularea nanoparticulelor atomi si molecule individuale, precum și nanotools. Exemple de acest lucru ar putea fi sonda de scanare microscoape, nanotuburi nanotweezers ...

Aplicarea nanotehnologiei deschide largi posibilități pentru crearea Microlaboratory (laborator pe un cip, adică de laborator pe un cip), care permit determinarea calitativ și cantitativ diferite substanțe, inclusiv glucoza, anticorpi etc.

Revoluția în diabet?

Punerea în aplicare a nanobiotehnologiei și deschide perspective atractive în domeniul tratamentul diabetului zaharat.

Printre prioritățile din acest domeniu puteți numi doi. Mai întâi de toate - aceasta este o îmbunătățire semnificativă tehnici replantarea celulele beta pancreatice, și pe termen lung (probabil în legătură cu metodele de celule de inginerie și stem biogene) - stimularea creării de noi, care funcționează bine celulele beta. A doua sarcină importantă - să găsească și să pună în aplicare modalități de introducere neinektsionnyh insulină exogenă, furnizarea de livrare garantată și asimilarea în organism au nevoie de doze de insulină.

O opțiune replantarea celulele beta pancreatice operabil (până gipotetitichesky, pentru nanodevice dorit nu este încă stabilită) prevede utilizat pentru acest scop nanocapsules care conțin aceste celule. Se presupune că dispozitivul este implantat în corpul uman nanocapsulele este că dezvoltarea și eliberarea de insulina in sange pentru a fi efectuate în mod automat, în funcție de nivelul de glucoză. Probabil, această metodă va rezolva problema și asigură o precizie de dozare stabilă de insulină. Desigur, în rezolvarea acestei probleme nu se poate face fără nano-roboți speciale cu dispozitive de calcul de la bord.

În literatura de specialitate există rapoarte cu privire la crearea nanorobots (cu senzori chimici și un transmițător) pentru monitorizarea în jurul ceasului de glucoză din sânge. Componentele sale principale sunt o sursă de energie, un senzor chimic și un emițător. Aceste dispozitive permit să refuze greoaie (de multe ori repetate de 5-6 ori pe zi), puncția pielii și testele de sânge, pentru a complica viata pacientilor. Se presupune că producția de informații, de avertizare a statelor hipo- și hiperglicemice, va fi posibil pentru a efectua telefonul mobil.

În altă variantă de realizare monitorizarea continuă a nivelului glucozei din sange cu ajutorul nanotehnologiei este utilizarea de cerneluri speciale pentru tatuaje (cerneala) de nanoparticule poroase 100-120 nm în dimensiune, care își schimbă culoarea în funcție de concentrația de glucoză în lichidul interstițial care conține aceeași cantitate de glucoză din sânge. Cu toate acestea, studiile experimentale nu au rezolvat încă problema gravă care împiedică utilizarea unei astfel de metode - este durata de timp de reacție, înainte de apariția schimbare a culorii vizibile și clare.

A atras atenția studiului australian, oamenii de stiinta israelieni si americani, cu scopul de a crea patch-uri, capsule, bile miniaturale și alte dispozitive cu nanoiglamii de siliciu non-toxice, care va permite medicamentului să penetreze prin piele sau peretele intestinal, fără a le deteriora.

Sarcina - de a anticipa!

Cu nanotehnologie sunt strâns legate și speranța principal în terapia genică a diabetului zaharat, in care genele normale originale solicitate sunt introduse în ekskorporalny material celular, iar celulele apoi îmbogățiți genetic sunt injectate in pacient, în cazul în care acestea se vor așeza și lucra în mod fiziologic dorit.

Primul deceniu al secolului XXI arată că facem pași concrete în tranziția de la medicina defensivă la ofensivă medicamente, preempțiune. rol important în acest proces aparține tehnologiilor inovatoare, care pot aduce omenirea la punerea în aplicare a vis a avut loc lung - pentru eficient diabetul cura, și în mod ideal - toate scape lumea acestei boli teribile.

Profesorul Ilia Nikberg - în special pentru „NAM“

Sydney, Australia

Articolul original poate fi găsit pe site-ul oficial al ziarului diaNovosti