Последните постижения в нанотехнологиите, казват учените, биха могли да бъдат много полезни в борбата срещу рака. Противораково лекарство е разработено директно към мишената - към клетки, засегнати от злокачествен тумор. Нова система, базирана на материал, известен като биосиликон. Наносилицийът има пореста структура (десет атома в диаметър), в която лесно могат да бъдат вградени лекарства, протеини и радионуклиди. След като е постигнал целта, биосиликонът започва да се разпада и доставените му лекарства се вземат на работа. Освен това, според разработчиците, нова системави позволява да коригирате дозата на лекарството.

През последните години служителите на Центъра за биологични нанотехнологии работят по създаването на микросензори, които ще се използват за откриване на ракови клетки в тялото и борба с това ужасно заболяване.

Нова техника за разпознаване на раковите клетки се основава на имплантирането на малки сферични резервоари, изработени от синтетични полимери, наречени дендримери (от гръцки дендрон - дърво) в човешкото тяло. Тези полимери са синтезирани през последното десетилетие и имат фундаментално нова, твърда структура, която наподобява структурата на корали или дърво. Такива полимери се наричат ​​хиперразклонени или каскадни. Тези от тях, при които разклоняването е редовно, се наричат ​​дендримери. В диаметър всяка такава сфера или наносензор достига само 5 нанометра - 5 милиардни от метър, което прави възможно поставянето на милиарди такива наносензори на малка площ от пространството.

Веднъж попаднали в тялото, тези малки сензори проникват в лимфоцитите - белите кръвни клетки, които осигуряват защитата на организма срещу инфекции и други болестотворни фактори. С имунния отговор на лимфоидни клетки към определено заболяване или условия на околната среда - настинка или излагане на радиация, например - протеиновата структура на клетката се променя. Всеки наносензор, покрит със специални химически реактиви, ще свети с такива промени.

За да видят този блясък, учените ще създадат специално устройство, което сканира ретината. Лазерът на такова устройство трябва да открие сиянието на лимфоцитите, когато преминават един по един през тесните капиляри на фундуса. Ако в лимфоцитите има достатъчно маркирани сензори, ще е необходимо 15-секундно сканиране, за да се открие увреждане на клетката, казват учените.

Тук се очаква най -голямото въздействие на нанотехнологиите, тъй като то засяга самата основа на съществуването на обществото - човека. Нанотехнологиите достигат такова измерено ниво на физическия свят, при което разграничението между живо и неживо става нестабилно - това са молекулярни машини. Дори вирусът отчасти може да се счита за жива система, тъй като съдържа информация за неговата конструкция. Но рибозомата, макар да се състои от същите атоми като цялата органична материя, не съдържа такава информация и следователно е само органична молекулярна машина. Нанотехнологиите в напредналата си форма включват изграждането на нанороботи, молекулярни машини с неорганичен атомен състав, тези машини ще могат да изграждат своите копия, разполагайки с информация за такава структура. Следователно границата между живо и неживо започва да се размива. Към днешна дата е създаден само един примитивен ходещ ДНК робот.

Наномедицината е представена от следните възможности:

• 1. Лаборатории на чип, целенасочено доставяне на лекарства в организма.
• 2. ДНК - чипове (създаване на отделни лекарства).
• 3. Изкуствени ензими и антитела.
• 4. Изкуствени органи, изкуствени функционални полимери (заместители на органични тъкани). Тази посока е тясно свързана с идеята за изкуствен живот и в бъдеще ще доведе до създаването на роботи с изкуствено съзнание и способни да се самолекуват на молекулярно ниво. Това се дължи на разширяването на концепцията за живота отвъд органичното
• 5. Нанороботи-хирурзи (биомеханизми, извършващи промени и необходими медицински действия, разпознаване и унищожаване на ракови клетки). Това е най -радикалното приложение на нанотехнологиите в медицината ще бъде създаването на молекулярни нанороботи, които могат да унищожат инфекции и ракови тумори, да възстановят увредената ДНК, тъканите и органите, да дублират цялата система за поддържане на живота на тялото и да променят свойствата на тялото.

Разглеждайки отделен атом като тухла или „детайл“, нанотехнологиите търсят практически начини за проектиране на материали с определени характеристики от тези части. Много компании вече знаят как да сглобят атоми и молекули в някаква структура.

В бъдеще всички молекули ще бъдат сглобени като детски конструктивен комплект. За това се планира използването на нанороботи (наноботове). Всяка химически стабилна структура, която може да бъде описана, всъщност може да бъде изградена. Тъй като нанобот може да бъде програмиран за изграждане на всяка структура, по -специално за изграждане на друг нанобот, те ще бъдат много евтини. Работейки в огромни екипи, наноботите ще могат да създават всеки обект с малко разходи и висока точност. В медицината проблемът с използването на нанотехнологиите е необходимостта от промяна на структурата на клетката на молекулярно ниво, т.е. за извършване на "молекулярна хирургия" с помощта на наноботове. Очаква се да се създадат молекулярни роботизирани лекари, които да могат да „живеят“ вътре в човешкото тяло, премахвайки всички възникнали щети или предотвратявайки появата на такива. Чрез манипулиране на отделни атоми и молекули наноботите могат да поправят клетките. Очакваната дата за създаване на роботизирани лекари, първата половина на XXI век.

Въпреки сегашното състояние на нещата, нанотехнологиите като кардинално решение на проблема със застаряването са повече от обещаващи.

Това се дължи на факта, че нанотехнологиите имат голям потенциал за търговско приложение в много индустрии и съответно, в допълнение към сериозното държавно финансиране, изследванията в тази посока се извършват от много големи корпорации.

Възможно е след подобрение да се гарантира " вечна младост„Наноботите вече няма да са необходими или те ще бъдат произведени от самата клетка.

За да постигне тези цели, човечеството трябва да реши три основни въпроса:

• 1. Проектирайте и създайте молекулярни роботи, които могат да поправят молекули.
• 2. Проектирайте и създайте нанокомпютри, които ще контролират наномашините.
• 3. Създайте пълно описание на всички молекули в човешкото тяло, с други думи, създайте карта на човешкото тяло на атомно ниво.

Основната трудност при нанотехнологиите е проблемът със създаването на първия нанобот. Има няколко обещаващи начина.

Един от тях е да се подобри сканиращият тунелен микроскоп или микроскоп с атомна сила и да се постигне позиционна точност и сила на захващане.

Друг начин за създаване на първия нанобот е чрез химически синтез. Може би проектиране и синтезиране на гениални химически компоненти, които са способни да се сглобяват самостоятелно в разтвор.

И друг път води през биохимията. Рибозомите (вътре в клетката) са специализирани наноботи и можем да ги използваме за създаване на по -универсални роботи.

Тези наноботи ще могат да забавят процеса на стареене, да лекуват отделни клетки и да взаимодействат с отделни неврони.

Работата по изследването започна сравнително наскоро, но темпът на открития в тази област е изключително висок, мнозина смятат, че това е бъдещето на медицината.

Науката върви напред със скокове и граници. Бързото развитие на технологиите направи възможно създаването на приложения и устройства, които са в състояние да отворят безкрайни възможности в различни области на медицината. Използвайки нанотехнологиите в медицината, човек все повече се доближава до разбирането какви процеси протичат в тялото му, както на клетъчно или молекулярно ниво, така и на атомно ниво или на наноразмер.

Наноботите са следващото поколение наномашини. Те могат да усетят и да се адаптират към промените в заобикалящата ги среда, да правят сложни изчисления, да общуват, активно да се движат, да се събират на молекулярно ниво, да правят ремонти или дори да имат потомство. Такава напреднала нанотехнология има огромен потенциал за използване в медицината.

Нанокомпютри. Това са машините, които дават възможност за управление на нанороботи. Желанието за създаване на нанокомпютри, както и желанието за производство на квантови изчисления, отварят безкрайни възможности за използване на нанотехнологиите в медицината.

Ето само няколко примера за това как нанотехнологиите се използват в медицината:

1. Регенерация на клетъчно ниво. Повредените клетки в тялото често са невъзможни или много трудни за възстановяване, тъй като са много малки. Нанотехнологиите в медицината обаче позволяват да се наруши това правило. Наноботите, както и други устройства, могат да се използват за манипулации, които трябва да се извършват на молекулярно ниво за възстановяване на клетките.
2. Болести на сърдечно -съдовата система. Има реална възможност да научите как да използвате нанотехнологиите в сърдечната медицина. По -специално, нанороботите могат да изпълняват много функции, като например възстановяване на увредената сърдечна тъкан.Друго приложение на нанотехнологиите в медицината е да почиства артериите от атеросклеротични плаки и да елиминира други видове проблеми.
3. Лечение на рак. Първите стъпки, при които нанотехнологиите са били използвани в раковата медицина, вече са предприети и са имали голям успех. Функционалността на някои наноустройства им позволява най -точно да насочват и унищожават раковите клетки, без да навредят на здравите клетки, които ги заобикалят.
4. Стареене. Нанотехнологиите в медицината могат да се използват за премахване на някои от признаците на наближаване на старостта.Например, лазерната технология може да повлияе на появата на свързани с възрастта промени в кожата, като петна, линии или бръчки. В близко бъдеще, благодарение на мощните нанотехнологии, няма да е възможно напълно да се премахнат подобни симптоми в медицинския център.
5. Имплантиране на устройства. Имплантите, които в момента се използват от традиционната медицина, ще бъдат заменени с въвеждането на нанороботи в тялото за създаване на необходимите структури в тялото.
6. Нанопинцети. Това устройство е друг отличен пример за това как нанотехнологиите могат да бъдат използвани в медицината. Той е предназначен за работа с наноструктури. Нанопинцетите могат да се използват за преместване на наноустройства в тялото или за позициониране на такива устройства преди инсталирането. Като правило, нанотръби се използват за изграждане на нанопинцети.
7. Доставка на лекарства и лекарства. Автоматичните устройства, които доставят лекарства до тялото, увеличават съгласуваността между неговите системи, тъй като осигуряват точната система, която се нуждае от тях с лекарствата. Подобни нанотехнологии в медицината позволяват да се програмират системи за доставка, така че да освобождават определени лекарства в точното време и без възможност за човешка грешка.
8. Виртуална реалност. Нанотехнологиите в медицината улесняват лекарите да изучават човешкото тяло чрез използването на инжекции с наноботи. Създадената виртуална реалност помага на медицинските работници да направят някои сложни операции по -„реалистични“
9. Костна регенерация. Използването на нанотехнологии помага за ускоряване на регенерацията на костите. Наночастиците имат различни химичен съставможе да се свърже костна тъкани дори помагат в случаи на увреждане на гръбначния мозък.
10. Генна терапия. Нанотехнологиите в медицината също се използват за проникване в човешкото тяло, за да се направят корекции в неговия геном. Това в резултат ще направи възможно излекуването на всякакви генни заболявания.
11. Стволови клетки. Нанотехнологиите в медицината могат да помогнат на зрелите стволови клетки да се трансформират във всеки желания тип клетки. Изследвания върху мишки показват възможността за използване на нанотръби за превръщане на възрастни стволови клетки във функциониращи неврони.
12. Визуализация. Използването на нанотехнологиите в медицината дава възможност за бързо получаване на специфичен и много точен образ. Молекулярното изображение може да подобри диагностиката на различни заболявания.
13. Диабет. Събирането на кръв за измерване на кръвната захар става ненужно, ако в медицината се използват нанотехнологии като лещи. Те дават възможност да се определи наличието на захар в кръвта чрез промяна на цвета им.
14. Хирургия. Такова изобретение модерен свят, като роботизирани хирурзи днес няма да изненадате никого. Докато нанохирургията е обещаваща индустрия за използването на някои лазери, наноустройствата са програмирани да извършват хирургични операции.
15. Епилепсия. Това е друг проблем, за който нанотехнологиите се използват в медицината. Разработват се наночипове, които могат да контролират гърчовете при епилептици. Те са предназначени да улавят сигналите, давани от мозъка, да ги анализират и да коригират настройките на мозъка, така че да улеснят контрола на припадъците.
16. Сензорна обратна връзка. Наночиповете могат да помогнат на хора, които са загубили способността да усещат собственото си тяло, като прихващат електрическите импулси и ги интерпретират.
17. Управление на протези. Нанотехнологиите в протетичната медицина също намират своето достойно място. Те помагат на мозъка да се справи с управлението на протези. Вече има достатъчно примери, когато за тази цел са използвани наночипове.
18. Медицински контрол. Благодарение на използването на нанотехнологиите в медицината стана възможно да се контролира състоянието на системите на тялото. Имплантираните в тялото наночипове могат да следят здравословното състояние и да изпращат получената информация до компютър или друго електронно устройство.
19. Медицински доклади: В допълнение към наблюдението на собствените системи на тялото, нанотехнологиите в медицината могат да се използват за изпращане на информационни съобщения до доставчици, предоставящи медицински услугикато по този начин се повишава ефективността на електронните медицински досиета.
20. Предотвратяване на болести Нанотехнологиите в медицината всъщност могат да предотвратят появата на различни заболявания. Така че наноустройствата, ако са правилно програмирани, могат да помогнат за избягване на много заболявания, като идентифицират проблеми, преди да се превърнат в сериозни. Те също могат да помогнат за предотвратяване на появата на хронично заболяване.
21. Пренатална диагностика. Нанотехнологиите се използват в медицината за пренатална диагностика. Наноустройствата могат да проникнат в матката или дори в самия плод, без да причиняват никакви щети. По този начин те са в състояние да помогнат за идентифициране и премахване на фетални проблеми, които възникват, докато са още в утробата.
22. Индивидуална медицина.С възможност за адаптиране към генома на всеки човек, нанотехнологиите в медицината позволяват най -точното предписване на лечението, както и определяне на неговия ход, като се вземат предвид индивидуалните нужди на организма.
23. Изследвания: Нанотехнологиите в медицината позволяват бързо да се напредват медицинските изследвания, като се предоставят необходимите инструменти за това, благодарение на които човек научава нови неща за функционирането и изграждането на тялото си. И благодарение на изследванията, проведени в областта на химията и физиката, нанотехнологиите в медицината могат да осигурят на човешкото тяло необходимия строителен материал.

05 октомври 2009 г.

Медицина и фармацевтика в нано света

Редакторите на STRF продължават да публикуват материали за нанотехнологиите. Този път ще се съсредоточим върху наномедицината, която през последните години се развива с изключително бързи темпове и привлича вниманието на всички не само с чисто реалните си постижения, но и със своя социален принос.

Нанотехнологиите са интердисциплинарна област на фундаментални и приложна наукаи технология, която е съвкупност от теоретични обосновки, техники и методи, използвани при изследването, проектирането, производството и използването на наноструктури, устройства и системи, включително целенасочен контрол и промяна на формата, размера, взаимодействието и интегрирането на съставните им елементи от наноразмер. (около 1-100 nm), за получаване на обекти с нови химични, физични, биологични свойства.

По принцип нанотехнологиите ще позволят да се създадат абсолютно всякакви обекти чрез манипулиране на отделни атоми на дадено вещество. Като замени други технологии, това ще позволи не само да победи стареенето и болестите, но и ще осигури на човечеството фантастично материално богатство. На практика нанотехнологиите в медицината, фармацевтиката и свързаните с нея области днес решават следните основни задачи:

• Създаване на твърди частици и повърхности с променена молекулна структура. На практика това ще даде метали, неорганични и органични съединения, нанотръби, биосъвместими полимери (пластмаси) и други материали, които имитират тъканите на живи организми, служещи като носители за доставка на лекарства или импланти.
• Разработване на наноконтейнерни технологии за доставка на лекарствени средства за вектори.
• Синтез на нови химични съединения чрез образуване на молекули без химични реакции. В следващите 10–20 години това ще доведе до създаването на фундаментално нови лекарства, които синтетиката, фармацевтите и лекарите ще „проектират” въз основа на конкретно заболяване и дори конкретен пациент.
• Разработване на самовъзпроизвеждащи се (самовъзпроизвеждащи се) системи на базата на биоподобни-бактерии, вируси, протозои.
• Създаване на прецизни медицински наноманипулатори и диагностични устройства.

Разглеждайки отделен атом като част, нанотехнолозите разработват методи за конструиране на материали с определени характеристики от тези части. Много компании вече знаят как да сглобят атоми и молекули в някаква структура. В бъдеще всички молекули ще бъдат сглобени като детски конструктивен комплект, тъй като всяка химически стабилна структура, която може да бъде описана с подходяща формула, може да бъде изградена.

Развитие на наномедицината

Според каноничното определение на водещия учен в тази област, R. Freitas, наномедицината е: „проследяване, коригиране, проектиране и контрол на биологичните системи на човека на молекулярно ниво, като се използват разработените наноустройства и наноструктури“. По този начин в медицината перспективата за използване на нанотехнологиите в крайна сметка е необходимостта от промяна на структурата на клетката на молекулярно ниво, като се използват нанороботи или други нанотехнологии.

През последните години наномедицината се развива с изключително бързи темпове и привлича всеобщо внимание не само заради чисто реалните си постижения, но и заради социалния си принос. Този термин (който също отразява перспективата) днес означава използването на нанотехнологии при диагностицирането, мониторинга и лечението на заболявания.

Развитието на наномедицината е тясно свързано с революционния напредък в геномиката и протеомиката, които доближиха учените до разбирането на молекулярната основа на болестите. Наномедицината се развива, където данните за геномика и протеомика се комбинират с възможности за създаване на материали с нови свойства на нанометрично ниво.

Има 5 основни области на приложение на нанотехнологиите в медицината: доставяне на активни лекарства, нови методи и средства за лечение на нанометрово ниво, in vivo диагностика, in vitro диагностика, медицински импланти.

Мястото на лекарствата и биоактивните молекули в нанометровия свят

През 1959 г. известният американски физик -теоретик Р. Фейнман казва, че има „невероятно сложен свят с малки форми и някой ден (например през 2000 г.) хората ще се изненадат, че до 1960 г. никой не е взел сериозно изследванията на този свят. " Медицината и фармацевтиката са едно от най -важните практически приложения на работата на нанотехнолозите, тъй като описаният по -горе свят е светът на тези научни дисциплини. Именно тези размери са характерни за основните биологични структури - клетките, техните съставни части(органели) и молекули. За първи път идеята за използване на микроскопични устройства (които трябва да включват наночастици) в медицината е изразена от Р. Фейнман в неговата известна лекция „Има много място долу“. Но едва през последните години предложенията на Фейнман се доближиха до реалността, въпреки че, отбелязваме, те все още са далеч от микроробота, предложен от него, способен да проникне в сърцето през кръвоносната система, да извърши там операция на клапан и също така да извърши цял набор от такива процедури, които изумяват въображението.

Конкретизирайки изложените възгледи, днешните конкретни задачинанотехнологиите в медицината могат да бъдат разделени на няколко групи: наноструктурирани материали, включително повърхности с нанорелеф, мембрани с наноотвори; наночастици (включително фулерени и дендримери); микро- и нанокапсули; нанотехнологични сензори и анализатори; медицински приложения на сканиращи сондални микроскопи; наноинструменти и наноманипулатори; микро- и наноустройства с различна степен на автономност .

Тоест "нано" ( Гръцки- милиардна част), приложена към описаните обекти, предполага, че размерите им са в рамките на 10 -9 m, което съответства на нивата на биологична организация от атомна до субклетъчна. По този начин практически всички супрамолекулни (супрамолекулярни) комплекси, тоест образуването както на „малки“, така и на огромни органични молекули (в съвременната терминология - „гостоприемник“) с йонни или ковалентно изградени молекули („гост“). Съгласно вече установената традиция в биологичната и медицинската литература, наночастиците означават доста специфични (и най -вече изкуствено създадени) молекулни структури.

Тези възгледи днес изискват максимална конкретизация.

В рецензията си, публикувана само преди няколко дни (13 септември, списание Nature Nanotechnology, 2009, DOI: 10.1038 / nnano.2009.242), изследователи от САЩ и Франция настояват за преразглеждане на термина „наночастици“. Те смятат, че има нужда от по -точна систематизация на тези частици за по -нататъшни изследвания и практическо приложение в различни области. Не можем да не бъдем солидарни с тази гледна точка, въпреки че подобни предложения, отбелязваме, са се чували доста често и преди.

Ето например размерите (Таблица 1) на молекулите на някои вещества (молекули, частици) в нанометри:

Маса 1.

Вещество	Диаметър, nm
Азот	0.32
Вода	0.30
Водород	0.25
Хелий	0.20
Кислород	0.30
Серен (IV) оксид	0.34
Въглероден окис (IV)	0.33
Въглероден окис (II)	0.32
Хлор	0.37
Водороден хлорид	0.30
Размер на праховите частици	0,1-0,001 мм
Размер на частиците мъгла	0,01-0,001 мм
Браунов размер на частиците	40
Размер на молекулата на хемоглобина	0.4
Аминокиселини, нуклеотиди, монозахариди (мономери)	0.5-1
Протеини, нуклеинови киселини, полизахариди (макромолекули)	3-300
Малък протеин	4
Хромозома	1
Вируси	20-300
Органели	от 20
Рибозоми	около 20

Експертите изразяват най -важната идея, че приписването на нови обекти на наноматериали не трябва да се изгражда „сляпо според техния размер“ - а въз основа на това дали този размер води до появата на нови свойства на такива обекти.

Въпреки факта, че в много страни наноматериалите вече са намерили широко приложение дори в козметиката и слънцезащитните продукти, в същите страни няма ясни правила, регулиращи безопасното използване на наночастиците, докато е очевидно, че без ясно определение на понятието „наночастици“ ", появата на такива правила като цяло едва ли е подходящо да се очаква. Въпреки че съществува мнение, че нанообект трябва да се счита за всеки обект, чийто размер поне при едно от техните измервания ще бъде по-малък от 100 nm, в прегледа, публикуван в Природна нанотехнология,изследователите настояват за по -строга класификация.

Авторите на прегледа отбелязват, че е невъзможно просто да се класифицират наночастиците, „да се гребят всички под една и съща четка“, но добавят, че не всичко, което е „малко“, със сигурност е наноматериали. Възниква въпросът какви критерии трябва да се използват при систематизирането на наноматериалите? Прегледът разглежда различни физико -химични характеристики, които могат да бъдат в основата на предложената нова класификация. Например размерът на наносистемата влияе върху структурата на нейната кристална структура, което от своя страна определя реактивността на наночастиците и особеностите на тяхното взаимодействие с околната среда. Установено е например, че свойствата на наночастиците с размер 10-30 nm се различават значително от по -големите образувания.

Какво е това - нанотехнологиите във фармацевтиката?

Индустрията на целенасочено проектиране на нови лекарства или драг дизайн (лекарство - лекарство, дизайн - дизайн, конструиране) е пряко свързана с предмета на нанотехнологиите, тъй като взаимодействащите обекти - лекарството и мишената - са молекулярни обекти. Основните концепции, използвани в дизайна на плъзгане, са целта и лечението. Мишената е макромолекулна биологична структура, предполагаемо свързана с определена функция, нарушаването на която води до заболяване и върху която е необходимо да се окаже определено въздействие. Най -често срещаните мишени са рецепторите и ензимите. Лекарството е химично съединение (обикновено с ниско молекулно тегло), което специфично взаимодейства с мишената и по един или друг начин променя клетъчния отговор, генериран от мишената. Ако целта е рецептор, тогава лекарството най -вероятно ще бъде негов лиганд, тоест съединение, което специфично взаимодейства с активното място на рецептора. Например, F1-аденозин трифосфатаза (F1-АТФаза), която принадлежи към групата ензими, които осигуряват синтез на енергия във всички организми, включително процеса на фотосинтеза в растителните клетки. Диаметърът на молекулата на ензима е 10–12 nm.

Супрамолекулите са асоциации на две или повече химически частици, свързани чрез междумолекулни нековалентни връзки от фрагменти с геометрично и химично съответствие (допълване). Пренареждането на молекулите води до разнообразие от техните комбинации. Такива системи са предмет на изучаване на супрамолекулярна химия (този термин е предложен от Нобеловия лауреат Ж.М. Лен) и химия „домакин-гост“ и са малко проучени, въпреки че вече са създадени нови материали с уникални свойства тяхната основа. Например, използването на пореста структура, която играе ролята на „гостоприемник“ (а в други случаи тази роля обикновено се играе от органичен лиганд), дава възможност за обратимо настаняване на „гост“ в наноразмер за селективен транспорт и освобождаване на лекарства. Несъмнено супрамолекулярните структури са обещаващ обект на подробно изследване след нанокристали. В тези условия взаимодействието на целевите лекарства (с размер 1-10 nm) с биотаргет (протеин или система от протеини с размер до 100 nm) дава комплекс лиганд-биотаргет (на субстрат-рецептор или гост-гост тип), по всички известни признаци е супрамолекулна структура (супрамолекулен комплекс). Няма съмнение, че самите компоненти на такава система са структурни обекти на нанотехнологиите.

Продължавайки тези разсъждения, припомняме, че терапевтичният ефект от наномащаба на целево лекарство върху биотаргет може да се осъществи само при условие на образуване на надмолекулна наносистема „лиганд-биотаргет“ и само по време на съществуването на последния.

Тоест, разработването на целеви лекарства попада по -горе в определението за нанотехнологии, тъй като механизмът на тяхното действие се основава на целенасочено взаимодействие с биотаргета, отговорен за болестта. Това взаимодействие на наномащаб, което се осъществява чрез нековалентна (и координация, включително водород) химическа връзка между лекарството (лиганд) и протеина (мишена), която се изучава по време на разработването и определя селективността, ефективността и по -ниска токсичност на целевите лекарства в сравнение с предишното поколение лекарства, тоест подобрява потребителските свойства.

Нещо повече, по време на своето съществуване системата „лиганд-биотаргет“ по всичките си характеристики е биомашина, а резултатът от нейната работа ще бъде модифицирането на болестта (пълно или частично излекуване). По този начин ефективността на нанобиомашина зависи от силата и продължителността на свързване на компонентите на обсъждания комплекс, което за постоянна цел зависи изключително от свойствата на иновативно лекарство с целенасочен лиганд.

След това, формализирайки концепциите, може да се твърди, че нанотехнологиите във фармацевтиката са набор от методи и техники за изучаване, проектиране, производство и използване, чиито основни етапи трябва да бъдат разгледани:

• биологичен скрининг, тоест търсене на активни молекули (1–10 nm), взаимодействащи с биотаргет (протеин или система от протеини с размер до 100 nm).
• изследване на механизма на действие (търсене на биотаргет и идентифициране на механизма на взаимодействие на активна молекула с него).
• компютърно проектиране на потенциално активни съединения чрез изчисляване на енергиите на взаимодействие между кандидат -молекули и биотаргет (протеин) на разстояние от няколко нанометра, тоест изчисляване на възможните структури и положения на молекулите, съответстващи на минималната енергия на такова взаимодействие (динамично моделирането на което отнема около 24 часа на суперкомпютър с капацитет около 200 терафлопа).
• целенасочен контрол и промяна на формата, размера, взаимодействието и интегрирането на съставните наноразмерни елементи ("лиганд-биотаргет", около 1-100 nm), което води до подобряване или поява на допълнителни експлоатационни и / или потребителски характеристики и свойства на получените продукти (повишена ефективност, бионаличност, намаляване на токсичността и страничните ефекти на получените иновативни лекарства).
• производство на наноразмерни готови лекарствени форми (липозомни форми, биоразградими полимери, наночастици за насочен транспорт и др.).
• използването на целеви иновативни лекарства, които осигуряват ефект на наномащаб върху биотаргет, което води до терапевтичен ефект.

Бих искал да припомня думите, казани от академик В. Л. Гинзбург: „В същото време биологията, използвайки предимно все по -усъвършенствани физически методи, напредваше бързо и след дешифрирането на генетичния код през 1953 г. започна да се развива особено бързо. Днес биологията, особено молекулярната биология, зае мястото на водещата наука. Човек може да не се съгласи с такава терминология и по същество маловажно разпределение на „местата“ в науката. Искам само да подчертая факти, които не се разбират от всички физици, особено в Русия. За нас физиката остава въпрос на живот, млад и красив, но за човешкото общество и неговото развитие биологията е заела мястото на физиката ”.

Системи за доставка на биологично активни вещества

Един от най -простите и ефективни начинидоставката на лекарствени молекули до човешкото тяло е трансдермална (през кожата). Точно поради своята простота, няма теоретични забрани за доставянето по този начин на повечето от известните биологично активни съединения, независимо от тяхното молекулно тегло (размер) или физически химични свойства... Независимо от това, за описаните по -долу нанотранспортери, трансдермалният метод се счита за един от възможните начини за транспортиране на нанообекти. (Фигурата показва наночастици, използвани за доставяне на терапевтични молекули: 1 - липозома и аденовирус; 2 - полимерна наноструктура; 3 - дендример; 4 - въглеродна нанотръба

Различни еднокомпонентни и многокомпонентни липозомиобразувани в липидни разтвори. Липозомите с размер не повече от 20-50 nm, които се използват като средство за доставка на лекарство до биологична мишена, могат да представляват интерес за практически цели. В допълнение, самата природа е подготвила предварително голям набор от наночастици, например вируси... Със сигурност лекуваните аденовируси могат ефективно да се използват за трансдермална ваксинация. Изкуствените биогенни наночастици, способни за целенасочена доставка, в допълнение към липозомите, включват и липидни нанотръби , липидни наночастици и наноемулсии, някои циклични пептиди, хитозани, наночастици нуклеинова киселина.

Бактериите като нанобиомашинидоставяне на лекарства. Вече е доказано, че бактериите могат да се използват като средство за целенасочено доставяне на лекарството в болните тъкани. Експерти пуснаха MC-1 бактерии в кръвта на плъховете. Тези бактерии могат да се движат бързо поради въртенето на техните жгутици, но освен това съдържат магнитни наночастици, което ги прави чувствителни към магнитното поле и ги принуждава да се движат по силовите линии. Такива силови линии могат да бъдат създадени, например, чрез устройство за магнитен резонанс. Изследователите смятат, че преди да се опитате да създадете изкуствени наномашини, които да могат да се движат през човешкото тяло, трябва да обърнете внимание на вече съществуващите същества на природата.

Наносферите и нанокапсулите принадлежат към семейството полимерни наночастици... Ако наносферите са твърди матрици, върху чиято полимерна повърхност се разпределя активното вещество, тогава в нанокапсулите полимерната обвивка образува кухина, пълна с течност. В резултат на това активното вещество се освобождава в тялото чрез различни механизми - от наносферите, освобождаването е експоненциално, а от нанокапсулите - става с постоянна скорост за дълго време. Полимерните наночастици могат да бъдат получени от естествени или синтетични полимери, които са полизахариди, полимолочни и полигликолови киселини, полилактиди, полиакрилати, акрилни полимери, полиетилен гликол (PEG) и неговите аналози и др. Полимерните материали се характеризират с набор от ценни свойства за лекарството транспорт, като биосъвместимост, биоразграждане на способностите, оперативна съвместимост.

Особен интерес представляват дендримери... Те представляват нов тип полимери с не обичайната линейна, а "разклонена" структура. Първата проба е получена през 50 -те години, а основните методи за синтеза им са разработени през 80 -те години. Терминът "дендримери" се появи по -рано от "нанотехнологиите" и в началото те не бяха свързани помежду си. Въпреки това, в последните времена, дендримерите все повече се споменават именно в контекста на техните нанотехнологични и наномедицински приложения. Дендримерите са уникален клас полимери, тъй като размерът и формата им могат да бъдат много точно определени при химичния синтез, което е изключително важно за наночастиците. Дендримери се получават от мономери чрез последователна конвергентна и дивергентна полимеризация (включително чрез използване на методи за синтез на пептиди), като по този начин се определя модела на разклоняване. Типични мономери, използвани в синтеза, са полиамидоамин и аминокиселината лизин. "Целевите" молекули се свързват с дендримери или чрез образуване на комплекси с повърхността им, или чрез дълбоко вмъкване между отделните им вериги. В допълнение, необходимите функционални групи могат да бъдат подредени стереоспецифично върху повърхността на дендримери, които ще взаимодействат с вируси и клетки с максимален ефект. Пример за създаване на активно вещество на базата на дендример е Vivigel, гел, способен да предпазва от HIV инфекция.

Сред въглеродните наночастици, образувани само от въглеродни атоми, най -широко разпространени фулерении нанотръби, които могат да бъдат получени с помощта на различни химични или физико -химични методи. Например, в промишлен мащаб, фулерените се получават чрез термично пръскане на сажди в атмосфера на инертен газ, при понижено налягане, в присъствието на катализатор. Според експертите фулерените могат да станат основа не само за системите за доставка, но и за нов клас лекарства. основна характеристика- тяхната рамкова форма: молекулите изглеждат като затворени, кухи вътре в „черупката“. Най -известната от карбоновите рамкови структури е фулеренът С 60, чието абсолютно неочаквано откритие през 1985 г. предизвика бум в изследванията в тази област ( Нобелова наградапо химия за 1996 г. е присъден на откривателите на фулерени). След разработването на метод за получаване на фулерени в макро количества, бяха открити много други, по-леки или по-тежки фулерени: вариращи от C 20 до C 70, C 82, C 96 и по-високи. Фулерените се използват за разработване на средства за доставяне на лекарства за лечение на HIV-инфектирани пациенти и пациенти с рак.

През 1991 г. отново - съвсем неочаквано (теоретиците не са предвидили съществуването им) са открити дълги цилиндрични въглеродни образувания, които получават имената нанотръби... Характеризират се с разнообразие от форми: големи и малки, еднослойни и многослойни, прави и спирални; уникална здравина, демонстрира цяла гама от най -неочаквани електрически, магнитни, оптични свойства. Всъщност нанотръбите могат да се използват като микроскопични контейнери за транспортиране на много химически или биологично активни вещества: протеини, отровни газове, горивни компоненти и дори разтопени метали. За нуждите на медицината нанотръбите имат важен повишен афинитет към липидните структури; те са в състояние да образуват стабилни комплекси с пептиди и ДНК олигонуклеотиди и дори да капсулират тези молекули. Комбинацията от тези свойства определя използването им под формата на ефективни системи за доставка на ваксини и генетичен материал.

ДА СЕ неорганични наночастици, един от най-важните класове наноносители, са съединенията на силициевия оксид, както и различни метали(злато, сребро, платина). Често такава наночастица има силициево ядро ​​и външна обвивка, образувана от метални атоми. Използването на метали дава възможност за създаване на носители с редица уникални свойства. По този начин тяхната активност (и по -специално освобождаването на терапевтичен агент) може да се модулира чрез термично излагане ( инфрачервено излъчване), както и промяна в магнитното поле. В случай на хетерогенни твърдофазни композити, например метални наночастици на повърхността на пореста основа, се появяват нови свойства поради тяхното взаимодействие.

Може би най -често срещаните платформени технологииса микрокапсулиране, както и технологии за получаване на матрица, многослойни, черупки таблетки и капсули. Например в Русия са разработени и сега се патентоват платформени технологии за създаване на наномащабни комплекси от активни вещества с биосъвместими и биоразградими синтетични и естествени полимери. Наноформулирането може да доведе до увеличаване на активността на лекарството с 2-4 пъти, както и до появата на по -изразени терапевтични свойства. В редица случаи вече се провеждат предклинични проучвания на известни лекарства в нови нанопакети (например таксол или нурофен с удължено действие). Технологиите на платформата за контролирано освобождаване на лекарства са от значение за целенасочената доставка на силно токсични противоракови лекарства. Традиционните онкологични лекарства са равномерно разпределени в тялото: те навлизат в огнищата на болестта и здравите органи. Проблемът може да бъде решен чрез целенасочено доставяне на лекарство заедно с биоразградим полимер - тогава лекарството не се освобождава незабавно, а тъй като полимерът се разгражда. Но има още по -напреднали методи за целенасочено доставяне на лекарства, използващи наночастици от генетичен материал, ДНК или РНК. Частици с размер около 200 нанометра или малко по -малки могат да избягат от кръвния поток само на местата на възпаление - където порите на капилярите са разширени.

Докато пътуват през кръвния поток, наночастиците могат да обраснат с протеини на кръвната плазма, които се абсорбират от имунните пазачи - макрофаги. За да се удължи времето на пребиваване на наночастиците в тялото, към тях са прикрепени полимерни вериги. Друг вариант е да се прикрепи към наночастица антителатуморни клетки, които знаят пътя към мишената, и антибиотик, който ще унищожи злокачествената формация. Например, учените проектират липозомно противораково лекарство, в което термочувствителните липозоми са увити в полимер и снабдени с антитела, които определят „адреса за доставка“.

Многобройни ваксинацииот всякакви заболявания са се превърнали в рутинна процедура, но самата техника практически не се е променила през последния век. В близко бъдеще спринцовките с антигенен разтвор ще бъдат заменени с нанотранспортери (с размери до 500 nm), способни да доставят антигени през кожата до имунните клетки, които се намират там. Доказано е, че използването на малки наночастици (само 40 nm) позволява доставянето на антигени директно през космените фоликули.

В същото време днешните системи за доставяне на активни вещества са свързани с рискове, т.е. странични ефекти... Нищо чудно, че фармацевтичният гигант Novartis, концернът Ciba и някои други големи компании са обвързали своите по -нататъшно развитиев тази посока само с биологично разградими наноносители.

Нанотерапия

Наномащабните молекули могат да се използват и като активни вещества. Едно от новите походи е смачкванеактивни лекарствени вещества до нанометрови размери - около половината от новите активни вещества, които в момента се разработват, се разтварят слабо, тоест те имат недостатъчна бионаличност.

Кристалите на активното лекарствено нано-вещество се състоят от активно вещество и се произвеждат под формата на суспензия (наносуспензия), която може да се прилага интравенозно, а за перорално приложение могат да се произвеждат гранули или таблетки. Това не изисква полимерна матрица, чието унищожаване, според някои учени, може да има токсичен ефект върху клетките. Типичният размер на нанокристалите е 200–600 nm. Едно от нанокристалните лекарства, въведени в клиничната практика през 2000 г., е Rapamune (Wyeth-Ayers Laboratories), имуносупресивно лекарство, използвано след трансплантация на органи. Термотерапия с наночастициизглежда има големи перспективи. Известно е, че когато почти инфрачервеното излъчване удари нанотръби, последните започват да вибрират и загряват веществото около тях. Ефективността на такава терапия се оказа много висока: при 80 процента от мишките, получили доза разтвор от многослойни нанотръби, раковите тумори в бъбреците напълно изчезнаха след известно време. Почти всички мишки в тази група оцеляха до края на проучването, което продължи около 9 месеца. В ход са клинични изпитвания на термотерапия за мозъчни тумори и рак на простатата. Изследователите установяват, че контактът на нанотръби с увредена костна тъкан при мишки ускорява регенерацията на костите и намалява вероятността от възпаление по време на лечението. По същия начин нанозлатните частици убиват микробите и разпознават и унищожават раковите клетки.

Наночастиците могат да се използват и за стимулиране вродени механизмирегенерация. Основният акцент тук е върху изкуственото активиране и контрол на стволови клетки за възрастни. Няколко постижения включват: амфифилни протеини, които подпомагат клетъчния растеж за възстановяване на увредения гръбначен мозък; покрития на области на мозъчен тумор с магнитни наночастици и чувствителни към ензими частици; сонди от наночастици за вътреклетъчно доставяне на лекарства и генна експресия, квантови точки, които откриват и определят количествено биомаркерите за рак на гърдата при хора.

Наноантителаса най-малката от известните понастоящем молекули, разпознаващи протеинови антигени (с размери 2 × 4 nm). Те са фрагменти (променливи домени) на специални еднодоменни антитела - те се състоят от димер само на една скъсена тежка верига имуноглобулин и са напълно функционални при липса на лека верига. След синтеза наноантителата вече са функционални и не изискват никакви пост-транслационни модификации. Това прави възможно незабавното им производство в бактериални клетки или дрожди, което прави начина на създаване на тези протеини много по -икономичен. Доста е лесно да се извършват всякакви манипулации на генното инженерство с наноантитела, например за създаване на по -ефективни комбинирани конструкции, които включват две или повече наноантитела, както и други протеинови домени или функционални групи. Такива антитела не съществуват в човешкото тяло и следователно няма адаптация към тях. По този начин става възможно да се заобиколят триковете на анормални, патологични клетки и микроорганизми, които са успели да се адаптират към човешката имунна система и да намерят слабо звено в тяхната защита.

Биологично активни добавки(Хранителни добавки), разработени с помощта на нанотехнологии, така наречените нанолекарства, са насочени към мощно подобряване на способностите на организма: от увеличаване на усвояването на активните хранителни компоненти до подобряване умствена дейности възможностите за концентрация са акцентът на съвременния пазар. Обществата за защита на потребителите обаче настояват за по -строг държавен контрол върху действителната безопасност и ефикасност на продуктите, които попадат на рафтовете на магазините.

За безопасността на нанотехнологиите в здравеопазването

Общият консенсус сред експертите е, че изследователите все още не са създали инструментите, необходими за 100% оценка на рисковете, свързани с нанотехнологиите в здравеопазването. Такива разработки са 3-5 години, а според някои оценки дори повече, изостават по отношение на реалното създаване на най-важните медицински наноматериали. Наноматериалите принадлежат към изцяло нов клас продукти и характеризирането на потенциалната им опасност за човешкото здраве и състоянието на околната среда е задължително във всички случаи. Наночастиците и наноматериалите притежават комплекс от физични, химични свойства и биологични ефекти (включително токсични), които често коренно се различават от свойствата на едно и също вещество под формата на непрекъснати фази или макроскопски дисперсии (Таблица 2).

Физико -химични особености на поведението на веществата в наноразмерно състояние	Промени във физичните и химичните свойства и биологичните (включително токсични) ефекти
Увеличаване на химичния потенциал на веществата на границата на голяма кривина	Промяната в топологията на връзката на атомите на повърхността води до промяна в техните химически потенциали, промяна в разтворимостта, реактивната и каталитичната способност на наночастиците и техните компоненти.
Висока специфична повърхност на наноматериали (на единица маса)	Увеличаването на адсорбционния капацитет, химическата реактивност и каталитичните свойства може да доведе до увеличаване на производството на свободни радикали и реактивни кислородни форми и по -нататъшно увреждане на биологичните структури (липиди, протеини, нуклеинови киселини, по -специално ДНК).
Малък размер и разнообразие от форми на наночастици	Възможно свързване с нуклеинови киселини (причиняващо образуването на ДНК адукти), протеини, включване в мембрани, проникване в клетъчните органели и в резултат на това промяна във функцията на биоструктурите. Процесите на пренасяне на наночастици в околната среда с въздушни и водни потоци, натрупването им в почвата, дънните утайки също могат значително да се различават от поведението на частици от по -големи вещества.
Висока адсорбционна активност	Възможна е адсорбция на различни замърсители върху наночастици и улесняване на транспортирането им в клетката, което рязко увеличава токсичността на последната. Много наноматериали имат хидрофобни свойства или са електрически заредени, което засилва процесите на адсорбция върху тях на различни токсични вещества и способността на последните да проникнат през бариерите на тялото.
Голям капацитет за съхранение	Възможно е поради малкия си размер наночастиците да не бъдат разпознати от защитните системи на организма, да не претърпят биотрансформация и да не се екскретират от тялото, което води до натрупване на наноматериали в растителни и животински организми, както и в микроорганизми, за предаване по хранителната верига и в резултат на това - за увеличаване на приема им в човешкото тяло

Добре дошли в клетката

Думата "нано" бързо става модерна. Особено сред рекламодателите и пиарците: те вече са измислили „нанокефир“ и „нанокрем“, скоро ще създадат „нано-колбаси“ и „нано чорапогащи“. Но в действителност много клонове на знанието вече се занимават с наночастици с мощ и сила. Сред тях е и медицината.

Мини към нано

Историята на съвременната медицина протича от голямо към малко. Много диагностични устройства постепенно са се превърнали от дървесни чудовища в елегантни куфари. Доста обемните чаши и капкомери за отвари са се превърнали в малки хапчета, подкожни резервоари с лекарства или дори пластири. Заплашващи коремни операции с поглед са заменили малки пробиви, през които хирурзите манипулират под погледа на видеокамера.

Но няма ограничение за съвършенството. Много заболявания започват с промени в няколко клетки на човешкото тяло, а патогенните бактерии и вируси също са микроскопични вещества. Затова медицината смело мечтае да излекува болестта там, където се появява - в клетката.

Нанотехнологиите сега активно участват в около 50 страни. Лидерите са САЩ, Япония, Южна Корея, Германия. Русия се класира във втората десетка. Но по брой публикации по нанотеми сме на почетното 8-мо място

И тези мечти могат да се реализират само с помощта на нанотехнологиите - манипулации на ниво молекули, атоми и изкуствени структури със същия размер. Невъзможно е да си ги представим, тъй като човешкото око няма с какво да ги сравнява. Знаем обаче, че 1 нанометър е милиардна част от метър.

Нека си представим, че сме високи 1 нанометър. Тогава земното разстояние от само един метър ще се превърне за нас в 1 милиард метра (т.е. 1 милион км) или приблизително най -краткият път до Луната (356 хиляди км), повторен три пъти. Тоест вие и аз никога нямаше да се върнем от Луната ... Точно както опитът да си представим тези мистериозни нанометри е замаян.

Кой е измислил всичко това

Идеята за използване на микроскопични устройства в медицината е изразена за първи път през 1959 г. от известния американски физик Ричард Фейнманв сензационната лекция „Там долу има много място“. Той описа микроробот, който би могъл да проникне в съд в сърцето и да извърши там операция за коригиране на клапана.

През 1967 г. биохимик и писател на научна фантастика Исак Азимове първият, който предлага идеята за „мокри технологии“ - използването на съществуващи в природата живи механизми за лечение на хора. По -специално, събирайте ги от нуклеинови киселини и ензими. По късно Робърт Етингерсе препоръчва използването на модифицирани микроби за възстановяване на клетките.

Терминът „нанотехнологии“ се разпространи широко в света след публикуването през 1986 г. на известната книга „Машини за създаване“ от физик Ерик Дрекслер... Той започна да нарича своите предложения за проектиране на отделни молекули с желани свойства, "молекулярни нанотехнологии". Така че историята на нанотехнологиите датира от повече от 20 години.

Възможностите са безкрайни ...

Какво обещава нанотехнологиите на медицината освен вече широко рекламираните, но засега нереалистични „нанороботи“, които ще се скитат вътре в човек и ще поправят нещо?

Всъщност много повече. Те ще могат да създават :

• наноматериали с желани свойства - наночастици (фулерени и дендримери)
• микро- и нанокапсули (например с лекарства вътре)
• нанотехнологични сензори и анализатори - наноинструменти и наноманипулатори
• автоматични наноустройства (в допълнение към всички същите нанороботи).

Надявам се, че тук всичко е ясно, освен може би за "фулерени" и "дендримери". Фулерен- това е петата (освен диамант, графит, карбин и въглища) форма на въглерод, която първо беше предсказана теоретично и след това открита в природата. Молекулата фулерен (С60) прилича на футболна топка, ушита от петоъгълници и шестоъгълници. В медицината фулерените са интересни с това, че могат да пълзят в молекулата на ДНК, да се огъват и дори да я „разплитат“.

ДендримериДървовидни полимери (дълги молекули, съставени от повтарящи се идентични елементи). Те са в състояние да доставят лекарства, свързани с тях директно в клетки, например ракови клетки.

... и постиженията са скромни

Но колкото и вълнуващи да са перспективите за нанотехнологиите, реалната печалба все още е малка.

Американците са създали материал, който имитира истинска костна тъкан... Прилагайки метода за самосглобяване на влакна, които имитират естествен колаген, те „засаждат“ върху тях нанокристали от хидроксиапатит. И едва тогава върху тази „замазка“ бяха залепени собствените костни клетки на човека - такъв материал може да се използва за заместване на костни дефекти след наранявания или операции.

Друго развитие, от друга страна, предотвратява залепването на клетките по повърхността.... Това е необходимо например за създаване на биореактори, които ще съдържат стволови клетки. Проблемът е, че щом стволова клетка "седне" на някаква повърхност, веднага започва да се специализира - да се превърне в клетка от определена тъкан. И за да запази потенциала си, е необходимо да не го оставяме да седне.

Експериментирайки с фулерени и дендримери, сега в много страни те търсят ефективни лекарства за СПИН, грип, болест на Паркинсон, рак и т.н. Микрокапсулите с нанопори могат да служат на пациенти с диабет тип 1 - те могат да доставят животински клетки на панкреаса в човешкото тяло и да освобождават инсулина навреме, като същевременно остават невидими за човешката имунна система.

Изкуствено изградена респироцитна клетка може да замени липсващите еритроцити в кръвта - може да пренася както кислород, така и въглероден диоксид. В същото време суспензия на респироцити ще е необходима стотици пъти по -малко от дарените кръвни препарати или кръвни заместители.

Всичко не е злато, а сребро

Руската наука има свои собствени записи в обширната област на нанотехнологиите ... По този начин ние сме ясни лидери в изследването и прилагането на метални наночастици в медицината. На уважавана научна конференция "Нанотехнологии и наноматериали за биология и медицина", който се проведе в края на миналата година в Новосибирск, почти 90% от докладите бяха посветени на злато, сребро, цинк, бисмут и различни комбинации от полимери, сорбенти и др.

Бактерицидните и заздравяващи раните свойства на среброто са известни на медицината от дълго време. Нашите учени обаче са открили, че ако среброто и другите метали се превърнат в наночастици, тези свойства се увеличават драстично. И те са доказали това в многобройни клинични проучвания. Изгаряния, огнестрелни рани, фрактури, кожни, гинекологични и други възпаления / рани зарастват много по -бързо и по -ефективно. Нашите учени са създали десетки лекарства въз основа на полезните свойства на тези метали. Просто не търсете в аптеките - те не са. Защо - това вече не е въпрос за учени, а за тези, които купуват вносни антибиотици, които са хиляди пъти по -скъпи.

Между другото, нашият сибирски Нина Богданчикова, която в Русия се занимаваше само с изследване на сребро, а след това се премести в Мексико и започна да работи в Национален университет , стана инициатор за развитието на това научно направление в цяла Латинска Америка. И сега се развива бързо на континента. Ясно е защо - поне има купища сребро, а препаратите от него няма да са твърде скъпи. Всичко ще приключи, както обикновено, с факта, че започваме да ги внасяме.

Имаме с какво да се гордеем

Втората област, в която бихме могли да водим света, е създаването на биочипове. ЧипПредставлява малка плоча, на повърхността на която са разположени рецептори за различни вещества - протеини, токсини, аминокиселини и др. Достатъчно е да пуснете малка капка плазма, кръв или друга биологична течност върху чипа и „свързаните“ молекули се прикрепят към рецепторите. И тогава анализаторът чете информацията.

Биочипове, създадени през Институт по молекулярна биология. Engelhardt RAS под ръководството на академик Андрей Мирзабеков, вече знаят как почти незабавно да идентифицират причинителите на туберкулоза, ХИВ, особено опасни инфекции, много отрови, антитела срещу рак и т.н. Нещо повече, нашите биочипове се оказаха много по -евтини и по -успешни от американските. Изпълнението на това обаче най -новите технологиив практическата медицина върви много по -бавно, отколкото бихме искали.

Нанотехнологиите в медицината предоставят нови възможности за висококачествено лечение и преглед на пациентите.

Последните разработки на изследователите изведоха медицината на ново ниво.

В тази статия ще ви разкажем какви пробиви в науката са се случили напоследък.

Подходяща информация, която доставчиците на здравни услуги трябва да знаят.

↯ Още статии в списанието

Основното в статията

Нанотехнологии: нови възможности

Използването на нанотехнологиите в медицината разширява обичайните методи за лечение на пациенти. Така традиционната медицина продължава да използва игли, капсули и таблетки, които доставят лекарства в тялото на пациента, които засягат здравите клетки и органи.

Новите разработки обаче са в състояние да сведат до минимум рисковете от инжектиране на лекарството само там, където е необходимо - без инжекции и поглъщане на неприятни лекарства.

Днес наномедицината използва „интелигентни“ частици, които са независими обекти, с размери от 1 до 100 нанометра.

Този пример за системи за доставяне на лекарства транспортира активните вещества на лекарството само до непосредствените източници на болестта.

Как работят такива нанотехнологии в медицината и в кои страни вече са приложени?