Diaprognoz ali nanotehnologija bo pomagalo diabetes poraz?

Bodo NANOTEHNOLOGIJE premagati sladkorno bolezen?

Vendar pa nenadzorovano znanstveni napredek daje razlog za optimizem, da napovedujejo nadaljnje pomembne dosežke na področju medicine, vključno na področju diabetologija. Najbolj realno jih za reševanje problemov diabetes So novi nanotehnologija, uporaba matičnih celic in hranil inženiringa.

Nanos - pomeni "škrat" ...

Začetek sodobnega fazi nanotehnologije se šteje, da je uspešnost slavni ameriški znanstvenik Richard Feynman z nekoliko nenavadnim naslovom poročila: "Obstaja veliko prostora na dnu" ( "Tam je dovolj prostora na dnu»), je leta 1959 na California Institute of Technology. Ideja poročila je bil, da se upraviči možnost mehanskega gibanja atomov in molekul s primerljivimi sredstvi (približno do) majhne naprave velikosti.

Jezikovna podlaga za izraz "nanotehnologija" je predpona "nano" (iz grške besede Nanos - škrat, GNOME). Ta predpona se uporabljajo v mednarodnem sistemu enot kot faktor, ki je enak 109 (milijardinka metra, milijoninko milimetra, nm nanometrov). O velikosti mikroregije se ta dolžina mogoče oceniti iz dejstva, da so razporejena približno 10-12 atomov. Zato nanomateriali pod razumeti molekularnih materialov (okolomolekulyarnyh) velikosti.

To je presenetljivo, vendar nanotehnologija, ne da bi vedel, znanstvene osnove teh procesov, ki se uporabljajo v antičnem svetu. To so saje vodno zmes za izdelave tekočega črnila s kisikom spojino železa za proizvodnjo barv, nekateri kozmetika in detergenti (nano micele tvorjena v raztopini mila) ... Kot sodobna raziskava je pokazala, stari Grki uporabljajo in domačini Avstralija barvanje las in uporabe borilne barvila, ki imajo trajno in dolgotrajen obarvanje učinek, vsebujejo nanodelce.

Medtem ko je razvoj in splošno sprejetje celotnega spektra nanotehnologije - je bolj oddaljeni prihodnosti, tudi zdaj je njihova uporaba ustvaril vrsto težkih materialov, izvirnih in učinkovitih zdravil za gradnjo nano-predhodnike, nanorobots in drugih microdevices in materialov.

Z nanotehnologijo in pin svoje upe na znatno povečanje človekovih duševnih sposobnosti. Naprava nano velikosti (8,000-10,000 mikronov), lahko v svojem pomnilniku hraniti podatke enakovredno prispevajo v sklad eden največjih knjižnic na svetu - ZDA Library of Congress. Predpostavlja se, da bi implantacija take naprave v človeških možganih bistveno poveča količino informacij, ki jih je mogoče shraniti v človeški spomin. Tu lahko ustvarijo drobne palčke!

Kaj nas čaka v medicini

Seveda, danes ena od najpomembnejših in perspektivnih aplikacije nanotehnologije je zdravilo.

Včasih prosi za vprašanje, ali je to potrebno Nanotechnology zdravilo? Pozitiven odgovor na to vprašanje je preprost - zelo potrebna! In, predvsem, ker omogočajo diagnostičnih in terapevtskih ukrepov na celičnem in makromolekul ravni, ne pa z "zakrit" vpliva na celotno telo, kot se dogaja zdaj v večini primerov.

Ni skrivnost, da tradicionalne oblike terapevtskih posegov v večini primerov - z redkimi izjemami - lahko primerjamo s streljanjem iz puške na vrabci. To kljub dejstvu, da je jedro, vključno patoloških, biokemičnih in drugih procesov v telesu, ne pride niti na ravni lokalnega organa ali tkiva, in ravni posameznih celic, molekul in atomov. In tisti, ki so nano velikosti. Na primer, dimenzije nekaterih medicinskih vključujejo širina DNA - virus 2,5 nm - 100 nm, bakterije - 1000 nm, molekula droge (aspirin) - 1 nm.

Glavni opredelila številna področja uporabe nanotehnologije v medicini. Med njimi - ciljno dostavo drog, oddaljeno diagnostiko in zdravljenje na ravni nanometrov, medicinskih vsadkov. Do danes, obsežen seznam bolezni, ki se obravnavajo na en ali drug način uspešno uporabljajo nanotehnologijo. Ta seznam vključuje onkologija, kardiologija, endokrinologija, gastroenterologijo, bronhopulmonarnih in drugih bolezni. Ocenjuje se, da do leta 2010, z uporabo nanotehnologije je nastal okoli 150 inovativnih zdravil in njihovo vključitev v telo biološkega objekta.

Od nanobot do nanotweezers

Največje pričakovanja so povezana z oblikovanjem večnamenskih medicinskih nanorobots imajo kemično inertnost in se lahko premika v krvnih kapilar.

Tipično (baza) medicinska nanorobot namenjena prodre v krvni obtok, je izdelan iz nanodelcev velikosti od 1 do 100 nm, in velikost celotnega nanorobot ne presega 3000 nm (najmanjša velikost krvnih kapilar). Prototip takšnega nanobot je umetno rdečih krvnih celic (imenovanih "respiratsitom") ustvaril R.Fraytasom. To je sferični nanorobot 1 mikrona. Znotraj respiratsita vsebuje molekul kisika in ogljikovega dioksida, pri visoki (1000 atmosfer) tlaka.

Podvajanje funkcijo naravnih eritrocitov, respiratsity imajo veliko večjo učinkovitost, ker lahko Blagodyarya visokotlačni kisika obsegajo več stokrat večjimi od naravnih eritrocitov. Injekcije 5 ml 50% raztopine respiratsitov funkcijo kislorodosnabzhayuschuyu lahko zagotovijo več kot 5 litrov krvi. Samo pomislite, da na kratko respiratsitov krvi bo oseba, ki stori brez zunanjega kisika od 15 minut do 4 ure!

Nanotehnologija omogoči spreminjanje droge, da se odpravi njihova alergeni in avtoimunskih lastnosti, zaščito pred uničenjem s prebavnih encimov. Zahvaljujoč posebej oblikovano nanotehnologije bo opustiti tradicionalni kemoterapijo in obsevanje za rakom, ima številne negativne stranske učinke.

V ZDA, na primer, ustvarjen nanogilzy - nosilci protiteles proti raku, ki imajo premer 20-krat manjši od eritrocitov. Ko se njihov vnos v krvni obtok pod vplivom infrardečega sevanja pretvori v toplotno energijo, ki lokalno uničuje rakave celice, ne da bi to vplivalo sosednji zdravi. Testiranje te tehnologije pri laboratorijskih miših z rakavih tumorjev potrdila uspešnost metode (kot je bilo uničenje rakavih območij v 10 dneh, s spremljanjem novih centrov ne zdi).

Poročali so o uspešno uporabo nano razvejanih polimerov za zdravljenje očesne poškodbe in bolezni, zlasti, da se ponovno vzpostavi funkcije trakta disociacije vidnega.

Eden od možnih izvedba za dajanje zdravila na želeno lokacijo telesa - je uporaba miniaturnih kapsul z nanoporah (ob predpostavki, na primer, da bo na ta način mogoče rešiti problem fiziološko kontrolirano sproščanje insulina).

Poteka v študijah v ZDA so pokazale, da je možnost ozdravitve eksperimentialnogo infarkt pri miših in kuncih s pomočjo nanotehnologije. Taka ozdravi smo dosegli z dajanjem zdravila na osnovi snovi, ki imajo samoorganizacije v dolgi in tanki nano-vlaken se polnijo in navita v srčni mišici.

Nanomaterialov se lahko uporablja tudi kot nadomestek za druge (obolelih in poškodovanih) tkiva.

Znano je, da obstajajo v človeškem telesu več kot 50 vrst nano velikosti biominerals obliki. Opravil klinično preizkušanje materialov "Syntekost" ustvaril v inštitutu geokemije in mineralogijo znanosti Ukrajine za uporabo kot implantat za zamenjavo kostnega tkiva. Nanodelce bo prispevalo k varnosti in zanesljivosti genske terapije. Uporabljajo se lahko za prenos genov (proteini) na želeno mesto, ni "opozarjanje" Sistem celice imunskega in ji tako prepreči zavrne zaščitni odziv.

Z uporabo nanotehnologije v medicini so tesno povezani in oblikovanje različnih naprav za obdelovanje nanodelcev posameznih atomov in molekul, kot tudi nanotools. Primeri za to so lahko sonde skeniranje mikroskopi, nanocevke nanotweezers ...

Uporaba nanotehnologija odpira široke možnosti za ustvarjanje Microlaboratory (laboratorij na čipu, tj laboratorij na čipu), ki omogočajo kvalitativno in kvantitativno določanje različnih snovi, vključno z glukozo, protitelesa itd

Revolucija pri sladkorni bolezni?

Izvajanje nanobiotehnologiji in odpira privlačne možnosti na področju zdravljenje diabetesa.

Med prednostnimi nalogami na tem področju, ki jih lahko naštejemo dva. Najprej - to je pomemben tehnike za izboljšanje obnova pankreasnih beta-celic, in na daljši rok (morda v povezavi z metodami biogenih inženiringa in matičnih celic) - spodbujanje nastanka novih, dobro delujoči beta celic. Druga pomembna naloga - najti in izvajati načine uvajanja neinektsionnyh eksogeni inzulin, zagotavlja zagotovljeno dobavo in asimilacijo v telesu, ki jih zahteva odmerke inzulina.

Ena od možnosti ponovne zasaditve izvedljivih beta celic trebušne slinavke (do gipotetitichesky za želeno nanodevice še ni določena) določa, da v ta namen uporabi nanokapsule, ki vsebujejo te celice. Predpostavlja se, da je naprava vsadi v človeško telo se nanokapsule je, da je za razvoj in sproščanje insulina v krvni obtok, se izvede samodejno, odvisno od ravni glukoze. Verjetno bo ta metoda rešiti problem in zagotoviti stabilen natančnost odmerka insulina. Seveda, pri reševanju tega problema ne more storiti brez posebnih nano-roboti z računalniških naprav v vozilu.

V literaturi obstajajo poročila o oblikovanju nanorobots (s kemičnimi senzorji in oddajnik) za okoli spremljanje uro glukoze v krvi. Njene glavne sestavine so vir energije, kemijski senzor in oddajnik. Takšne naprave omogočajo, da zavrne obremenjujoče (pogosto ponavljajo 5-6 krat na dan), za punkcijo testov kože in krvi, da se zaplete življenje bolnikov. Predpostavlja se, da bo proizvodnja informacije, opozorila o hipo- in hiperglikemičnih držav mogoče izvesti mobilni telefon.

V drugem izvedbenem stalno spremljanje ravni glukoze v krvi z uporabo nanotehnologije je uporaba posebnih črnil za tetovaže (črnilo) poroznih nanodelcev 100-120 nm, v velikosti, ki spreminjajo barvo glede na koncentracijo glukoze v intersticijske tekočine, ki vsebuje enako količino glukoze kot kri. Vendar eksperimentalne študije še niso rešili resen problem pri uporabi takšne metode - je dolžina reakcijski čas pred pojavom vidno in jasno spremembo barve.

Pritegnila pozornost avstralske študije, izraelski in ameriški znanstveniki, katerih cilj je ustvarjanje popravke, kapsule, miniaturne kroglice in druge naprave z nestrupeno silicijevega nanoiglamii, ki bodo omogočili zdravilo prodre skozi kožo ali črevesno steno, ne da bi jih poškodovali.

Naloga - predvideti!

Z nanotehnologija tesno povezani in glavnim upanju pri genski terapiji diabetesa, v kateri so zahtevane originalne normalne gene uvedemo ekskorporalny celičnega materiala in nato genetsko obogatene celice injiciramo v pacienta, kjer bodo umiri in dela v željeni fiziološki način.

Prvo desetletje enaindvajsetega stoletja kaže, da smo kar konkretne ukrepe pri prehodu iz obrambe in medicine do medicine ofenzivo, predkupno. Pomembno vlogo v tem procesu pripada inovativnih tehnologij, ki lahko prinesejo človeštvo k izvajanju dolgo potekala sanje - za učinkovito diabetes zdravilo, in v najboljšem primeru - vse osvoboditi svet od te strašne bolezni.

Profesor Ilya Nikberg - še posebej za "NAM"

Sydney, Avstralija

Originalni članek je na voljo na uradni spletni strani časopisa diaNovosti