Нано технологии в медицине - Нано технологии в современном мире
Последние успехи нано технологий, по словам ученых, могут оказаться весьма полезными в борьбе с раковыми заболеваниями. Разработано противораковое лекарство непосредственно к цели - в клетки, пораженные злокачественной опухолью. Новая система, основанная на материале, известном как биосиликон. Нано силикон обладает пористой структурой (десять атомов в диаметре), в которую удобно внедрять лекарства, протеины и радионуклиды. Достигнув цели, биосиликон начинает распадаться, а доставленные им лекарства берутся за работу. Причем, по словам разработчиков, новая система позволяет регулировать дозировку лекарства.
На протяжении последних лет сотрудники Центра биологических нано технологий работают над созданием микродатчиков, которые будут использоваться для обнаружения в организме раковых клеток и борьбы с этой страшной болезнью.
Новая методика распознания раковых клеток базируется на вживлении в тело человека крошечных сферических резервуаров, сделанных из синтетических полимеров под названием дендримеры (от греч. dendron - дерево). Эти полимеры были синтезированы в последнее десятилетие и имеют принципиально новое, не цельное строение, которое напоминает структуру кораллов или дерева. Такие полимеры называются сверхразветвленными или каскадными. Те из них, в которых ветвление имеет регулярный характер, и называются дендримерами. В диаметре каждая такая сфера, или нано сенсор, достигает всего 5 нанометров - 5 миллиардных частей метра, что позволяет разместить на небольшом участке пространства миллиарды подобных нано сенсоров.
Оказавшись внутри тела, эти крошечные датчики проникнут в лимфоциты - белые кровяные клетки, обеспечивающие защитную реакцию организма против инфекции и других болезнетворных факторов. При иммунном ответе лимфоидных клеток на определенную болезнь или условия окружающей среды - простуду или воздействие радиации, к примеру, - белковая структура клетки изменяется. Каждый нано сенсор, покрытый специальными химическими реактивами, при таких изменениях начнет светиться.
Чтобы увидеть это свечение, ученые собираются создать специальное устройство, сканирующее сетчатку глаза. Лазер такого устройства должен засекать свечение лимфоцитов, когда те один за другим проходят сквозь узкие капилляры глазного дна. Если в лимфоцитах находится достаточное количество помеченных сенсоров, то для того, чтобы выявить повреждение клетки, понадобиться 15-секундное сканирование, заявляют ученые.
Здесь ожидается наибольшее влияние нано технологии, поскольку она затрагивает саму основу существования общества - человека. Нано технология выходит на такой размерный уровень физического мира, на котором различие между живым и неживым становится зыбким - это молекулярные машины. Даже вирус отчасти можно считать живой системой, поскольку он содержит в себе информацию о своем построении. А вот рибосома, хотя и состоит из тех же атомов, что и вся органика, но такой информации не содержит и поэтому является лишь органической молекулярной машиной. Нано технология в своем развитом виде предполагает строительство нано роботов, молекулярных машин неорганического атомного состава, эти машины смогут строить свои копии, обладая информацией о таком построении. Поэтому грань между живым и не живым начинает стираться. На сегодняшний день создан лишь один примитивный шагающий ДНК-робот.
Нано медицина представлена следующими возможностями:
- 1. Лаборатории на чипе, направленная доставка лекарств в организме. 2. ДНК - чипы (создание индивидуальных лекарств). 3. Искусственные ферменты и антитела. 4. Искусственные органы, искусственные функциональные полимеры (заменители органических тканей). Это направление тесно связано с идеей искусственной жизни и в перспективе ведет к созданию роботов обладающих искусственным сознанием и способных к самовосстановлению на молекулярном уровне. Это связано с расширением понятия жизни за рамки органического 5. Нано роботы-хирурги (биомеханизмы осуществляющие изменения и требуемые медицинские действия, распознавание и уничтожение раковых клеток). Это является самым радикальным применением нано технологии в медицине будет создание молекулярных нано роботов, которые смогут уничтожать инфекции и раковые опухоли, проводить ремонт поврежденных ДНК, тканей и органов, дублировать целые системы жизнеобеспечения организма, менять свойства организма.
Рассматривая отдельный атом в качестве кирпичика или "детальки" нано технологии ищут практические способы конструировать из этих деталей материалы с заданными характеристиками. Многие компании уже умеют собирать атомы и молекулы в некие конструкции.
В перспективе, любые молекулы будут собираться подобно детскому конструктору. Для этого планируется использовать нано роботов (нано ботов). Любую химически стабильную структуру, которую можно описать, на самом деле, можно и построить. Поскольку нано бот можно запрограммировать на строительство любой структуры, в частности, на строительство другого нано бота, они будут очень дешевыми. Работая в огромных группах, нано боты смогут создавать любые объекты с небольшими затратами, и высокой точностью. В медицине проблема применения нано технологий заключается в необходимости изменять структуру клетки на молекулярном уровне, т. е. осуществлять "молекулярную хирургию" с помощью нано ботов. Ожидается создание молекулярных роботов-врачей, которые могут "жить" внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения, или предотвращая возникновение таковых. Манипулируя отдельными атомами и молекулами, нано боты смогут осуществлять ремонт клеток. Прогнозируемый срок создания роботов-врачей, первая половина XXI века.
Несмотря на существующее положение вещей, нано технологии - как кардинальное решение проблемы старения, являются более чем перспективными.
Это обусловлено тем, что нано технологии имеют большой потенциал коммерческого применения для многих отраслей, и соответственно помимо серьезного государственного финансирования, исследования в этом направлении ведутся многими крупными корпорациями.
Вполне возможно, что после усовершенствования для обеспечения "вечной молодости" нано боты уже не будут нужны или они будут производиться самой клеткой.
Для достижения этих целей человечеству необходимо решить три основных вопроса:
- 1. Разработать и создать молекулярных роботов, которые смогут ремонтировать молекулы. 2. Разработать и создать нано компьютеры, которые будут управлять нано машинами. 3. Создать полное описание всех молекул в теле человека, иначе говоря, создать карту человеческого организма на атомном уровне.
Основная сложность с нано технологией - это проблема создания первого нанобота. Существует несколько многообещающих направлений.
Одно из них заключается в улучшении сканирующего туннельного микроскопа или атомносилового микроскопа и достижении позиционной точности и силы захвата.
Другой путь к созданию первого нано бота ведет через химический синтез. Возможно, спроектировать и синтезировать хитроумные химические компоненты, которые будут способны к самосборке в растворе.
И еще один путь ведет через биохимию. Рибосомы (внутри клетки) являются специализированными нано ботами, и мы можем использовать их для создания более универсальных роботов.
Эти нано боты смогут тормозить процессы старения, лечить отдельные клетки и взаимодействовать с отдельными нейронами.
Работы по изучению начаты сравнительно недавно, но темпы открытий в этой области чрезвычайно высоки, многие полагают, это будущее медицины.
Похожие статьи
-
Заключение - Нано технологии в современном мире
Сформировавшись исторически, к настоящему моменту, нано технология, завоевав теоретическую область общественного сознания продолжает проникновение в его...
-
Нано технологии в современном мире - Нано технологии в современном мире
История возникновений нано технологий Дедушкой нано технологий можно считать греческого философа Демокрита. Он впервые использовал слово "атом" для...
-
Введение - Нано технологии в современном мире
В настоящее время немногие знают, что такое нано технология, хотя за этой наукой стоит будущее. Главной целью моей работы является ознакомление с нано...
-
Нано технологии в космосе - Нано технологии в современном мире
В космосе бушует революция. Стали создаваться спутники и нано приборы до 20 килограмм. Создана система микроспутников, она менее уязвима при попытках ее...
-
Опасности, связанные с нано технологиями - Нано технологии в современном мире
При всех преимуществах нано технологий, они могут представлять и угрозу здоровью человека. Восторженно предвкушая те положительные изменения, которые...
-
Нано технологии в сельском хозяйстве и промышленности - Нано технологии в современном мире
Нано технологии способны произвести революцию в сельском хозяйстве. Молекулярные роботы смогут производить пищу, "освободив" от этого растения и...
-
Применение нано технологий - Нано технологии в современном мире
Проникновение нано технологии в сферы человеческой деятельности можно представить в виде дерева нано технологии. Применение имеет вид дерева, ветви...
-
Основы современной технологии стекла. - История стекла
Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл технологии стекломассы включает операции: А) подготовки сырых материалов; Б)...
-
1. Механическая обработка (подгонка деталей друг к другу и создание шероховатости с помощью шкурки) 2. Обезжиривание поверхностей, подготавливаемых для...
-
Создание малоотходных ресурсосберегающих технологий - Проблемы отходности производства
Технологии ресурсосберегающие - совокупность технологических средств и процессов с минимальным расходом вещества и энергии на всех этапах...
-
Подготовка материалов к плавке., Технология плавки. - Конструкция и принцип работы елктропечи
Все присадки в дуговые печи необходимо прокаливать для удаления следов масла и влаги. Это предотвращает насыщение стали водородом. Ферросплавы...
-
Введение - Технология производства, хранения и переработки моркови
Хранение и переработка плодов и овощей - одна из важнейших отраслей сельского хозяйства, так как в ежегодном рационе питания человека должны быть свежие...
-
Заключение - Технология производства, хранения и переработки моркови
Овощи, плоды и ягоды занимают важное место в питании человека. В последние годы интерес к овощной продукции значительно возрос. Морковь очень полезна для...
-
Принципы безотходных технологии - Проблемы отходности производства
Термин "безотходная технология" впервые предложен российскими учеными Н. Н. Семеновым и И. В. Петряновым-Соколовым в 1972 г. В ряде стран Западной Европы...
-
Литье тонкостенных изделий - Общие аспекты и технология производства пластических масс
Одним из наиболее эффективных методов снижения себестоимости изделия является уменьшение толщины стенки изделия, позволяющее уменьшить расход материала и...
-
Введение - Технология компьютер-печатная форма
Под термином "Компьютер - печатная форма" понимается управляемая компьютером запись изображения на формные пластины. Это относится к изготовлению...
-
История развития ОАО "Малмыжский завод по ремонту дизельных двигателей" В 1931 году на берегу реки Шошма г. Малмыжа, на юге Кировской области, были...
-
Вступление - Технология производства макаронных изделий
Актуальность темы: Еще в древности люди ценили всевозможные пряности. Тогда для многих торговцев это был очень ценный товар. С тех времен по наши дни...
-
Характеристика горбуши - Разработка ассортимента и технологии блюд и изделий из рыбы
Горбуша - одна из популярных промышленных рыб, ее еще называют розовым лососем. Ценится продукт за довольно вкусное мясо и деликатесную икру. Горбуша,...
-
Технология горячеканального литья - Специальные методы литья пластмасс
Благодаря целому ряду технологических и экономических преимуществ горячеканальные системы (ГКС) получили широкое применение для литья пластиковых деталей...
-
ВВЕДЕНИЕ - Ассортимент и технология приготовления детского питания
Вопросы истории детского питания достаточно туманны. По всей вероятности, в глубине веков не считали, что дети нуждаются в какой-то особой пище. В...
-
В настоящее время разработаны различные технологии комплексной переработки шламов (пылей); часть из них реализована в промышленном масштабе за рубежом. У...
-
Сплав Д1 - относится к числу дюралюминов. Такой вид сплавов обладает достаточно высокой прочностью, пластичностью и относится к числу нормальных...
-
Литье под давлением - Технологии машиностроения
Сущность этого способа заключается в том, что расплав металла подается в стальную разъемную пресс-форму под давлением. Рабочее давление на расплав...
-
Кремниевые пластины, подвергаемые окислению, сначала очищаются с помощью детергента и водного раствора, растворителей с ксилолом, изопропиловым спиртом...
-
Изготовление стержней - Технология литейного производства
Стержни применяют в основном для выполнения в отливках отверстий и полостей, а также наружных поверхностей отливок сложной конфигурации. При заливке...
-
Назначение изделия, конструкция - Технология и техника сварки
Оболочка корпуса, состоящая из днищевого, двух бортовых и палубного перекрытий, подкрепляется изнутри поперечными и продольными переборками и...
-
Введение - Технология производства сливочного масла
Молоко используют либо как продукт питания в непеработанном или переработанном виде, либо как сырье для молочной и пищевой отраслей промышленности....
-
Анализ современного направления моды Пальто - главная вещь сезона, благодаря которой у окружающих будет складываться первое впечатление (рис....
-
Анализ современной японской кухни - Секреты национальной японской кухни
Японская кухня разительно отличается от любой другой кухни мира. Для жителей азиатских стран она то же самое, что французская для европейцев. Ее секрет...
-
Литниковые системы - Технология литейного производства
Одним их важнейших условий получения качественной отливки является правильное устройство литниковой системы. Литниковая система служит для плавного...
-
Заключение - Технология производства конфет марки "Буревестник"
Таким образом, цель курсовой работы достигнута. Задачи выполнены. В данной работе я подробно рассмотрела вопрос, связанный с технологией производства...
-
Требования к технологическому оборудованию - Технология производства конфет марки "Буревестник"
Машины и аппараты для производства конфет "Буревестник" должны иметь высокие показатели, под которыми имеются в виду отдельные параметры, отнесенные к...
-
КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ УРОВНЯ КАЧЕСТВАПРОДУКЦИИ - Технология производства полукопченых колбас
Комплексный метод оценки уровня качества продукции осуществляется с использованием комплексных (обобщенных) показателей качества. Следует обратить...
-
Оценивание уровня качества продукции, в частности колбас, будем производить методами, принятыми в квалиметрии. Квалиметрия - научная дисциплина,...
-
27 27 На базовом предприятии ЗАО "Кондитер-Курск" конфеты "Буревестник" производят в цехе №7. Технологическая схема включает в себя следующие стадии: 1....
-
Выбор материала и технология производства заготовок деталей и инструментов
ВЫБОР МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТОВ Цель работы - провести анализ условий работы заданного изделия, выбор...
-
Контроль качества готового сливочного масла - Технология производства сливочного масла
Консистенция сливочного масла является одним из основных показателей, определяющих его потребительские свойства. Решающее значение при этом имеет...
-
Подготовка моркови к переработке - Технология производства, хранения и переработки моркови
Морковь поступает на завод в ящиках, бункерах, мешках или навалом. Здесь важна тщательная мойка моркови, так как вместе с ней может в большом количестве...
-
Маршрутная технология процесса изготовления деталей - Ремонт токарного станка
Выбор заготовки: при выборе заготовки для механической обработки заменяемой детали нужно учитывать технические требования, предъявляемые к детали....
Нано технологии в медицине - Нано технологии в современном мире