МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ КРИВОРІЗЬКИЙ МЕДИЧНИЙ КОЛЕДЖ НАНОТЕХНОЛОГІЇ В МЕДИЦИНІ 2014 Ст. гр. СС Мешкова О., ст. гр. ЛС Шевчук Ж. Керівник гуртка Федоренко В.П.

Наномолекулярна технологія (нанотехнологія) (нанотехнологія) міждисциплінарна область фундаментальної і прикладної науки, в якій вивчаються закономірності фізичних і хімічних систем протяжністю порядку декількох нанометров або часток нанометра.

Завдання нанотехнології створення матеріалів з ексклюзивними, наперед заданими властивостями шляхом оперування окремими молекулами; конструювання нанокомп'ютерів, які використовують замість звичайних мікросхем набори логічних елементів з окремих молекул; збирання нанороботів систем, що саморозмножуються і призначені для ведення будівництва на молекулярному рівні.

- це, за визначенням вченого Роберта Фрейтаса, «…слідкування, випрпавлення, конструювання та контроль над біологічними системам людини на молекулярному рівні з використанням розроблених нанопристроїв і наноструктур». Наномедицина

Вже створені

Нині досягнуті успіхи у виготовленні наноматеріала, що імітує природну кісткову тканину. Вчені з північно- західного університета (США) використали тривимірну самозбірку волокон близько 8 нм діаметром, які імітують природні волокна колагена. До одержаного матеріалу добре прикріплюються власні кісткові клітини, що дозволяє використовувати його як «клей» або «шпатлівку» для кісткової тканини. Наноматеріали

Нещодавно співробітники Стенфордського університету (США) заявили про створення функціональної моделі синапсу на основі матеріалу з легкою зміною фазового стану. Такі матеріали часто застосовуються при конструюванні елементів пам'яті. Наномозок

Використання мініатюрних капсул з порами розміром 6 нм дозволяє медикаментам потрапляти тільки в хворі органи, минуючи здорові, яким ці ліки можуть нанести шкоду. В нанокапсули також можна поміщати інсулін - продукуючі клітини тварин, які інакше були б відторгнені організмом людини. Це великий крок вперед на шляху лікування цукрового діабету. Адресна доставка ліків

заснована на спостереженні переміщення всередині людини різних речовин (ліків, токсинів, крові) за допомогою квантових точок - кристалів розмірами у кілька нанометрів, які мають значну жорсткість. Так, наприклад, можна визначити степінь введення та розподілу лікувальних препаратів. Діагностика захворювань за допомогою квантових точок

це пластинка розміром в декілька міліметрів, на поверхні якої впорядковано розміщені рецептори до потрібних речовин, наприклад, антитіла. На одній пластинці можуть бути датчики для визначення послідовності основ ДНК або амінокислот, знаходження збудників інфекційних захворювань, токсичних речовин. Прикріплення молекули речовини до рецептора виявляється електричним шляхом або за флуоресценцією. Мініатюрний пристрій може бути розміщений на поверхні шкіри або всередині організму. «Лабораторії на чіпі»

створюються на основі корисних властивостей ряда наночастинок. Так, наприкдад, застосування срібних наночастинок можливо при очищенні води та повітря або при дезинфекції одягу. Нові бактерицидні засоби

Розробляються

це машини ремонта клітин. Медичні нанороботи повинні вміти діагностувати хвороби, доставляти ліки та навіть робити хірургічні операції. Крім того, представляється актуальною можливість коригування власної ДНК, наприклад, для лікування алергії та діабета. Нанороботи

Типовий медичний наноробот буде мати мікронні розміри, які дозволяють рухатись по капілярах, та складатись з вуглецю з причини його високої міцності та хімічної інертності. В якості основних джерел енергії припускається використовувати локальні запаси глюкози та амінокислот в тілі людини. Керування нанороботами буде відбуватись акустично шляхом подачи команд через компютер.

Призначені для очищення крові людини від шкідливих мікроорганизмів, потенційно допомагаючи в згортанні крові, транспорті кисню та вуглекислого газу, та створенні надбудови до природної імунної системи. Припускається, що мікрофагоцити будуть знаходити в организмі людини чужорідні елементи та переробляти їх в нейтральні зєднання. Мікрофагоцити

є аналогами еритроцитів і представляють собою порожню сферу, всередині якої знаходиться стиснений кисень. Вони мають значно більшу функціональність, ніж їхні природні прототипи. Їхнє впровадження дозволить знизити постійну потребу людини в кисні і допоможе людям, що страждають астматичними захворюваннями. Респіроцити

це штучні аналоги тромбоцитів. Ці машини дозволять зупиняти кровотечі за 1 секунду, будучи більш ефективними за свої природні аналоги в багато разів. Їхня робота буде заключатися в швидкій доставці до місця кровотечі штучної звязуючої сітки, яка буде затримувати кровяні клітини і зупиняти кровотечу. Клоттоцити

Васкулоїд Це механічний протез, створений на основі мікрофагоцитів, респіроцитів і клоттоцитів, що входить в склад проекту по створенню робототехнічної крові. Цей проект являє собою комплекс медичних нанороботів, здатних жити та функціонувати в тілі людини, виконуючи всі функції природної кровоносної системи. Роботизована кров дозволить своєму власнику не боятися мікробів і вірусів, атеросклероза і венозного розширення вен, не говорячи вже про тотальне лікування хворих і пошкоджених клітин.

Взагалі, люди зазнавали впливу наночасток на протязі всієї еволюції (викиди вулканів, пожежі тощо). Однак, такий вплив має особливе поширення на протязі індустріальної революції. Епідеміологічні дослідження показали, що в містах наночастинки являють собою тверді частинки, що утворюються з таких джерел, як спалювання, автомобільні та промислові викиди. Спочатку частинки розмірами 0,1-2,5 нм отримують легкий доступ до легень, а потім до кровоносної системи і, накінець, викликають дисфункцію серцево-судинної системи. Вуглецеві наночастинки та нанотрубки (MWCNT, SWCNT) викликають агрегацію тромбоцитів та безпосередньо стимулюють морфологічні зміни ендотеліальних клітин судин та пониження синтезу в них оксида азоту. Різноманітні типи SWCNT накопичуються в значній мірі в тканинах легень, що сприяє виникненню запалення та гранульом.

Вода (пар, аэрозоль) Углекислый газ 1200 Сернистый ангидрид 240 Окись углерода 240 Пыль180 Углеводороды108 Оксиды азота60 Органические вещества (фенолы, бензол, спирты, растворители, жирные кислоты)8 Хлор, аэрозоли соляной кислоты5 Сероводород5 Аммиак 1,4 Фториды, в пересчете на фтор 1,2 Сероуглерод 1,0 Цианистый водород 0,3 Соединения свинца 0,5 Никель (в составе пыли) 0,042 ПАУ (в том числе бензапирен) 0,08 Мышьяк 0,031 Уран (в составе пыли) 0,024 Кобальт (в составе пыли)0,018 Ртуть0,0084 Кадмий (в составе пыли)0,0015 Бериллий (в составе пыли)0,0012

1.Дайте визначення терміну «нанотехнології». Де вони використовуються? 2.Хто відкрив нанотехнології або брав участь в їхньому розвитку? 3.Які науки необхідні для розвитку нанотехнологій? 4.Що ви знаєте про застосування нанаотехнологій в медицині? 5.Головні проблеми розвитку нанотехнологій. Плюси та мінуси.

Ці досягнення наномедицини станут доступны лише через років. С помощью достижений нанотехнологии в целом, и наномедицины в частности, станет возможной имплантация наноустройств в человеческий мозг, многократно увеличивая знания человека и скорость его мышления. Эти прогнозы, включая потенциал достижения личного бессмертия, и стали одним из главных факторов появления нового философского течения – трансгуманизма, согласно которому человеческий вид является не венцом эволюции, а промежуточным звеном. Этому виду ещё только предстоит радикальное усиление своих интеллектуальных и физических возможностей. имплантациятрансгуманизма Висновок

Дякуємо за увагу Судьба новой истины такова: в начале своего существования она всегда кажется ересью. Т.Гексли