Экзаменационная работа на тему: «Нанотехнологии в медицине» за курс «Оператор ЭВМ» работу выполнила: Курбанова Л. Учитель: Топилин С.А.

Нанотехнологии являются первоосновой всего живого мира и на сегодняшний день накоплен богатый научный опыт для их дальнейшего развития. Именно поэтому, нанотехнологии были выделены в отдельную область знаний и объединили несколько научных направлений. Современные нанотехнологии являются новым важным стратегическим направлением. Развитие имеющихся знаний о нанотехнологиях в будущем поспособствует открытию новых теорий и изобретений, и позволит взглянуть на мир с новым пониманием. Поэтому, основных достижений в области "нано" на сегодняшний день является актуальной задачей.

Что такое нанотехнологии «Нанотехнологии» - это технологии, оперирующие величинами порядка нанометра. Это ничтожно малая величина, в сотни раз меньше длины волны видимого света и сопоставимая с размерами атомов. Развитие нанотехнологии ведется в 3-ех направлениях: - изготовление электронных схем размером с молекулу (атом); - разработка и изготовление машин; - манипуляция атомами и молекулами.

Перспективы развития нанотехнологии в медицине Сейчас очень популярным стало во многих отраслях науки слово нанотехнологии. Его значение заключается в создании на атомном и молекулярном уровне упорядоченных структур с целью создания благодаря им определенных технологий. Во многих передовых и развитых странах научные отрасли, которые занимаются нанотехнологиями, получают прямую поддержку государства. Нанотехнологии во многих областях человеческой жизни уже нашли свое применение. Используют их также и в медицине, например, в качестве нанороботов микроскопического размера, с помощью которых изменяют клеточную структуру человека. Предполагается, учитывая перспективы и направление развития, что в будущем наука придет к созданию таких себе нано врачей, которые будут внедряться в человеческий организм и устранять там все повреждения, а также смогут проводить профилактику, предотвращая их появление. Правда, самой перспективной сферой применения нанотехнологий видится область геронтологии (наука о старении и его механизмах). Уже сегодня ученые достигли того, что могут, используя нанороботов, замедлить старение человеческого организма. Нанороботы могут перепрограммировать, то есть изменить хромосомный набор человека и обратить время вспять. Таким образом, изменяя набор хромосом в отдельных клетках организма человека, можно задавать определенные улучшенные функции, трансформируя организм в определенном направлении. Все это можно смело назвать клеточным ремонтом человеческого организма. Ожидается, что уже в недалеком будущем могут быть созданы такие нанороботы, использование которых сможет не только улучшить качество жизни человека, его физические способности, но и значительно увеличить саму продолжительность жизни.

Будущие изобретения Ученые из штата Мичиган утверждают, что с помощью нанотехнологий можно будет встраивать микроскопические датчики в кровяные клетки человека, которые будут предупреждать о признаках радиации или развития болезни. Так в США, по предложению NASA, ведется разработка таких наносенсоров. Джейм Бейнер представляет себе «нано борьбу» с космическими излучениями так перед стартом астронавт используя шприц для подкожных инъекций, вводят в кроваток прозрачную жидкость, насыщенную миллионами наночастиц на время полета он вставляет себе в ухо маленькое устройство (наподобие слухового аппарата). В течение полета это устройство будет использовать маленький лазер для поиска светящихся клеток. Это возможно, т.к. клетки проходят по капиллярам барабанной перепонки. По беспроводной связи информация клеток будет передаваться на главный компьютер космического корабля, а затем обрабатывается. В случае чего будут приниматься необходимые меры.

Нанотехнологии, применяемые в медицине в последнее время Уже сейчас нанотехнологии применяются в медицине. Основными областями ее применения являются: технологии диагностики, лекарственные аппараты, протезирование и имплонтанты. Ярким примером является открытие профессора Азиза. Людям, страдающим болезнью Паркинсона, через два крошечных отверстия в черепе внедряют в мозг электроды, которые подключены к стимулятору. Примерно через неделю больному вживляют и сам стимулятор в брюшную полость. Регулировать напряжение пациент может сам с помощью переключателя. С болью удается справиться уже в 80 % случаях: У кого-то боль исчезает совсем, у кого-то затихает. Через метод глубокой стимуляции мозга прошло около четырех десятков людей.

Биочип Еще одним революционным открытием является биочип – небольшая пластинка с нанесенными на нее в определенном порядке молекулами ДНК или белка, применяемые для биохимических анализов. Принцип работы биочипа прост. На пластиковую пластинку наносят определенные последовательности участков расщепленной ДНК. При анализе на чип помещают исследуемый материал. Если он содержит такую же генетическую информацию, то они сцепливаются. В результате чего можно наблюдать. Преимуществом биочипов являются большое количество биологических тестов со значительной экономией исследуемого материала, реактивов, трудозатрат и время на проведение анализа.

Будущее нанотехнологии в медицине Ожидается создание молекулярных роботов-врачей, которые могут "жить внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения, или предотвращая возникновение таковых.

Нанороботы В настоящее время наномедицины пока не существует, есть только проекты, воплощение которых в реальность и приведет к наномедицине. Через несколько лет,когда уже, наконец, будет создан первый наноробот, знания накопленные наномедициной воплотятся в жизнь. А тогда за считанные минуты вы избавитесь от вируса гриппа или избавитесь от раннего атеросклероза. Нанороботы смогут вернуть даже очень старого человека в то состояние, в котором он был в молодости. От операции в органах мы перейдем на операции на молекулах и таким образом стане «бессмертными».

Кто такие нанороботы Наноро́боты, или на небо́ты роботы, размером сопоставимые с молекулой (менее 10 нм), обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ.

Современное состояние нанотехнологии в медицине Современное состояние и тенденции развития нанотехнологий в мире и России являются толчком для развития наномедицины. Уже созданы наномоторы (диаметр 500 нм), которые могут использоваться в нано робототехнике в качестве двигателей; нано жидкостные и наноэлектронные системы, работающие в "лаборатории-на-чипе", проводящие экспресс-анализ ДНК, РНК, белка; производятся наноматериалы для искусственных протезов конечностей с хорошей адгезией к живым тканям; внедряются наноустройства, выполняющие определенные медицинские операции; разработано программное обеспечение для моделирования поведения нанороботов в теле человека.

Что такое наномедицина? «Наномедицина» – это слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя разработанные нанороботы и наноструктуры (Р. Фрейтас).

Применение нанотехнологии в фармакологии Фармакология уже имеет в своем арсенале наночастицы, которые содержат лекарства и могут доставлять их в клетки. Широко применяются липосомы – сферические двухслойные мембраны, содержащие внутри лекарственные вещества.

Произдводство лекарств В 2005 году исследователи из Мичиганского университета разработали быстрый и эффективный метод производства лекарств с использованием наночастиц и молекул ДНК. Ученые взяли за основу молекулы дендрометров - крошечных разветвлённых полимеров, концы которых могут присоединять различные молекулы. Таким образом, молекулы дендрометров могут образовывать различные конструкции, которые могут служить "емкостями для лекарств. В ходе экспериментов с соединениями из дендрометров ученые установили, что они хорошо соединяются с молекулами ДНК. При этом молекулы ДНК выступают в качестве "скелета" сложной молекулы, доставляющей лекарство. Главные активные компоненты этой наносистемы - дендрометры - могут нести на себе различные молекулы: от лекарства и белковых маркеров до флуоресцентных агентов. В принципе, можно создать дендрометр, который бы нес одновременно и маркер, и лекарство, но процесс синтеза такой молекулы очень трудоемок.

Наночастицы в медицине Наночастицы - идеальное средство для доставки лекарств внутрь клетки. Но до сих пор ученые не могли разместить на них маркеры, позволяющие доставить лечебный груз наночастицы точно в цель – внутрь больной клетки. Да и само производство наночастиц дорого стоит и занимает много времени. Благодаря новой технологии наночастицы смогут стать одним из самых распространенных препаратов для лечения различных заболеваний.

Российские разработки В 2008 году в результате многочисленных исследований, наконец, российские ученые создали новый препарат, побеждающий рак, аналогов которому нет в мире. И этот препарат – нанопорошок.

Что же происходит при использовании нанопорошка Раковые клетки по своей структуре очень рыхлые и пористые, а нано вещество, наоборот, обладает огромной поглощательной способностью. Этими свойствами решили воспользоваться учёные: «накормить» прожорливые раковые клетки микроскопическими наночастицами. Введенный в организм порошок мгновенно всасывается больными клетками. Дальнейшая схема действия наночастиц гениальна и проста. Скопления нанопорошка облучаются лазером. Сгорая, они попутно уничтожают и раковую опухоль. Электропроводимость тканей организма намного меньше, чем у нанопорошка, поэтому лазер не приносит вреда здоровым клеткам. Он убивает лишь раковые клетки, напичканные нано порошком, и опухоль исчезает за считанные дни.

Первые испытания Первые испытания уральские ученые провели совместно с московскими коллегами из Института общей физики и Онкологического центра имени Блохина. В кровь мышей, предварительно зараженных раковой клеткой, через вену вводились нанокомпозиты, покрытые углеродной оболочкой. Во время испытаний мышей облучали один раз в день по 15 минут. Результаты превзошли самые смелые ожидания ученых: через 20 дней раковая опухоль полностью рассосалась!

Нанопорошок нанопорошок – это вещество, уменьшенное в миллионы раз, называется нано веществом, Размер одной наночастицы более чем в 10 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса.

Мнение ученых Некоторые ученые утверждают, что ключом к этой технологии должно стать создание нанороботов, снабженных искусственным интеллектом. Но прежде чем говорить о создании крошечных роботов размером с молекулу, нужно ответить на более элементарный вопрос: могут ли роботы существовать вообще?

Материалы взяты с сайтов: brikamisli.ru/page/ revolution.allbest.ru И множество других