Презентация на тему: Нанотехнологии для медицины 9 класс

Нанотехнологии для медицины Соловьева Александра, 9 класс МБОУ г.Астрахани «Гимназия №3»

Актуальность История Направления Проекты Роснано Наномедицина. За и против

Актуальность

Ричард Фейнман, 1959 г., лекция «Там внизу есть много места». Рассматривал возможности химических манипуляций на атомарном уровне и предположил, что когда-нибудь пациент будет просто «глотать хирургическую машину», которая прибудет на место и все подлатает. Фолькмар Вайссиг (Аризона), профессор-фармаколог, середина 90-х. Обнаружил, что хорошо известное композитное вещество может самособираться в пустотелую сферу диаметром 50 нм, сходную с липосомами и что такая сфера может доставлять ДНК или другой груз сквозь клеточную мембрану к митохондрии. Варрен Чан (Торонто) занимался квантовыми точками, наночастицами на основе кадмия диаметром от 1 до 6 нм, которые другие исследователи пытали применить для создания солнечных элементов. Обнаружил, что эти точки, которые испускают свет различной длины волны, проще говоря, разного цвета в зависимости от размера, можно «прилепить» к белкам в клетке и сделать из них прекрасный инструмент диагностики.

Точечная доставка лекарств Диагностика Лечение заболеваний, увеличение продолжительности жизни Производство вакцин

Наночастица выступает в роли носителя нескольких молекул препарата, которые доставляются непосредственно к пораженному участку или для переноски фрагментов ДНК, содержащих ген, задача которого – выполнить ту или иную операцию, отрегулировать, запустить или приостановить тот или иной биологический механизм Например, у людей, больных диабетом, тромбофлебитом, возникают трофические язвы. Они появляются вследствие нарушений кровоснабжения и приводят к некрозу тканей. Как правило, это приводит к ампутации конечности или к летальному исходу. Однако инновационная медицина предлагает следующее решение: мы можем взять известный нам  ген прорастания сосудов, который по ряду причин у этих людей не работает, синтезировать его, а затем ввести в больную ткань. Для выполнения последней операции мы поместим ген в наночастицу, окружим специальными веществами, которые легко разрушаются, придаем гену вид вируса, потому что наши клетки умеют захватывать вирус. В итоге ген под видом вируса подходит к клетке, она его захватывает и несет внутрь, в ядро. В ядре синтезированного гена считывается информация, вследствие чего начинает стимулироваться рост сосудов. В течение пары месяцев у человека вырастают новые сосуды и ампутации удается избежать.

Использование определенных типов наночастиц позволяет осуществлять прижизненную визуализацию отдельных патологически измененных клеток и даже молекул, являющихся маркерами распространенных заболеваний. Контрастное вещество для молекулярной диагностики состоит из наночастиц, с которыми соединены визуализирующие компоненты и определенные антитела, либо какие-нибудь другие молекулы, способные отыскать цель. Когда контрастное вещество вводится в кровеносное русло, его поисковые компоненты взаимодействуют с целевыми структурами на поверхности больной клетки по принципу «ключ-замок», и визуализирующие компоненты попадают в больные ткани. После этого остается «считать» визуализированную информацию. Сложные молекулярные контрастные вещества, создаваемые на основе нанотехнолоий, пока еще не доступны для клинической практики, однако уже внедрены простые контрастные вещества, которые состоят из наночастиц окиси железа. Они обеспечивают высокую контрастность в диагностике заболеваний печени.

Создали наногильзы, которые перемещаются по кровеносной системе. К поверхности гильз прикрепляется антитела, поражающие раковые клетки. Через несколько часов после их введения организм облучают инфракрасным светом, который наногильзы преобразуют в тепловую энергию. Эта энергия и разрушает раковые клетки. Технология успешно протестирована на подопытных мышах с раковыми опухолями. Разработал наноразмерные разветвленные полимеры для лечения глазных ран – дендримеры. Апробируют технологию «нанонейровязание разорванного глазного тракта с восстановлением его функций», которая позволит решить ряд серьезных медицинских задач в области офтальмологии. Создали биочип, позволяющий за несколько часов диагностировать ряд социально-опасных заболеваний, например, туберкулез. Раньше только на медицинские исследования требовалось не меньше месяца. Даже если не учитывать социальный фактор, то экономический эффект от снижения затрат на диагностику составляет 20 тыс. рублей на одно исследование. При этом в настоящее время в России исследования нанотехнологий в медицине проводятся двумя десятками научных организаций

Подопытным мышам через полчаса после инфаркта ввели препарат на основе веществ, способных к самоорганизации в длинные и тонкие нановолокна, которые и заполняют рану в сердечной мышце. Одновременно они обладают свойством связываться с гепарином тканей, который аккумулирует на себе так называемые факторы роста, также способствующие заживлению поврежденных тканей сердца. Это позволило сердцу восстановиться практически полностью и функционировать так же, как у здоровых мышей. Разработал наноразмерные разветвленные полимеры для лечения глазных ран – дендримеры. Апробируют технологию «нанонейровязание разорванного глазного тракта с восстановлением его функций», которая позволит решить ряд серьезных медицинских задач в области офтальмологии.

Проекты Роснано

Некоторые исследования, проведенные на клеточных культурах, показали, что наночастицы являются цитотоксинами Наночастицы состоят из неразложимых металлов, которые могут накопиться в организме. Когда вещество измельчаешь, оно приобретает новые свойства, которые могут быть вредны.

Роснано http://www.rusnano.com/about/press-centre Федеральный интернет-портал «Наноматериалы и нанотехнологии» http://www.portalnano.ru/read/tezaurus/definitions/nanomedicine Сайт о нанотехнологиях №1 В России http://www.nanonewsnet.ru/blog/nikst/nanomeditsina-na-sluzhbe-zdorovya-cheloveka «НАНОМЕДИЦИНА И НАНОТОКСИКОЛОГИЯ» (сборник тезисов и статей) http://amedpharm.ru/files/249.pdf Наномедицина против рака (статья) http://www.gazeta.ru/science/2010/11/25_a_3446833.shtml