Прорыв в наномедицине

Автор(ы): Коллектив авторов

Аннотация

Курс посвящен углублению знаний потенциальных участников наноолимпиады в области наноматериалов и нанотехнологий для биологии и медицины. В рамках курса рекомендуется самостоятельно ознакомиться с представленными ниже материалами Недели Науки, курсами Стемфорда и пройти недавние тесты, которые помогут лучше подготовиться к XIII Всероссийской олимпиаде «Нанотехнологии — прорыв в будущее».

Цели и задачи

Основная цель курса — подготовка потенциальных участников Олимпиады в области наук о жизни и распространение знаний о возможном использовании наноматериалов и нанотехнологий в биологии и медицине. Задача курса — привлечение участников наноолимпиады и повышение качества их работ.

  • Аудитория
  • школьники 8 — 11 класса, студенты, учителя
  • Рекомендуемые лекции и материалы
  • Принципы регуляции и передачи сигнала в организмах
  • Создание, свойства и перспективы практического использования наноматериалов и радиоактивных материалов в медицине
  • Люминесцентные материалы: не только красиво, но и полезно
  • Оптические сенсорные системы для определения маркеров нейромедиаторного обмена
  • Радиохимия вчера, сегодня, завтра
  • Трехмерная печать биологических материалов
  • Аддитивные технологии в тканевой инженерии
  • Супрамолекулярные системы в химии и живой природе
  • Молекулярные машины
  • Современные вызовы биофизики
  • Партнерская программа
  • В 2018 / 2019 года в рамках Всероссийской олимпиады по нанотехнологиям будет организован новый совместный конкурс с АНО «еНАНО», для участия в котором следует ознакомиться с набором курсов Стемфорда и пройти любой из них на получение сертификата, который потребуется для участия в совместном конкурсе (остальные, традиционные конкурсы наноолимпиады не потребуют участия в партнерской программе и в них, конечно, по — прежнему можно будет свободно участвовать по желанию, напрямую, для прохождения отбора на очный тур наноолимпиады в МГУ и / или для получения ценных призов и подарков).
  • Самотестирование:
    • Тест «Наномир»
    • Тест «Живой мир»
    • Сложный тест «Нанохимический диктант»

    Просьба пройти эти курсы и, по возможности, принять участие в будущем конкурсе «Викторина», о котором говорится в описании тестов.

    Дополнительные материалы (навигатор):

    • Прорыв в наномедицине Жизнь бесконечна.

    Революция под названием «наномедицина» намечается уже сегодня » Против УЭК

    29-10-2015

    Что такое наномедицина?

    Прорыв в наномедицине

    Посвящается моему учителю и другу, одному из основоположников наномедицины в СССР,

    бывшему начальнику Центрального конструкторского бюро медицинской и специальной техники МОП СССР,

    д.т.н., профессору, лауреату Государственной премии, академику Якубовичу Семену Кузьмичу.

    Д.м.н. академик РАЕН Хесин А.И.

    Положение, сложившееся к настоящему времени в области медицинской науки, терапевтических методов лечения и клинической психологии, в значительной мере обусловлено неудовлетворенностью набором практических средств, которыми они располагают.

    Это активно побуждает исследователей к поиску новых подходов к разработке моделей высшей психической деятельности и технологий медицинской практики в области общей терапии, способствующих созданию более эффективных методов профилактики и лечения заболеваний человека.

    Современная медицина сегодня начинает активно использовать достижения нанотехнологий, тем самым обретает новое направление своего развития – под названием наномедицина.

    Настоящая статья является кратким аналитическим обзором нанотехнологий, прошедших клиническое тестирование, имеющих перспективы практического использования в медицинской практике и фармацеи.

    В этой статье я попробую систематизировать и обобщить проблемы и достижения наномедицины — медицинской науки, пока еще реально широко не существующей, а только зарождающейся.

    Именно эта отрасль медицины, по прогнозам ведущих ученых мира, будет преобладать во второй половине двадцать первого века.

    На сегодняшний день для понятия наномедицина, пожалуй, не существует исчерпывающего определения. Единственно, можно сказать, что наномедицина — это медицина, основанная на достижениях современной науки охватывающих практически все знания накопленные человечеством.

    Наномедицина является одним из активно развивающихся научных направлений медицинской науки и подразумевает — слежение, исправление, генетическую коррекцию и контроль биологических систем организма человека, на молекулярном уровне, используя наноустройства, наноструктуры и информационные технологии.

    Это определение было установлено ведущим первооткрывателем в этой области деятельности и аналитиком института по молекулярному производству IMM Робертом Фрейтасом. Проще говоря, наномедицина — это симбиоз традиционной, классической медицины, квантовой механики, ядерной физики и супрамолекулярной химии.

    Деятельность наномедицины направлена на использование достижений нанотехнологий при лечении и биологического омоложении организма человека, включая достижение его физического бессмертия.

    Современные воззрения медицинской науки в области развития органной патологии и патологии нервной системы, основываются на представлениях, что патологические образования есть клеточные структуры с изменёнными параметрами, объединённые в целостную систему [1].

    Возникающие системные механизмы патологических нарушений проявляются при разных формах патологии на различных уровнях структурно-функциональной организации нервной системы. В разных комбинациях и вариантах типовые патологические процессы проявляются в виде различных нозологических форм заболеваний.

    Развитие системно ориентированного подхода в нормальной физиологии и общей патологии, разработка на этой основе полипараметрической методологии и способов регулирования функциональных состояний организма как целостной системы, является сложной междисциплинарной научной задачей [2, 3, 4].

    Наномедицина, как наука, предназначена для того, что бы не просто улучшить существующие методы регулирования функциональных состояний организма человека, но и привнести качественно новые методы лечения.

    Этот качественный скачок в медицине должен воплотиться за счёт использования новых физических принципов, информационных и телекоммуникационных технологий, нанокомпьютеров и нанороботов.

    Современное состояние и тенденции развития нанотехнологий дают повод для оптимизма также относительно кибернетического пути развития наномедицины.

    Когда речь идет о развитии наномедицины, то имеются в виду следующие направления:

    использование нанотехнологического компьютерного интеллектуально-образного метода когнитивной графики для управления биологическими объектами организма с целью обеспечения регенерации органов систем и тканей, продления физического существования человека;

    • использование нанокомпьютеров с искусственным интеллектом и разумом, в том числе «умных нанороботов», размерами сравнимыми с размерами молекул и атомов для устранения патологических состояний и инфекционных агентов провоцирующих развитие заболеваний;
    • непосредственная манипуляция с помощью специальной техники отдельными составными элементами вещества, атомами, молекулами для генетической коррекции генома человека.
    • Развитие информационных и телекоммуникационных методов;
    • Развитие полипараметрической нанотехнологии функциональной и органной, в том числе морфологической диагностики, на основе интеллектуально-образных систем и когнитивной графики, а также нанокомпьютерных технологий управления функциональным состоянием организма человека.

    Поэтому переход от «классической медицины» к «наномедицине» — это уже не количественный, а качественный переход — скачок от манипуляции веществом методами биохимических реакций, к манипуляции отдельными составными элементами клеточного вещества от нано до йокто линейных размерностей.Таким образом, наномедицина, соответственно, работает и оперирует уже не с самим веществом, а с его составными элементами.

       Особенностью наномедицины является то, что она представляет собой сложнейший процесс, в котором новые методы или лечебный продукт предоставляют новые возможности и лучшие решения, без замены предшествующей медицинской методики или технологии производства лечебного продукта. Таким образом, использование нанотехнологий в медицине придает новую жизнь старым, проверенным временем методам и технологиям восстановления здоровья человека, а также продления его жизни, без какого либо изменения всей существующей сегодня технологической цепочки.

    • Современным естественным наукам неизвестно никакого фундаментального принципа, который бы запрещал продление жизни.
    • Средством для победы над старением становится комплекс высоких технологий под названием — наномедицина, она открывает новый мир возможностей по многим направлениям еще недавно кажущимся нам фантастикой.
    • Так что же может наномедицина?

    Многие говорят о нанотехнологиях в медицине и наномедицине как о научно-технической революции, но очень мало кто знает, что это такое. Мир меняется все быстрее и реальным становится многое из того, что раньше казалось фантастикой.

    Читайте также:  Бисогамма: инструкция по применению, цена и отзывы

    Наномедицина и нанотехнологии коренным образом меняют наши представления о человеке.

    О наномедицине способной являть «чудо» регенерации систем, органов и тканей организма человека, решать проблемы генетически обусловленных болезней, а также биологического старения можно говорить, как о научно-технической медицинской революции. Революция под названием «наномедицина» намечается уже сегодня.

    Наномедицина — новое перспективное научное медицинское направление, в основе которого лежит точечное воздействие на организм на атомном и молекулярном уровнях, а также использование предназначенных для этой цели новых физических принципов, миниатюрных нанороботов, информационных и телекоммуникационных технологий, нанокомпьютеров с искусственным интеллектом и Разумом.

    Современное состояние и тенденции развития наномедицины создают предпосылки для развития технологий кибернетической наномедицины. Это новое междисциплинарное направление медицинской науки в настоящее время находится в стадии становления.

    Его методы только выходят из лабораторий, а большая их часть пока существует только в виде проектов. Однако большинство экспертов полагает, что именно эти нанотехнологические методы станут основополагающими в XXI веке.

    Так, например, Американский Национальный институт здоровья включил наномедицину в пятерку самых приоритетных областей развития медицины в XXI веке, а Национальный институт рака США собирается применять достижения наномедицины при лечении рака.

    Применение нанотехнологий в терапии социально-значимых заболеваний человека, таких как онкология, кардиология, инфекционные заболевания позволит многие болезни просто вычеркнуть из списка опасных заболеваний, все будут наслаждаться жизнью намного дольше.

    Наука развивается стремительно и не удивительно, что и наномедицина уже через несколько лет станет такой же доступной, как Интернет!

    Все предыдущие научно-технические революции сводились к тому, что человек все более точно копировал материалы, созданные Природой. Прорыв в область нанотехнологий — совсем другое дело. Впервые человек становится способен создавать новую материю, которая Природе была неизвестна или недоступна.

    Фактически наука подошла к моделированию принципов построения живой материи, где действуют неизвестные современной науке законы.

    Однако преобладание в науке так называемой «инерции мысли», постоянно сводит понятие «нанотехнологий» к простейшему механистическому подходу: либо к изготовлению ультрамелкодисперсной фазы вещества, либо попыткам чисто механическим путем совместить несовместимое — сложить сложную биологическую конструкцию из отдельных элементов, не учитывая особенностей законов квантовомеханического мира. Журналисты, украшая свои статьи рисунками, подводных лодок с механизмами, отгрызающими «бляшки» на стенках сосудов, только зря пугают читателей. Молекулу, действующую «нанотехнологическим» методами, изобразить вообще невозможно — у нее нет «вида» в обычном нашем понимании.

    Примитивный механистический подход к использованию нанотехнологий, не учитывающий их способностей к ядерной трансформации вещества, может иметь катастрофические последствия.

    Одним из наглядных примеров этого безумия может быть создание ультрамелкодисперсной фазы вещества и использование ее, выдавая за нанотехнологии, для косметологических и терапевтических целей.

    Давно общеизвестно, что ультрамелкодисперсная фаза любого вещества является высокоактивным канцерогеном, то есть веществом, которое провоцирует развитие такого грозного заболевания как рак, при этом мало кто задумывается о последствиях.

    Развитие нанотехнологий ставят человечество так же перед новыми и подчас непредсказуемыми опасностями, особенно связанными с различного рода провокациями, из-за не достаточно грамотной оценки возможных глобальных последствий, именно поэтому возрастает роль государства, как гаранта, по обеспечению безопасности нанотехнологий.

    Это не пустые слова, а реальность, имеющая под собой действительно конкретные факты, когда все человечество, из-за полной безответственности и не компетентности научных консультантов, обслуживающих провокаторов, два раза оказалось на грани глобального уничтожения.

    Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что любое государство, овладевшее нанотехнологиями, автоматически возлагает на себя все бремя ответственности за судьбу всего человечества, причем значительно большем, чем при владении термоядерным оружием.

    Учитывая колоссальные по своему возможному масштабу применения для гражданского использования, нанотехнологии имеют так же прямую возможность военного назначения. Например: наномедицинская техника и наоборот, наномедицинская техника с измененными параметрами — одна эта фраза для умных специалистов говорит очень о многом.

    Поэтому нанотехнологии могут быть как великим благом, так и всеобщим уничтожением человечества, но лучше же чтобы они стали великим благом.

    На сегодняшний день ни в одной стране мира стандартов по контролю нанотехнологических устройств не существует. Единственным способом пока может являться прямое тестирование свойств готовых нанотехнологических устройств.

    Учитывая специфические особенности квантовой механики ядерной физики используемых в создании таких устройств, возникает настоятельная необходимость в проведении фундаментальных исследований законов нано-мира для определения критериев оценки нанотехнологий и формирования технических регламентов.

    Естественно без финансового участия государства, в виду высочайшей стоимости этих работ и обеспечения защиты коммерческой тайны, здесь не обойтись.

    Нанодиагностика

    За прошлые несколько десятилетий методы визуализации стали решающим инструментом в постановке диагноза болезни.

    Ядерно-магнитный резонанс и компьютерная томография — превосходные методы, но нанотехнология позволяет создать еще более чувствительные и чрезвычайно точные инструменты для диагностики in vitro и in vivo с возможностями, находящимися далеко за пределами современного диагностического оборудования.

    Как и при любом развитии диагностических методов, окончательная цель состоит в том, чтобы позволить врачам идентифицировать болезнь как можно раньше. Используя нанокомпьютеры и так называемый в медицине «феномен Хесина» (см. Большую медицинскую энциклопедию) создается принципиальная возможность постановки диагноза на клеточном и даже субклеточном уровнях(1993г.).

    Развитие полипараметрической нанотехнологии функциональной и органной, в том числе морфологической диагностики, на основе интеллектуально-образных систем и когнитивной графики, а также нанокомпьютерных технологий управления функциональным состоянием организма человека является сегодня одним из наиболее перспективных путей развития комплексной диагностики и клинической практической терапевтической деятельности. Новизна метода заключается в сочетании цветового теста Люшера и матричной когнитивной графики, использующей в своей основе самоподобие мультифрактальных структур, формируемых компьютерной системой и внутренними структурами организма. Принцип самоподобия естественным путём организует систему информационного взаимодействия «человек — машина». Системы «человек» и «машина» взаимодействуют между собой с помощью обратной связи, организованной на основе визуального когнитивного канала через функцию бессознательного, аналогично механизмам известного в физике и радиотехнике явления «обращения волнового фронта» (Открытия в СССР № 215 за 1976г.), используемого для восстановления потерянной информации в канале связи. Метод даёт возможность восстанавливать функциональные нарушения в организме человека как целостной системы.

    Оригинальность и эффективность метода позволяет утверждать, что его дальнейшее развитие даст возможность, решить вопрос обратимости патологических процессов, за счёт восстановления клеточных «матриксов», в соответствии с воззрениями Рекевега, основоположника гомотоксикологии [5], и учением А. Пишингера о решающей роли «матрикса» в организме человека.

    Дальнейшее развитие предложенного компьютерного интеллектуально-образного метода когнитивной графики ведёт к созданию новых медицинских технологий, связанных с регенерацией систем, органов и тканей человека, что позволит значительно повысить качество лечения заболеваний различных нозологических форм, в том числе на ранних стадиях.

    Технология позволяет также обойти медицинские проблемы, возникающие в процессе трансплантации органов и выращивания тканей организма с помощью так называемых «стволовых клеток», решить проблемы генетически обусловленных заболеваний.

    Однако в целях защиты от «недобросовестных конкурентов» пытающихся использовать данную технологию в военных целях и по соображениям безопасности в 1992г. вся техническая документация была уничтожена.

    В настоящее время ведутся работы по созданию более совершенных систем диагностики широкого спектра действия на основе использования так называемых «Живых компьютеров» работающих на новых физических принципах (см. статью «Живые компьютеры XXI века »), с высочайшей степенью защиты от несанкционированного доступа.

    Читайте также:  Ардуан: инструкция по применению, цена и отзывы

    Проведенные частные научные исследования и разработка технологии не имеют отношения к утверждённому Министерством науки РФ научному направлению «Развитие полипараметрической технологии функциональной диагностики, на основе интеллектуально-образных систем и когнитивной графики». Параллельно разрабатываемому Суперкомпьютерным центром Российской академии наук, Центром новых информационных технологий МГУ имени М.В. Ломоносова и Научно-исследовательским институтом нормальной физиологии имени им. П.К. Анохина.

    Продолжение:

    ЛИТЕРАТУРА:

    1. Крыжановский Г.Н., Общая патофизиология нервной системы Руководство — К85, М., Медицина, 1997.

    2. Анохин П.К., Очерки по физиологии функциональных систем. М., Медицина, 1975.

    3. Коган А.Б., Основы физиологии высшей нервной деятельности. М., Высшая школа, 1988.

    4. Котляр Б.И., Шульговский В.В., Физиология центральной нервной системы. М., Изд-во МГУ, 1979.

    5. Reckeweg H.H. Pathogenese und Therapie rheumatischer E

    6. А. Пашковская, «Выступление заместителя министра здравоохранения Т.И. Стуколовой, на Международном инвестиционном симпозиуме в Москве»., «Фармвестник»№11 2006 г.

    http://www.hesin-tech.ru/article11.html

    Наномедицина против стафилококка

    Исследователи из корпорации IBM и сингапурского Института биоинженерии и нанотехнологий совершили прорыв в области наномедицины.

    Созданные ими новые типы полимеров способны обнаруживать и уничтожать устойчивых к антибиотикам бактерий и возбудителей инфекционных заболеваний, в частности штамм золотистого стафилококка, устойчивый к метициллину (Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus, MRSA).

    MRSA — лишь один из видов опасных бактерий, обычно поражающих кожу, которыми легко заразиться в спортзалах, школах или больницах. В 2005 году бактерии MRSA стали причиной почти 95 тыс. серьезных инфекционных заболеваний, из них почти 19 тыс. случаев закончились в больницах США летальным исходом.

    Борьба с инфекциями, подобными MRSA, сложна вдвойне.

    Во-первых, микроорганизмы способны развиваться и эффективно противостоять действию антибиотиков, поскольку эти препараты оставляют клеточную стенку и мембрану их клеток почти неповрежденными.

    Во-вторых, большие дозы антибиотиков, необходимые для уничтожения такой инфекции, наряду с зараженными эритроцитами уничтожают и здоровые красные кровяные тельца.

    Антибактериальные агенты, разработанные в IBM Research и Институте биоинженерии и нанотехнологий, специально нацелены на зараженные зоны для системной доставки лекарственного вещества.

    Наноструктуры, обнаруженные благодаря принципам, применяемым в производстве полупроводников, как магнитом притягиваются к инфицированным клеткам, что дает возможность избирательно уничтожать бактерии, не разрушая здоровые клетки вокруг них.

    Кроме того, эти агенты препятствуют развитию у бактерий устойчивости к лекарственному средству, прорываясь через клеточную стенку и мембрану внутрь клетки бактерии, что позволяет говорить о принципиально ином способе атаки на инфицированные клетки по сравнению с традиционными антибиотиками.

    Как только эти полимеры начинают взаимодействовать с водой в организме или на теле человека, они самостоятельно образуют новую полимерную структуру, которая под воздействием электростатических сил притягивается к зараженным клеткам и перфорирует их клеточные стенки и мембраны. При этом важную роль играет электрический заряд в клетках, поскольку новые наночастицы притягиваются только к зараженным участкам, оставляя нетронутыми здоровые эритроциты.

    • «Сегодня мы можем использовать результаты многолетних исследований и разработок в области материаловедения для создания принципиально нового механизма доставки лекарственного вещества, способного сделать лекарства более эффективными и узконаправленными с точки зрения лечебного эффекта», — подчеркнул доктор Джеймс Хедрик, ученый из исследовательского центра IBM Research – Almaden, который занимается исследованиями перспективных органических материалов.
    • Созданные под его руководством антибактериальные полимеры испытаны против клинических микробных образцов в Государственной лаборатории диагностики и лечения инфекционных заболеваний, больнице First Affiliated Hospital, Медицинском колледже и Университете Чжэцзян в Китае.
    • В отличие от большинства антибактериальных агентов, эти структуры являются биодеградируемыми (то есть поддаются биологическому разложению) и могут выводиться из организма, не накапливаясь в его органах.

    При производстве в промышленном масштабе данные биологически разлагаемые наноструктуры могут вводиться в организм непосредственно или наноситься на кожу, что позволит лечить кожные инфекции с помощью таких предметов повседневного использования, как дезодоранты, мыло, влажные салфетки и др. Эти наноструктуры могут также быть использованы для заживления ран, лечения туберкулеза и легочных инфекций.

    «Используя наши новые наноструктуры, мы можем предложить действительно эффективное терапевтическое решение для лечения инфекций MRSA и других инфекционных заболеваний», — заметила доктор Йиян Янг, руководитель научной группы в Сингапурском институте биоинженерии и нанотехнологий.

    Исследователи из корпорации IBM применяют принципы нанотехнологий и для других инноваций в медицине, таких как «ДНК-транзистор» (DNA Transistor) и трехмерная магнитно-резонансная томография (3-D MRI).

    Последняя подобная работа ученых IBM — одноступенчатый тест экспресс-диагностики, основанный на инновационном кремниевом чипе, для которого требуется существенно меньше биоматериала.

    Этот тест, названный «Лаборатория на чипе» (Lab on a Chip), может выполняться намного быстрее традиционных аналогов, он портативен, прост в использовании и применим для диагностики многих болезней.

    Результаты этого теста быстры и точны, так что небольшой образец крови пациента может быть проверен непосредственно после сердечного приступа, и врач сразу может предпринять необходимые действия, чтобы помочь пациенту выжить.

    Соглашение между Роснано и ФМБА позволит совершить прорыв в инновационной медицине

    Соглашение между госкорпорацией Роснано и Федеральным медико-биологическим агентством (ФМБА) позволит совершить прорыв в инновационной медицине, убеждены главы этих ведомств Анатолий Чубайс и Владимир Уйба. Вчера они подписали документ.

    Одно из направлений сотрудничества — внедрение нанотехнологий в медицине и фармакологии. Как отметили участники соглашения, в России есть немало новых технологий, в том числе апробированных, прошедших клинические испытания. Сейчас речь идет об их тиражировании.

    Роснано уже реализует восемь медицинских проектов с использованием нанотехнологий, в их числе брахеотерапия — борьба с онкологическими заболеваниями не с помощью операций, а путем внесения в опухоль наночастиц, которые уничтожают ее своим излучением.

    Как пояснил Владимир Уйба, в России большинство онкологических больных (например, раком простаты) излечиваются только операционным путем, приводящим нередко к тяжелым осложнениям. А в развитых странах при аналогичных заболеваниях примерно в 90 процентах случаев используется метод безоперационного лечения. И люди не умирают и не страдают от последствий.

    Он также напомнил, что сейчас готовится постановление правительства о создании центров ядерной медицины, первый из которых будет запущен в Димитровграде Ульяновской области.

    Цена проекта — 14 миллиардов рублей, но, по подсчетам правительства, он позволит государству сэкономить не менее 250 миллиардов, ведь лечение ядерными технологиями будет стоить дешевле, чем хирургическое вмешательство и долгое долечивание после него. Каждый центр ядерной медицины рассчитан на 30 тысяч человек в год, уточнил Владимир Уйба.

    Также Роснано совместно с ФМБА уже занимается внедрением таких направлений в медицине, как плазмоферез, производство нановакцины против гриппа, изготовление сердечных наноклапанов.

    Параллельно с внедрением нанотехнологий будут изучаться и возможные побочные эффекты от применения новых препаратов, формируется новая дисциплина — нанотоксикология.

    «Наночастицы очень эффективны при лечении многих болезней, но они накапливаются в организме, их надо тщательно дозировать, а какие объемы введения являются предельно допустимыми, надо еще изучать опытным путем, ведь главная заповедь врачей — не навреди.

    Прежде чем переходить на внедрение нанопрепаратов в практическую медицину, все они будут проходить испытания на биологических моделях и животных», — подчеркнул глава ФМБА. Анатолий Чубайс добавил, что ведомства будут вырабатывать собственную методическую базу для оценки безопасности в наномедицине.

    Читайте также:  Акне (угревая сыпь, угри на теле). лечение, причины, как избавиться от угревой болезни

    Пользуясь случаем, журналисты спросили Анатолия Чубайса и о перспективе создания в России Кремниевой долины (аналога Силиконовой), ведь Роснано определена основным подрядчиком проекта.

    По словам руководителя госкорпорации, площадка для долины скорее всего будет выделена в Подмосковье, хотя вопрос еще до конца не решен — сформирован предварительный перечень площадок, и он может быть расширен.

    Выбор будет сделан в течение года. А первые результаты работы по созданию Кремниевой долины могут появиться уже в течение пяти лет.

    «У нас есть годовой план и есть пятилетнее видение, очень предварительное», — сказал он.

    По его словам, в мире существуют примеры провала проектов такого рода. «В нем есть и некая нематериальная, почти мистическая компонента. Это проект такого зарождения жизни в наших реальных российских условиях», — добавил глава Роснано.

    За 5 лет рынок наномедицины может вырасти на 80%

    По мнению экспертов, в ближайшие пять лет нас ждет прорыв в сфере наномедицины. Уже сейчас этот рынок велик, а в ближайшие пять лет он может практически удвоить оборот.

    По прогнозам аналитиков Global Industry Analysts объем рынка продуктов, связанных с наномедициной, составлявший в 2010 году 63,8 млрд. долларов, а в 2011 году 72,8 млрд.

    долларов, достигнет к 2016 году объема в 130,9 млрд. долларов.

    Современные технологии позволяют работать с веществом в масштабах, которые ранее казались невероятными – на уровне отдельных молекул и атомов. Вещество это может быть и органическим, что естественным образом дает толчок к развитию новой области – наномедицины.

    Впервые мысль о возможности использования микроскопических роботов в медицине говорил еще Ричард Фейнман в своей знаменитой лекции «Там внизу много места» в 1959 году, однако лишь теперь уровень наших технологий позволяет нам реализовать на практике.

    Применение тонких технологий позволяет менять свойства контрастного вещества, что во много раз повышает точность традиционных методов визуализации  – радиографии, эхографии, УЗИ, МРТ.

    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.

    В некоторых случаях единая система может осуществлять как функцию диагностики, так и функцию лечения. Например, отличным средством для медицинской диагностики опухолей являются флуоресцентные полупроводниковые квантовые точки.

    Они концентрируются в пораженных тканях, облегчая визуализацию даже на очень ранних стадиях. Для борьбы с опухолями в лабораторных экспериментах успешно применяются золотые наночастицы, которые при облучении инфракрасным излучением нагреваются и могут «зажарить» вокруг себя вредоносные клетки.

    Совсем недавно ученым удалось объединить эти две наночастицы, поместив квантовые точки в оболочки из золота, так что половина ее флуоресцентного излучения проходит через золотую оболочку, обеспечивая необходимый терапевтический эффект.

    При этом половина ее флуоресцентного излучения проходит через золотую оболочку, чего достаточно для визуализации, а при накапливании наночастиц в тканях опухоли можно начинать нагрев их золотой оболочки.

    Другим направлением медицинских нанотехнологий является так называемая адресная доставка лекарств.

    Большая проблема в повышении эффективности лекарств – это улучшение способности препаратов направляться туда, где они необходимы, и защита их от разрушения во время циркуляции с кровью по организму.

    Как указывают исследователи, из 100000 молекул вещества только одна достигает цели, что заставляет вспомнить старую поговорку, что если болезнь не убьет человека, то уж лечение точно доконает.

    Решение проблемы следующее – поместить молекулу или несколько молекул лекарства в капсулу, которая защитит его от разрушения, пока оно не достигнет цели. Кроме того, оболочка может быть разработана таким образом, что больная ткань как бы притягивает ее, облегчая достижение цели.

    Классическим примером являются молекулы фолиевой кислоты, которые активно захватываются клетками опухолей. Универсальными молекулами, узнающими поверхность клетки-мишени, могут быть антитела. Необходимо лишь знать, против каких поверхностных антигенов клетки их нужно конструировать.

    Применение этой технологии позволяет на порядки снизить дозу вводимого лекарства, что уменьшит негативные побочные эффекты, которые порой бывают очень серьезными, например, при лечении онкологических заболеваний.

    Также присутствует возможность управлять высвобождением лекарства из контейнера.

    Так, при использовании в качестве контейнеров наночастиц с металлическим ядром и полимерной оболочкой, в которой содержатся лекарственные соединения, можно вызвать их высвобождение с помощью нагревания переменным магнитным полем или лазерным лучом.

    Особые свойства наноматериалов могут быть использованы для выращивания искусственных органов и тканей.

    Например, разработана методика восстановления хрящевой ткани, которая имела механические и биохимические свойства, близкие к естественному хрящу.

    Существуют разработки использования наноматериалов для восстановления костной ткани, в частности, механических свойств зубной эмали.

    Однако конечно же все эти разработки меркнут в сравнении с главное перспективой медицинских нанотехнологий – созданием автономного робота, который сможет функционировать внутри живого организма, перемещаясь по капиллярам и устраняя все возникающие повреждения, или предотвращая возникновение таковых. Использование нанотехнологий в медицине, в первую очередь, связывают с нанороботами. Хотя отдельные части такого робота уже созданы и проходят испытания в лаботаториях, объединение их в единое устройство пока остается теоретической разработкой.

    Материалом для робота послужат углеродные соединения, чтобы избежать возможного отторжения. Перемещаться в кровотоке от сможет с помощью сокращения пучка жгутиков, так перемещаются многие бактерии.

    Такой робот должен обладать хорошей навигационной системой, позволяющей перемещаться по кровеносным сосудам и обладать системой сенсоров для наблюдения и взаимодействия со средой. Робот должен обладать манипуляторами для работы с внешними объектами.

    Также нанороботу необходима мощная транспортная система, доставляющая отдельные атомы и молекулы от хранилищ к наноманипуляторам, и обратно.

    Вводиться нанороботы будут с помощью инъекции.

    Типичная наномедицинская обработка (например, очистка от бактериальной или вирусной инфекции), вероятно, будет состоять из инъекции нескольких кубических сантиметров нанороботов микронного размера, растворенных в жидкости (возможно в воде или в солевом растворе). Типичная терапевтическая доза может включать от 1 до 10 триллионов отдельных нанороботов.

    Нанороботы смогут выполнять самые различные, в том числе сложные функции. Это и работа фагоцитов – борьба с бактериями и вирусами, и чистка сосудов от отложений, и нормализация и регулировка работы клеток, и уничтожение раковых клеток и многое другое. После выполнения задачи роботы будут выводиться из организма естественным путем или же распадаться.

    Как мы видим, перспективы наномедицины фантастичны и радужны.

    Остается надеяться, что разум человека возобладает над злобой и воинственностью и не позволит ему применить новые знания для уничтожения и в этом случае наномедицине предстоит уничтожить почти все широко распространенные заболевания двадцатого столетия, боль, увеличить срок жизни человека и расширить наши умственные и физические возможности. Нанотехнологии в медицине тесно связаны с другими отраслями, такими как электроника или наноматериалы. Без наноэлектроники, к примеру, невозможно создать управляемого наноробота.

    Оставьте комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *