X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В последнее время термин «нанотехнологии» уверенно, но незаметно для большинства людей пробирается в нашу жизнь. В наши дни все предметы материальной культуры стремятся к уменьшению. Телефоны и компьютеры становятся всё меньше, телевизоры – тоньше, камеры и микрофоны можно уже не заметить из-за их крошечности. Ещё несколько десятков лет назад никто не поверил бы в компьютер, который можно запросто поставить на стол и для которого не надо выделять целую комнату. То же самое касается и телефона без проводов, который помещается на ладони и имеет встроенную камеру. Сейчас в планах учёных создание телефонов и телевизоров настолько маленьких, что их можно поместить непосредственно в голову человека. Осуществление такой, как может показаться, сумасшедшей, задумки может обеспечить стремительно развивающаяся научная отрасль — нанотехнология.

Нанотехнология — область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

Наномедицина.

Наномедицина – это, по определению ученого Роберта Фрейтаса (Robert Freitas), «…слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне с использованием разработанных наноустройств и наноструктур».

Наномедицина в последние годы развивается исключительно быстрыми темпами и привлекает всеобщее внимание не только чисто реальными достижениями, но и своим социальным вкладом. Под этим термином (отражающим и перспективу) сегодня понимают применение нанотехнологий в диагностике, мониторинге и лечении заболеваний.

Все варианты применения нанотехнологии в медицине можно разделить на три большие группы:

1) терапевтические подходы, основанные на применении нанотехнологии;

2) диагностические наномедицинские процедуры;

3) использование наноматериалов в технологии изготовления различных изделий медицинского назначения.

Лаборатория на чипе, иначе микросистемы полного анализа — миниатюрный прибор, позволяющий осуществлять один или несколько многостадийных (био) химических процессов на одном чипе площадью от нескольких мм² до нескольких см² и использующий микро- или наноскопические количества образцов для пробоподготовки и проведения реакций

В настоящее время лаборатория на чипе можно применять для:

Мгновенного анализа крови

В эндокринологии

Для анализа ДНК

В онкологии

В гематологии

С общего анализа крови начинается практически любая диагностика. По его результатам можно сузить число предполагаемых заболеваний со сходной симптоматикой и распознать многие патологические состояния. чип, который сможет не только сортировать и подсчитывать форменные элементы крови без громоздкого и дорогостоящего оборудования, но и выделять из образца клетки одного вида. Чип использует схожий механизм фильтрации, имитируя в пористом материале микроканала эндотелиальные щели На первом этапе будут определяться простейшие признаки воспалительных заболеваний, такие как повышение числа лейкоцитов и нарушение их связывания с белком. В норме чип захватывает до 99 процентов лейкоцитов. Провели ряд опытов, когда в организме проходят реакции воспаления, наблюдалось резкое снижение процента захваченных чипом лейкоцитов. Таким образом, число оставшихся после прохождения чипа свободных лейкоцитов служит надёжным диагностическим признаком и позволяет оценить степень тяжести заболевания.

В эндокринологии. Гликемия-содержание глюкозы в крови. В последние годы появились единичные сообщения о разработке нанороботов, призванных осуществлять контроль уровня гликемии у пациентов с сахарным диабетом. Использование такого подхода позволяет избежать многократного, иногда на протяжении многих лет, взятия крови для определения уровня глюкозы. Кроме того, применение нанороботов, остлеживающих уровень глюкозы в крови, позволит повысить степень информированности пациентов о заболевании и обеспечить более четкий контроль концентрации глюкозы в крови. При этом создается уникальная возможность оценивать степень поглощения глюкозы различными тканями и идентифицировать ткани с наиболее выраженными нарушениями захвата глюкозы. Дополнительную диагностическую информацию может дать мониторинг концентрации глюкозы в крови у пациента, находящегося в различных состояниях (покой, физическая нагрузка, до и после приема пищи и т.д.

В онкологии. Нанотехнологии с каждым годом играют все более важную роль в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Они упрощают процесс распознавания и выявления опухолей. Наночастицы используют для безболезненной визуализации опухолей. Способствуют повышению контрастности при проведении сканирования. Основные достоинства данного метода это возможность видеть изображение в режиме реального времени и не требуют большого и дорогостоящего оборудования.

Анализ ДНК. С помощью чипов возможно определение структуры ДНК, выявление и распознавание генов человека, в том числе и тех которые отвечают за конкретные заболевания. В данный момент полный анализ ДНК человека дорогостоящая процедура, что естественно, не позволяет исследовать геном пациента и на его основе лечить наследственные заболевания. В будущем данная процедура может стать вполне клинической, как например, анализ крови.

Заключение

В скором времени медицина перейдет на клеточный уровень воздействия и лечения, благодаря которым станет возможным лечение и предупреждение многих заболеваний, их ранняя диагностика развивающихся на клеточном уровне. Многие болезни человека берут свое начало из-за нарушения в работе или структуре клеток. С помощью нанотехнологий врачи от операций на органах медицина перейдёт к операциям на молекулах. Нанороботы будут способны ремонтировать клетки. Появится возможность заменять устаревшие клетки новыми и решить проблему старения.

Код для цитирования: Скопировать