XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Нанотехнологии – использование свойств материалов и объектов в нанометровом масштабе, в том числе объемных свойств вещества для создания более совершенных приборов и материалов, которые смогут реализовать эти свойства. Наночастицы активно используются в различных сферах индустрии общества, таких как: медицина, фармакология, косметология, а также пищевая промышленность, входят в состав гигиенических средств и биологически активных добавок. В связи с этим главной задачей является исследовать влияние данного вещества на организм человека.

Широко распространена диагностика на основе нанотехнологий в неврологии. Благодаря нанотехнологиям происходит совершенствование метода магнитно-резонансной томографии. В ходе эксперимента, проведенного над крысами, удалось получить контрастные МРТ – изображения очагов воспаления в нервной системе. Наночастицы железа, которые вводились грызунам с экспериментальным аутоиммунным энцефаломиелитом, поглощаются фагоцитами, накапливающимися в зонах поражения. Также нанотехнологии активно используются для выявления дефектных генов и белков. Например, для выявления генетического риска развития болезни Паркинсона была использована APEX – технология. На одном чипе были совместно типированы 19 генов нейротрансмиттеров и их рецепторов и 50 однонуклеотидных полиморфизмов. Было установлено расхождение в частотах аллелей и генотипов между пациентами с болезнью Паркинсона и контрольной группой по ряду полиморфных вариантов генов серотониновых рецепторов, проопиомеланокортина и гена Вольфрам-синдрома. На основе этого были обнаружены определенные корреляции с клиническим течением болезни Паркинсона. Данная работа показывает высокую значимость чиповых нанотехнологий для эффективного определения индивидуальной предрасположенности к мультифакторным заболеваниям.

С каждым годом все чаще применяются нанотехнологии для борьбы с онкологическими заболеваниями. Были созданы углеродные нанотрубки, которые под воздействием излучения близкого к инфракрасному способны уничтожать злокачественные клетки в теле. Эти частицы являются своего рода антителами раковых клеток, однако при этом понадобится инфракрасное излучение. На данный момент вопрос о том, когда данная технология получит распространение остается открытым.

Кроме того, в недавнее время были проведены исследования на мышах. С помощью наноигл в организм животных вводили нуклеиновые кислоты, которые способствовали регенерации органов и нервных клеток и восстанавливали утерянную работоспособность. Наноиглы сделаны так, что после выполнения своей функции они остаются в организме и через некоторое время разлагаются в нем. При этом побочных эффектов обнаружено не было. Что касается человека, то наноиглы можно применять для доставки необходимых средств в организм человека при трансплантации органов.

Для замены наноигл были разработаны нанопластыри. Они созданы для доставки необходимых лекарств без использования игл и шприцов. Нанопластыри приклеиваются к руке и доставляют определенную дозу наночастиц лекарственных средств внутрь организма. Ученые отмечают, что в будущем нанопластыри будут использовать для борьбы с раком. Это поможет отказаться от химиотерапии, так как нанопластыри смогут находить и уничтожать раковые клетки и оставлять здоровые клетки нетронутыми.

Нанотехнологии широко применялись во время военных действий. Так, во время Первой мировой войны немцы применяли хлор, который стал первым химическим оружием. При контакте с парами воды он образует соляную кислоту. При вдыхании она разъедает легкие, что приводит непосредственно к смерти. Однако уже в 1938 году немцам удалось синтезировать более токсичное средство – зарин, а в 1944 еще более токсичный зоман. Эти вещества вызывают отравление при вдыхании или попадании на кожу. При стимуляции нейронов в синапсе происходит выброс нейромедиатора ацетилхолина, вследствие этого происходит передача импульса к органу или мышце. В норме ацетилхолин расщепляется, и передача прекращается, но зарин убивает фермент, расщепляющий ацетилхолин, в связи с этим сигналы непрерывно передаются, что приводит органы к истощению. Из этого следует, что проблема нейтрализации ядов очень важна. Именно поэтому были предложено использование наночастиц. Это частицы, которые имеют в своем составе фермент, нейтрализующий зарин и другие газы. Введение подобных наночастиц в организм крысам спасло 80% животных от яда. Существует надежда, что этот препарат будет успешно применен на людях и сможет спасти их жизни.

В современное время исследование в области нанотехнологий движутся вперед. Проводятся исследования, которые показывают, что нанотехнологии могут сыграть огромную роль в борьбе с болезнями. Сегодня уже применяются имплантирующие устройства, причем как простые механические суставы, так и детали для сложных сердечных электростимуляторов. В будущем разнообразие данного рода устройств будет возрастать, и происходит это благодаря достижениям нанотехнологий.

Список использованной литературы:

Кузнецов, Н.Т. Основы нанотехнологии /Н.Т. Кузнецов, В.М. Новоторцев, В.А. Жабрев, В.И. Марголин. — Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. — 397с.

Черненко, Г.Т. Нанотехнологии: настоящее и будущее /Г.Т. Черненко; Куберский И.Ю., Стефанович И.В. — Санкт-Петербург: ООО "Узнай мир", 2015. — 80с.

Биомолекула [Электронный ресурс] /. — Электрон. текстовые дан. — Режим доступа: https://biomolecula.ru/themes/nano?page=2, свободный

Пигович, И.Б. SurgeryZone [Электронный ресурс] / И.Б. Пигович. — Электрон. текстовые дан. — Режим доступа: http://surgeryzone.net/info/informaciya-po-nevrologii/nanotexnologii-v-nevrologii.html, свободный