Закладки by Каріна Аблоухова

Нанотехнології в біології

karina2403031 — 2020-04-27 09:51:02 UTC

Сьогодні ми все частіше чуємо слова нанонауки, нанотехнології, наноструктуровані матеріали і об'єкти. Частково вони вже увійшли в повсякденне життя, ними позначають пріоритетні напрямки науково-технічної політики в розвинених країнах. А що ж розуміють під нанотехнологіями?

karina2403031 — 2020-04-27 10:00:53 UTC

Сама приставка "нано-" походить від грецького слова "nanos", що перекладається як "карлик" і означає одну мільярдну частину чого-небудь. Один нанометр (1 нм) - одна мільярдна частка метра (10-9 м)Як уявити собі таку коротку дистанцію? Найпростіше це зробити за допомогою грошей: нанометр і метр співвідносяться за масштабом як копійчана монета і земну кулю. Нанометрів вимірюються лише найпримітивніші істоти, такі як віруси, їх довжина в середньому 100 нм. Жива природа закінчується на рубежі приблизно в десять нанометрів - такі розміри мають складні молекули білків, будівельні блоки живого. Прості молекули в десятки разів менше. Величина атомів - кілька ангстрем (один ангстрем дорівнює 0,1 нм). Наприклад, діаметр атома кисню - 0,14 нм. Тут і проходить нижня межа наносвіту, світу наномасштабів. Саме в наносвіті йдуть процеси фундаментальної важливості - відбуваються хімічні реакції, вибудовується сувора геометрія кристалів, структури білків. З цими процесами і працюють нанотехнологи. Завдяки малому розміру наночастинки відрізняються за властивостями як від окремих атомів, так і від об'ємного матеріалу, що складається з багатьох мільярдів атомів. Наприклад, нанозолото по хімічній активності в багато разів перевершує звичайне. Срібло не розчиняється в більшості кислот, за винятком концентрованої сірчаної та азотної. Однак, наночастинки срібла розчиняються навіть в слабких кислотах. Таких як, наприклад, оцтова.

karina2403031 — 2020-04-27 10:04:54 UTC

Нанотехнології - це способи створення нанорозмірних структур, які надають матеріалами і пристроїв корисні, а іноді просто незвичайні властивості. Нанотехнологія дозволяє помістити частку ліки в нанокапсул і точно націлити на уражену хворобою клітку, не пошкодивши сусідні. Фільтр, пронизаний незліченними нанометровими каналами, які пропускають воду, але занадто тісні для домішок і мікробів, теж продукт нанотехнологій. У лабораторіях нанотехнологів вже випробовуються суперматеріали - вуглецеві волокна, в тисячі разів міцніший за сталь, покриття, що роблять предмет невидимим. А деякі види нанопродукціі вже продаються в магазинах. Наприклад, слово «нанокосметика» все частіше звучить в рекламних роликах: наночастинки, що входять до складу косметичних кремів, видаляють дрібні забруднення з шкіри. Відомо, що мікроби не люблять срібло, але виявляється, що у вигляді наночастинок воно їх просто жахає і спонукає до втечі. Тканини з добавками такого срібла набирають популярність у справжніх цінителів гігієни - з них вже роблять навіть «наноноскі». Втім, багато хто з давно звичних речей теж неможливі без «нано»: процесор вашого комп'ютера містить мільйони нанорозмірних транзисторів, над дисплеєм теж, швидше за все, попрацювали нанотехнологи. «Нано» вже всюди - військові використовують нанотехнології, медики використовують нанотехнології, навіть виробники продуктів харчування, і ті використовують нанотехнології.

karina2403031 — 2020-04-27 10:06:00 UTC

Сьогодні нанотехнології - це сама фінансована область науки в світі. Прогрес в цій області пов'язаний в першу чергу з розробкою наноматеріалів для аерокосмічної, автомобільної, електронної промисловості, однак не залишаються осторонь від нанотехнологій і медицина і фармація. Уже не перший рік в медицині існує такий напрямок, як наномедицина, що займається стеженням, контролем, конструюванням і виправленням порушень в організмі людини на молекулярному рівні, використовуючи наноустройства і наноструктури. За останні 20 років нанотехнології мали істотний вплив на системи доставки ліків, дозволили вирішити питання розчинності і біодоступності лікарських препаратів, допомогли зменшити системні і нецільові побічні ефекти.

karina2403031 — 2020-04-27 10:07:39 UTC

Більше половини фармацевтичних компаній-виробників, які активно працюють в області наномедицини, використовують нанотехнології для розробки систем доставки активних лікарських речовин до органів і тканин-мішеней. А ведуча область застосування цих систем - онкологія. Специфічні форми і малі розміри дозволили здійснювати доставку різних терапевтичних агентів до важкодоступних цілям, наприклад, дозволили подолати гематоенцефалічний бар'єр або доставляти ліки всередину клітинного ядра. Також нанотехнології дозволяють вирішити проблему недостатньої розчинності лікарських засобів: 40% нових активних речовин, які зараз знаходяться в розробці, розчиняються погано і, відповідно, володіють недостатньою біодоступністю

karina2403031 — 2020-04-27 10:11:27 UTC

Адресна доставка ліків до хворих клітин є важливим завданням фармацевтики, вона дозволяє медикаментів потрапляти тільки в хворі органи, уникаючи здорові, яким ці ліки можуть завдати шкоди. Як засоби доставки в даний час використовують:

- Липосоми
- Наносфери і нанокапсули
- Вуглецеві нанотрубки
- Фулерени
- Нанопокриття

Ліпосоми були отримані ще в 60-і роки минулого століття. Вони являють собою замкнуті бульбашки з фосфоліпідів. Ліпосоми виходять з кров'яного русла в тканини там, де проникність судин підвищена, тобто в зростаючих злоякісних пухлинах. Отже, на поверхні ліпосом можна закріпити антитіла, здатні розпізнавати специфічні для пухлини антигени і, таким чином, забезпечити доставку ліки саме в пухлинні клітини.

karina2403031 — 2020-04-27 10:14:38 UTC

Ключові технології і матеріали завжди відігравали велику роль в історії цивілізації, виконуючи не тільки вузько виробничі функції, але і соціальні. Досить згадати, як сильно відрізнялися кам'яний та бронзовий століття, століття пара і вік електрики, атомної енергії і комп'ютерів. На думку багатьох експертів, XXI ст. буде століттям нанонауки і нанотехнологій, які і визначать його обличчя. Вплив нанотехнологій на життя обіцяє мати загальний характер, змінити економіку і торкнутися всі сторони побуту, роботи, соціальних відносин. За допомогою нанотехнологій ми зможемо економити час, одержувати більше благ за меншу ціну, постійно підвищувати рівень і якість життя.

Трансгенні організми: ЗА і ПРОТИ

karina2403031 — 2020-05-22 13:12:46 UTC