NOWY PORTAL - wersja BETA
mamy już
507redaktorów
o co chodzi w portalu
Kliknij tutaj, aby szukać po branży
dodaj artykuł
ZLECENIA OGŁOSZENIA ZAMÓW REDAKTORA ZAMÓW TEKST KUP ARTYKUŁ
POLECAMY:   Nie dopuść do wypalenia! AIDS pokonany?
 
Promowane ogłoszenia
WILLA Nad Rzeką
Tanie przeprowadzki Koło,Turek.
dodaj ogłoszenie
 
Jesteś tutaj:Strona główna>Lista artykułów>Prezentacja artykułu

Magiczne drobinki

Dodano: 21.10.2015, autor: Paweł Wiśniewski
kategoria: Zdrowie i Medycyna,  ocena: 4,  rodzaj: Ogólnodostępny
Nanocząsteczki, tysiące razy mniejsze od średnicy włosa, zrewolucjonizują leczenie chorób.
Nano – to rozmiar. Oznacza na przykład lilipucią cząstkę – miliardy mniejszą od jednego metra. Coraz więcej światowych laboratoriów, instytutów badawczych i firm prywatnych podejmuje się produkcji tych niewidocznych gołym okiem drobin, które mają niezwykłe i bardzo różnorodne zastosowania. Nanocząsteczki zyskują coraz większe znaczenie w medycynie. Zaczyna się ich używać do zabijania komórek nowotworowych, wykrywania bakterii, ostrzegania przed zawałami. Ze względu na swoje niewielkie rozmiary mogą się przedostać do naczyń krwionośnych, by czyścić je z cholesterolu, potrafią wykrywać mutacje w DNA, powodujące choroby genetyczne, reperują przerwane połączenia pomiędzy nerwami. W niedalekiej przyszłości będą swobodnie żeglować we wnętrzu ludzkiego ciała, służąc np. jako mikrokamery do obserwowania zdarzeń zachodzących w pojedynczych komórkach. Część tych zastosowań jest jeszcze na etapie badań laboratoryjnych, inne są już testowane w wybranych klinikach USA czy Japonii. Duże koncerny farmaceutyczne zaczynają produkować mikrocząsteczki jako nośniki leków.
Wykorzystanie najmniejszych drobin materii może przeobrazić współczesną medycynę. Nanotechnologia to nowa dziedzina badań, która ma szansę doprowadzić do największego skoku technologicznego w historii ludzkości. Tak przynajmniej twierdzą jej entuzjaści. A rządy państw, takich jak Stany Zjednoczone, Japonia, Francja, Chiny, już finansują duże narodowe programy rozwoju nanotechnologii. Raport Imperial College of London przewidział, że globalny rynek na produkty nanotechnologii w bieżącym roku (tj. 2015) osiągnął kwotę biliona dolarów.
Sam termin „nanotechnologia” na szersze forum przebiła się dopiero w 1992 roku, gdy młody amerykański badacz, dr Eric Drexter wystąpił przed senacką komisją ds. handlu, nauki i transportu, żeby opowiedzieć władzom Stanów Zjednoczonych o fantastycznej wizji, która może zupełnie zmienić naszą cywilizację. Drexter był przekonany, że wszelkie urządzenia, nawet tak skomplikowane, jak samochody i statki kosmiczne, można będzie budować, składając je z pojedynczych atomów. Chciał to robić za pomocą małych molekularnych robotów, które umiałyby się powielać, tak jak mnożą się np. nasze komórki. Sądził też, że manipulowanie podstawowym składnikiem materii da nam władzę nad własnym organizmem.
Choroby, twierdził Eric Drexter wynikają przecież z tego, że nasze ciało ma jakiś problem. Na przykład brakuje mu odpowiedniego genu lub uszkodzona jest cząsteczka jakiegoś białka. Albo włamał się do organizmu wirus, który nas niszczy. Zdaniem Drextera to wszystko będzie można naprawiać, używając maleńkich nanorobotów, przywracających molekularny porządek w organizmie.
24 lata temu większość słuchaczy uznała wizje Drextera za nieodpowiedzialne fantazjowanie. Jego idea zaczęła jednak niespodziewanie kiełkować w coraz liczniejszych laboratoriach. Jeszcze wprawdzie nikt nie zrobił nanorobota, ale wiele grup na świecie z zapałem nad tym pracuje. Na razie w Stanach Zjednoczonych iw Europie laureaci Nagrody Nobla i ich uczniowie podejmują próby manipulowania cząstkami o wymiarach milimetrowych części centymetra. Odkryli przy tym, że znane atomy nożna ułożyć w taki sposób, by utworzyły nieistniejące dotąd materiały: lżejsze i sto razy bardziej wytrzymałe od stali lub twardsze od diamentu. Koncern Daimler Chrysler już zaczyna sporządzać auta mające powłoki lakiernicze z dodatkiem nanocząsteczek., o wiele trudniejsze do zarysowania niż zwykłe lakiery.
Z tego zainteresowania mikroskopijnymi cząsteczkami narodziła się nowa gałąź sztuki lekarskiej – nanomedycyna. Jej nadzieją są miniaturowe cząstki zbudowane z kilkudziesięciu zaledwie atomów. Mają one duże szanse, by stać się nośnikiem leków, opatrunkiem na rany i wszechstronnym narzędziem do naprawiania naszych ciał. Dzięki temu, że są tysiące razy mniejsze od grubości ludzkiego włosa, mogą przenosić leki do dowolnego miejsca w organizmie. Większe blokowałyby naczynia krwionośne.
Porowate nanocząsteczki wypełnia się nie tylko lekami, ale też substancjami reagującymi na pole magnetyczne. Za pomocą magnesu przyłożonego z zewnątrz można wówczas sterować preparatem wstrzykniętym pod skórę w taki sposób, by przeciągnąć go np. do guza nowotworowego. Lek wprowadzony dokładnie do nowotworu nie niszczy zdrowych tkanek, tylko chore. Tak zwana farmakologia lokalna, czyli dostarczanie środków leczniczych wprost do chorego miejsca, zyskała w postaci nanocząstek znakomite narzędzie. W wielu ośrodkach na świecie prowadzi się już badania przedkliniczne tej postaci leków.
Nanocząsteczki można też uzupełnić świecącymi związkami chemicznymi. Gdy dotrą do nowotworu, zasięg ich świecenia pozwala precyzyjnie ocenić rozmiary guza. Takie preparaty do zabijania nowotworów wyprodukowano m.in. w Instytucie Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN we Wrocławiu.
Metodę wykrywania wirusów za pomocą nanocząsteczek opracowali naukowcy z Harvard Medical Center w Cambridge w Stanach Zjednoczonych. W tym przypadku maleńkie, namagnesowane cząstki pokrywane są przeciwciałami. Są to ludzkie białka, wytwarzane przez białe krwinki. Ich zadaniem jest wyszukiwanie w naszym organizmie obcych antygenów, np. wirusów HIV, wywołujących chorobę AIDS. W testach laboratoryjnych nanocząsteczki z przeciwciałami dodawane są do próbki krwi pacjenta. Takie testy krwi są znacznie szybsze od tradycyjnych – zajmują nie więcej niż pół godziny i używane będą m.in. w stacjach pogotowia ratunkowego. Amerykańska firma Quantum Dot Corporation uzyskała już koncesję ich wykorzystania.
Kilka różnych firm medycznych w USA rozpoczęło też badania kliniczne nanokryształów, które łączą się z uszkodzonymi stawami, odbudowują kości. Materiały na sztuczne stawy biodrowe i kolanowe z dodatkiem nanocząsteczek produkowane są na razie na skalę laboratoryjną, także na Politechnice Warszawskiej. Na tej samej uczelni powstają prototypy nanorobotów, które mają oczyszczać naczynia krwionośne ze złogów cholesterolu. Przygotowuje je zespół prof. Leona Radonia we współpracy z badaczami japońskimi. W Warszawie skonstruowano już obudowy dla tych robotów.
Powstał także prototyp optycznego nanoczujników do wykrywania bakterii, szczególnie potrzebny w wypadku ataku terrorystycznego. Taki szybko działający biosensor zbudował prof. Krzysztof Maruszewski i jego grupa z Instytutu Inżynierii Materiałowej we współpracy z kilkoma innymi polskimi zespołami.
Zawarta w nanosensorze pojedyncze molekuły białka reagują na toksyny wydzielane przez bakterie.
Rewolucja nanotechnologiczna, zwłaszcza w medycynie jest już na tyle blisko, że specjaliści dyskutują nie tylko o sposobach wykorzystania nanocząstek, lecz również o potrzebie stworzenia metod zapobiegających ewentualnym niepożądanym skutkom ich stosowania. Zagadnieniom tym poświęcona była międzynarodowa konferencja Nantes zorganizowana przez Brytyjski Instytut Fizyki. Jeśli cząstki o rozmiarach milionowych ułamków centymetra pozostaną w ciałach pacjenta jeden lub dwa tygodnie, nie spowodują problemu. Gdyby jednak nierozpuszczalne drobiny złota, grafitu czy srebra miały pozostać w organizmie na zawsze, może się to okazać niebezpieczne.
Trudno przewidzieć, jak mogą się zmieniać ich fizyczne właściwości wewnątrz żywych organizmów. Tak blisko nieba i tak blisko piekła, tak można powiedzieć podsumowując zarówno zalety nanocząsteczek, jak i zagrożenie, jakie mogą się z nimi wiązać.
Te wątpliwości nie zmienią jednak faktu, że stoimy u progu nowej ery. Ery nanotechnologii.

Strzelba genowa

Terapia gun – gun, zwana strzelbą genową, ułatwia naprawę zniszczonych nerwów. Opracowali ja uczeni z uniwersytetu w Minessocie i Politechniki Warszawskiej. Nanocząsteczki wnoszą do organizmu geny i leki ułatwiające odtwarzanie uszkodzonych wypustek nerwowych. W Warszawie były prowadzone rozmowy z firmami farmaceutycznymi, które będą produkowały leki potrzebne do takiej terapii.

Podglądanie przeszczepu

Precyzyjne narzędzia pozwolą w niedalekiej przyszłości zmierzyć stopień „niechęci” między przeszczepionym organem a ciałem biorcy. Jeśli atomowe siły odpychania między nimi są duże, wskazują na groźbę odrzucenia przeszczepu. Może to być jednocześnie sygnał, że leki zapobiegające odrzuceniu nie są dość skuteczne i należy je zmienić albo zwiększyć ich dawkę, jeśli transplant ma się utrzymać. Prace takie prowadzi się w Europie, USA i Japonii. Badania reakcji nanotechnologicznych, które mają istotne znaczenie w rozpoznawaniu obcych komórek w innym, żywym organizmie, wykonuje się też w nanolaboratoriach Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Rozbijanie zakrzepów

Fizycy wspólnie z lekarzami przymierzają się do wytworzenia nanokapsułek zawierających leki zapobiegające zawałom serca. Preparaty te byłyby kierowane w miejsca, gdzie w krwioobiegu powstaje zakrzep.

Przyjazne implanty

Materiały wytwarzane z dodatkiem nanocząsteczek będą wykorzystywane przy konstruowaniu sztucznych stawów biodrowych i kolanowych. W odróżnieniu od dotychczas stosowanych gładkich implantów z tytanu (odpornych na silne obciążenia i naciski), nanoprodukty mają porowatą powierzchnię, do której łatwo przylegają żywe tkanki kostne. W Polsce wytwarzane są materiały na implanty stosowane z dodatkiem azotku tytanu. Zajmuje się tym grupa prof. Tadeusza Wierzchonia z Politechniki Warszawskiej.

Sterylne opatrunki

Nanokompozyty ze sproszkowanym srebrem mają działanie bakteriobójcze. Specjaliści z Instytutu Inżynierii materiałowej Politechniki Wrocławskiej zamierzają je wykorzystywać do produkcji tkanin wolnych od zarazków. Materiały na bieliznę szpitalną i na ubrania dla lekarzy są już testowane w laboratoriach we współpracy z Instytutem Technologii Włókien w Łodzi. Za tkaniny bakteriostatyczne przyznano polskim zespołom Złoty Medal na wystawie w Brukseli.

Insulina do wdychania

Nanocząsteczki mogą być doskonałym nośnikiem leków. Chorzy wdychaliby je w postaci aerozolu. Z pęcherzyków płucnych preparat przenikałby łatwo do krwioobiegu. W USA, Niemczech i Japonii prowadzi się w tej dziedzinie badania wstępne. W Polsce zespół prof. Leona Radonia z Politechniki Warszawskiej opracował metodę otrzymywania nanocząsteczek, które stopniowo uwalniałyby lecznicze substancje do płuc. Najtrudniejszą fazą prac jest przekształcenie nanocząsteczek i sproszkowanego leku w łatwo wdychany aerozol.
GALERIA

 

OCENA ARTYKUŁU

Pomóż nam budować ranking artykułów, oceń powyższy.
oceń artykuł
średnia ocen
4
Wykonawca: PERSABIO
Wszelkie prawa zastrzeżone

zamknij
zamknij

Czytaj artykuły z wybranej kategorii

kliknij w nazwę kategorii aby przejść do listy artykułów
zamknij

Znajdź specjalistę z wybranej branży

kliknij w nazwę branży aby przejść do listy specjalistów publikujących w niej artykuły