Презентация "Мой наномир - 2012. Нанотехнологии для медицины" (10 класс) – проект, доклад

МОЙ НАНОМИР – 2012 НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ

МКОУ Хлебородненская СОШ

Выполнила: ученица 10 класса Попкова Мария Руководитель: учитель немецкого языка Бакотина Юлия Владимировна

Нанотехнологии - это технологии, оперирующие величинами порядка нанометра (одна миллиардная метра). Это ничтожно малая величина, в сотни раз меньшая длины волны видимого света и сопоставимая с размерами атомов. Поэтому переход от микро к нано - это уже не количественный, а качественный переход - скачок от манипуляции веществом к манипуляции отдельными атомами.

Ричард Фейнман стоял у истоков нанотехнологий он предлагал множество различных формулировок Впервые термин "нанотехнология" употребил Норио Танигучи в 1974 году В 1980-х годах этот термин использовал Эрик К. Дрекслер, особенно в своей книге "Машины создания: грядёт эра нанотехнологии", которая вышла в 1986 году.

Идеи современной наномедицины были упомянуты еще Ричардом Фейнманом в его знаменитой лекции «Там внизу есть много места» в 1959 году. Тогда он говорил о возможности химических манипуляций на атомарном уровне и предположил, что когда-нибудь пациент будет просто «глотать хирургическую машину», которая прибудет на место и все подлатает. Наномедицина прочно завоевывает место в сфере доставки лекарств и диагностике.

По определению ведущего учёного в данной области Р. Фрейтаса наномедицина это: Слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя разработанные наноустройства и наноструктуры. Это обусловлено тем, что нанотехнологии имеют большой потенциал коммерческого применения для многих отраслей, и соответственно помимо серьезного государственного финансирования, исследования в этом направлении ведутся многими крупными корпорациями. Нанороботы или молекулярные роботы могут участвовать (как наряду с генной инженерией, так и вместо нее) в перепроектировке генома клетки, в изменении генов или добавлении новых для усовершенствования функций клетки.

Современное состояние и тенденции развития нанотехнологий в мире и России являются толчком для развития наномедицины. Уже созданы наномоторы (диаметр 500 нм), которые могут использоваться в наноробототехнике в качестве двигателей; наножидкостные и наноэлектронные системы, работающие в "лаборатории-на-чипе", проводящие экспресс-анализ ДНК, РНК, белка; производятся наноматериалы для искусственных протезов конечностей с хорошей адгезией к живым тканям; внедряются наноустройства, выполняющие определенные медицинские операции; разработано программное обеспечение для моделирования поведения нанороботов в теле человека.

Использование нанотехнологий в медицине

Лечение рака.

Уже долгие годы ученые придумывают все новые и новые методы борьбы с раковыми клетками, имеющие свои плюсы и минусы, биологические, хирургические и т.д. Как известно в последнее время интенсивно стали развиваться нанотехнологии, и их участие в медицине, и без участия в методах лечения рака здесь конечно не обошлось. В 2005 году исследователи из Мичиганского университета разработали быстрый и эффективный метод производства лекарств с использованием наночастиц и молекул ДНК. Ученые взяли за основу молекулы дендромеров - крошечных разветвлённых полимеров, концы которых могут присоединять различные молекулы. Таким образом, молекулы дендромеров могут образовывать различные конструкции, которые могут служить "емкостями" для лекарств.

Медицинская диагностика на основе наноустройств

Проведение медицинской диагностики заболеваний путем непосредственного наблюдения за молекулярными системами позволяет снизить ограничения традиционных методик, связанные с низкой чувствительностью и производительностью. Внедрение нанотехнологических подходов в практику медицинской диагностики позволяет обеспечить следующие практические результаты: повышение чувствительности и экспрессности анализа позволяет осуществлять раннюю диагностику заболеваний, что уже в ближайшее время может быть использовано для обнаружения онкологических, эндокринных и сердечно-сосудистых заболеваний, вирусных и бактериальных инфекций; повышение производительности позволяет проводить комплексное обследование по набору диагностических критериев, что может быть использовано для индивидуализированного подхода к лечению и профилактике. С учетом существующего в России задела в период 3—5 лет будут интенсивно развиваться, сертифицироваться и внедрятся в практику методики медицинской нанодиагностики онкологических заболеваний, вирусных гепатитов, ВИЧ-инфекций, методы оценки лекарственной устойчивости бактериальных возбудителей (в том числе туберкулеза), системы фармакологического мониторинга для оценки индивидуальной переносимости лекарств.

Системы адресной доставки лекарств

Направленный транспорт лекарств в очаг развития патологического процесса позволяет добиться повышения эффективности уже существующей лекарственной терапии. Мировой объем продаж лекарств с модифицированной системой доставки в настоящее время составляет 20% от общего объема рынка фармпрепаратов. В России разработки систем адресной доставки ведутся по двум направлениям: пассивный направленный транспорт (облегченное проникновение естественных барьеров) и специфическая доставка («узнавание» патологической ткани), что отвечает мировому уровню развития исследований в этой области. Практические результаты уже в ближайшее время могут быть достигнуты в области использования фосфолипидных частиц, липосом и фуллеренов в качестве контейнеров для доставки препаратов (в том числе вакцин). В долгосрочной перспективе существующий в России научный задел позволяет довести до коммерческих прототипов специфические системы доставки на основе антител или аптамеров, способных избирательно связываться с патологически измененными клетками. Выполнение программы в части разработки систем адресной доставки лекарств позволит предложить новые терапевтические средства для лечения онкологических заболеваний, осложнений при трансплантации органов и тканей, гепатитов различной этиологии.

Биосовместимые наноматериалы

Особые свойства наноматериалов могут быть использованы для выращивания искусственных органов и тканей. За рубежом разработана методика восстановления хрящевой ткани, которая имела механические и биохимические свойства, близкие к естественному хрящу. В России научно-практический задел по направлению сделан в области использования наноматериалов для восстановления механических свойств зубной эмали. Ведутся разработки и в области разработки технологии обработки поверхностей методом нанонапыления с целью придания им антибактериальных свойств. Дальнейшие перспективы развития включают комплекс согласованных опытно-конструкторских разработок, направленных на достижение практических результатов по двум направлениям: разработка способов улучшения эксплуатационных характеристик сертифицированных биоматериалов (как для нужд эндопротезирования и имплантации, так и для нужд медицинской технической промышленности) и разработка материалов с принципиально новыми качествами.

Проекты РОСНАНО для медицины и здравоохранения

Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО), выступая соинвестором в нанотехнологических проектах со значительным экономическим или социальным потенциалом, уже утвердила и реализует несколько проектов, продукция которых может использоваться в медицине и здравоохранении. Создание GMP производства в России по выпуску ряда инновационных лекарств. Биологические тесты MIAtek. Фармпрепараты с наноносителями. Байнд. Селекта. ПЭТ Центры.

Ниармедик. НаноДерм. Противораковые лекарства. СинБио. Лекарства на основе трансдермальной технологии доставки и биополимерных имплантатов. Функциональные протеины. Нановакцины и нанолекарства.