Нанотехнологии в медицине и перспективы их использования как фактор здоровья человека

Нанотехнологии в медицине и перспективы их использования как фактор здоровья человека

Хведелидзе Леонардо Леванович

PhD-Доктор инженерных наук

Кутаисский государственный университет им. Ак. Церетели

Многопрофильный учебный центр «Кавкасия 2010», Зестафони, 2000.

Ул. Бибилашвили 5, Грузия. 

 

В статье рассмотрен аналитический обзор по инновациям в наномедицине.Еще раз указана ее роль в жизни человека. Сделаны предположения об ee дальнейшей роли в биомедицине, что имеет большое значение для человечества.

Ключевые слова. Биомедицина, наномедицина,нанотехнологии в медицине, материалы.

 

В последние годы медицина, в современном ее понимании, является чрезвычайно важной отраслью и претерпевает радикальные изменения. Ее исключительное значение в мире обусловлено направленностью на сохранение и укрепление здоровья людей, предупреждение и лечение болезней. Это активно побуждает исследователей к поиску иных подходов к разработке новых моделей в медицине и технологий медицинской практики, что способствует созданию более эффективных методов профилактики и лечения заболеваний человека. И нужно сказать, что современная медицина сегодня начинает активно использовать достижения современной науки, охватывающие практически все знания, накопленные человечеством, и тем самым обретает новое направление своего развития – под названием наномедицина.

Настоящая статья является кратким аналитическим обзором нанотехнологии, прошедших клиническое тестирование, имеющих перспективы практического использования в медицинской практике и в биомедицине. В статье систематизированы и обобщены проблемы и достижения наномедицины. Именно эта отрасль медицины, по прогнозам ведущих ученых мира, будет преобладать во второй половине и это в свою очередь имеет огромное значение для человечества.

В настоящее время под наномедициной ученые понимают применение нанотехнологий в диагностике, мониторинге и лечении заболеваний. Рассматривая отдельный атом в качестве детали,нанотехнологи разрабатывают методы конструирования из этих деталей материалов с заданными характеристиками. Многие компании уже умеют собирать атомы и молекулы в некие конструкции. В перспективе, любые молекулы будут собираться, подобно детскому конструктору, поскольку любую, химически стабильную структуру, которую можно описать соответствующей формулой, можно и построить.

По данным направлениям  учеными решаются такие задачи, как: создание твёрдых тел и поверхностей с измененной молекулярной структурой или получение материалов, имитирующих ткани живых организмов, служащие имплантатами; создание наноконтейнерных технологий векторной доставки лекарств, которые создают целенаправленное взаимодействие с биомишенью, ответственной за болезнь; синтез новых химических соединений путем образования молекул без химических реакций, который в будущем позволит создавать принципиально новые лекарства, которые синтетики, фармацевты и медики будут «конструировать», исходя из конкретной болезни, и даже — конкретного пациента; создание точных медицинских наноманипуляторов и диагностических устройств; применение нанотерапии, включающей термотерапию наночастицами, использование БАД, использование наноантител для лечения неизлечимых болезней. [7].

В настоящее время в хирургии активно разрабатываются способы улучшения характеристик имплантируемых материалов (в основном, это протезы различного назначения).

Среди достижений в нанодиагностике в мире стоит отметить разработки диагностики «invitro» и «invivo». Нанотехнологии в диагностике «invitro» развиваются в двух направлениях: 1) использование наночастиц как маркеров биологических молекул; 2) применение инновационных нанотехнологических способов измерения. Фирма Nanosphere из Иллинойса разработала новые диагностические тесты для выявления онкологических заболеваний, болезни Альцгеймера и муковисцидоза. Причем заявлено, что новый диагностический тест для муковисцидоза будет стоить в 10 раз дешевле имеющихся сегодня. К новым наномедицинским диагностическим тестам относятся также сенсорные системы Cantilever и SPR (поверхностный плазменный резонанс). В целом технология диагностики «invitro» призвана поднять на новый уровень современную имплантологию, ортопедию, стоматологию.

Диагностика «in vivo» подразумевает использование так называемого контрастного вещества, состоящего из наночастиц, с которым соединены визуализирующие компоненты и определенные антитела. Когда контрастное вещество вводится в кровеносное русло, его поисковые компоненты взаимодействуют с целевыми структурами на поверхности больной клетки по принципу «ключ-замок», и визуализирующие компоненты попадают в больные ткани. После этого остается «считать» визуализированную информацию. Над этой концепцией работает компания Kereos (Ст. Луис) в сотрудничестве с Philips и Bristol-MyersSquibb.

В настоящее время все большее распространение получают миниатюрные устройства, которые могут быть помещены внутрь организма для диагностических, а возможно, и лечебных целей. Например, современное устройство, предназначенное для исследования желудочно-кишечного тракта, имеет размер несколько миллиметров, несет на борту миниатюрную видеокамеру и систему освещения, а полученные им кадры передаются наружу. Устройства такого рода было бы неправильно относить к области наномедицины. Однако открываются широкие перспективы их дальнейшей миниатюризации и интеграции с наносенсорами, бортовыми системами управления и связи на основе молекулярной электроники, источниками энергии, утилизирующими вещества, содержащиеся во внутренних средах организма.

Совсем недавно, в 2011г. было открыто новое направление в нанотерапии рака: Ученые из Университета Саутгемптона (University of Southampton) разработали сверхтехнологичные наноматериалы, нарушающие кровоснабжение раковых опухолей. [8-10]. Группа ученых показала, что небольшая доза наночастиц золота может активировать или подавлять гены, вовлеченные в ангиогенез – сложный процесс, ответственный за доставку кислорода и питательных веществ в большинство типов злокачественных опухолей. Своей конечной целью исследователи считают разработку полного нанотехнологического набора инструментов для воздействия на процесс ангиогенеза.

 Как утверждают ученые, большинство медицинских препаратов в конце ХХI века будут представлять собой совокупность специально разработанных медицинских нанороботов. При этом ученые надеются на развитие молекулярной нанотехнологии, позволяющей создавать структуры с атомарной точностью. Примеры подобных медицинских нанороботов уже разработаны и смоделированы методами квантовой механики «abinitio». Следующим шагом будет создание полного проекта наноробота на атомарном уровне, и, естественно, разработка соответствующего программного обеспечения.

Резюмируя все вышесказанное, наномедицина перспективная область развития науки, но до внедрения ее в практику необходимо преодолетьмассу барьеров, а также должно быть проведено значительное количество исследований, направленных на увеличение надежности, эффективности и, прежде всего, безвредности ее использования. Проведение широкомасштабных исследований, направленных на выяснение рисков и последствий, которые могут возникнуть для конкретного человека или даже человечества в целом, играет огромную роль для дальнейшего будущего наномедицины.

Нужно отметить, что нанотехнологии на сегодняшний день обладают огромным потенциалом, чтобы решить глобальные человеческие проблемы, в том числе и проблемы смертности, старения и лечения заболеваний. Дальнейшее развитие нанотехнологий в данной областиспособно кардинально изменить ситуацию в здравоохранении, сложившуюся в настоящее время. Новые методы будут способны полностью изменить человеческую жизнь, увеличив среднюю продолжительность жизни людей, повысив качество их жизни, в целом. Такие революционные изменения непременно повлекут за собой исчезновение одних рынков в медицине и фармацевтики и замену их рынками нанопродукции.

Таким образом, можно сказать, что в целом, наномедицина станет новым способом решения множества проблем и неразрешенных вопросов человеческого здоровья, которые непосильны имеющейся сейчас медицине. Наномедицина несомненно охватит всю отрасль здравоохранения и выведет на новый уровень качество предоставления медицинских услуг и, соответственно, качество жизни граждан.

Литература

1.Харрис П. Углеродные нанотрубы родственные структуры. Новые материалы ХХI века /Под ред. и доп Л.А. Чернозатонекого/. М.: Техносфера. 2003. 336 .

  1. Хведелидзе Л., Л. Наука и образование: проблемы и перспективы. //Материалы V Международной научно-практической конференции. (г. Таганрог, 31 октября 2016 г.)/ Изд. «Перо» Москва, С. 64-67.2016.
  2. Хведелидзе Л., Л. Актуальные вопросы перспективных научных исследований. //Сборник научных трудов. Международная научно-практическая конференция. 30 июня 2017 года. Смоленск. Новалесно, с. 17-21. 2017

4.PiotrovskyL.B. Biological activity of pristine fullerene C60 in Carbon Nanotechnology, Ed. L. Dai, Elsevier, 2006. Р. 235-253.

  1. Харрис П. Углеродные нанотрубы родственные структуры. Новые материалы ХХI века / Под ред. и доп Л.А. Чернозатонекого/. М.: Техносфера. 2003. 336 .
  2. Раков Э.Г. Химия применение углеродных нанотрубок //Успехи химии//. 2001. 70. №10. С. 934-973.
  3. Горохов В.Г. Нанотехнология – новая парадигма научно-технической мысли / В.Г. Горохов // Высшее образование сегодня. – 2008. – N 5, С. 36-41.

Aqaadasamatebeli.

  1. Гудков, А.В. Перспективы применения нанотехнологии в биомедицине А.В. Гудков //Международный форум по нанотехнологиям «Rusnanotech – 2008»: сб. тез докл. научно-технических секций. Т. 2 (Москва, 2008 г.). – С. 265-266. (Нет в б-ке НижГМА).
  2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201404358
  3. http://sc.tsu.ge/news.php?readmore=142

Нанотехнологии в медицине и перспективы ее использования как фактор здоровья человека

Хведелидзе Леонардо Леванович

PhD-инженерных наук.

Кутаисский государственный университет им. Ак. Церетели

Многопрофильный учебный центр «Кавкасия 2010»,

Зестафони, 2000. Ул. Бибилашвили 5, Грузия. Email

В статье рассмотрен аналитический обзор по инновациям в наномедицине. Еще раз указана ее роль в жизни человека. Сделаны предположения о ее дальнейшей роли в биомедицине, что имеет большое значение для человечества.

Ключевые слова: биомедицина, наномедицина,нанотехнологии в медицине, материалы.

Nanotechnology in Medicine and Prospects for its Application as a Factor of Human Health

Leonardo Khvedelidze

PhD in Engineering

Kutaisi AkakiTsereteli State University

Multidisciplinary training center «Kavkasia 2010»,

Bibilashvili Str. 5, 2000 Zestafoni, Georgia

         The article provides an analytical review of innovation in nanomedicine. Once again, the article indicates the role of nanomedicinein human life, and makes assumptions about its further role in biomedicine, which is of great importance for humanity.

         Key words: biomedicine, nanomedicine, nanotechnology in medicine, materials.

Back to Top