Нижегородський Державний Технічний Університет
Реферат на тему:
Нанотехнології в медицині: можливі ризики і перспективи
Виконала:
Ст.группи 04-УІ
Смирнова Юлія
Перевірив:
Булюбаш Б В.
Н. Новгород 2005
Введення
Вчені стверджую, що настане той день, коли за допомогою нанотехнологій у кров'яні клітини людини можна буде вбудовувати мікроскопічні датчики, що попереджають про появу ознак радіаційного випромінювання або розвитку хвороби. Прогнозований термін реалізації - 1-а половина XXI століття.
А поки вчені працюють над створенням медичних нанороботів, журналісти і громадськість сперечаються, чи можуть Наносенсори вплинути згубно на організм людини? Адже невідомо як відреагує організм на введені в нього чужорідні тіла? Як висловився Ерік Дрекслер: В«невидиме зброю всесвітнього перевороту, вкривають землю «ѳрий слизВ» (gray goo) В». Коротше кажучи, крихітна причина кінця світу.
Чи справді, нанотехнології можуть стати причиною кінця світу або це всього лише багата фантазія деяких учених?
Що таке нанотехнології?
Перш ніж говорити про можливі ризики і перспективи нанотехнологій спочатку треба сказати, що ж це таке? Для цього поняття не існує вичерпного визначення. В«НанотехнологіїВ» - це технології, що оперують величинами порядку нанометра. Це мізерно мала величина, в сотні разів менше довжини хвилі видимого світла і співмірна з розмірами атомів. Розвиток нанотехнології ведеться в 3-ех напрямках:
- виготовлення електронних схем розміром з молекулу (атом);
- розробка та виготовлення машин;
- маніпуляція атомами й молекулами.
Що таке наномедицина?
В«НаномедицинаВ» - це стеження, виправлення, конструювання та контроль над біологічними системами людини на молекулярному рівні, використовуючи розроблені нанороботи і наноструктури (Р. Фрейтас).
В даний час наномедицини поки не існує, є тільки проекти, втілення яких в реальність і призведе до наномедицина. Через кілька років, коли вже, нарешті, буде створено перший наноробот, знання накопичені наномедицина втіляться в життя. А тоді за лічені хвилини ви позбавитеся від вірусу грипу або позбудетеся від раннього атеросклерозу. Нанороботи зможуть повернути навіть дуже старої людини в той стан, в якому він був у молодості. Від операції в органах ми перейдемо на операції на молекулах і таким чином таборі В«БезсмертнимиВ».
Перспективи розвитку
Вчені зі штату Мічиган стверджують, що за допомогою нанотехнологій можна буде вбудовувати мікроскопічні датчики в кров'яні клітини людини, які будуть попереджати про ознаки радіації або розвитку хвороби. Так в США, по пропозицією NASA, ведеться розробка таких наносенсорів. Джейм Бейнер уявляє собі В«наноборьбуВ» з космічними випромінюваннями так перед стартом астронавт використовуючи шприц для підшкірних ін'єкцій, вводять в ліжечок прозору рідину, насичену мільйонами наночастинок на час польоту він вставляє собі в вухо маленький пристрій (на зразок слухового апарату). Протягом польоту цей пристрій буде використовувати маленький лазер для пошуку світяться клітин. Це можливо, тому клітини проходять по капілярах барабанної перетинки. По бездротовому зв'язку інформація клітин буде передаватися на головний комп'ютер космічного корабля, а потім обробляється. У разі чого будуть прийматися необхідні заходи.
Все це може втілитися в реальність приблизно через 5-10 років. А наночастинки вчені використовують вже більше 5 років.
А зараз, сенсори тонші людської волосини можуть виявитися в 1000 разів чутливіші стандартних аналізів ДНК. Американські вчені, які розробили ці Наносенсори, вважають, що лікарі зможуть проводити цілий спектр різних аналізів, користуючись лише однією краплею крові. Однією з переваг цієї системи є можливість моментально пересилати результати аналізу на кишеньковий комп'ютер. Дослідники вважають, що на розробку повністю функціональної моделі наносенсор, яким зможуть скористатися лікарі в повсякденній роботі, знадобитися близько п'яти років.
За допомогою нанотехнологій медицина зможе не тільки з будь-якою хворобою, але і запобігати її поява, зможе допомагати адоптації людини в космосі.
Чи можуть впливати В«застарілі нанороботи В»на людину?
Коли механізм завершить свою роботу, нанодоктора повинні будуть видаляти нанороботів з організму людини. Тому небезпека того, що В«застарілі нанороботиВ», що залишилися в тілі людини будуть працювати невірно, дуже мала. Нанороботи повинні будуть спроектовані так, щоб уникнути збоїв в роботі і зменшити медичний ризик. А як нанороботи будуть видалені з тіла? Деякі з них будуть здатні до самоудаленію з організму людини шляхом природних каналів. Інші ж будуть спроектовані таким чином, щоб їх могли видалити медики. Процес видалення буде залежати від пристрою даного наноробота.
Що може бути зроблено неправильно в Протягом лікування нанороботами людини?
Вважається, що першорядної небезпекою для пацієнта буде некомпетентність лікаря. Але ж помилки можуть відбуватися і в несподіваних випадках. Одним з непередбачених випадків може бути взаємодія між роботами при їх зіткненні. Такі несправності важко буде визначити. Ілюстрацією такого випадку може служити робота двох видів нанороботів А і В в організмі людини. Якщо наноробот А буде видаляти наслідки роботи робота В, то це призведе до повторної роботі А, і цей процес буде продовжуватися до безкінечності, тобто нанороботи будуть виправляти роботу один одного. Щоб таких ситуацій не виникало лікуючий лікар повинен постійно стежити за роботою нанороботів і в разі чого перепрограмувати їх. Тому кваліфікація лікаря є дуже важливим фактором.
Як реагуватиме організм людини на нанороботи?
Як відомо, наша імунна система реагує на чужорідні тіла. Тому розмір наноробота буде відігравати важливу роль при цьому, так само як шорсткість поверхні і рухливість пристрої. Стверджується що проблема біосумісності не дуже складна. Виходом з цієї проблеми буде створення роботів на основі алмазоідних матеріалів. Завдяки сильній поверхневій енергії і алмазоідной поверхні і сильною її гладкості зовнішня оболонка роботів буде хімічно інертною.
Нанотехнології, застосовувані в медицині останнім часом
Вже зараз нанотехнології застосовуються в медицині. Основними областями її застосування є: технології діагностики, лікарські апарати, протезування та імплонтанти.
Яскравим прикладом є відкриття професора Азіза. Людям, що страждають хворобою Паркінсона, через два крихітних отвори в черепі впроваджують в мозок електроди, які підключені до кардіостимулятора. Приблизно через тиждень хворому імплантують і сам стимулятор в черевну порожнину. Регулювати напругу пацієнт може сам за допомогою перемикача. З болем вдається впоратися вже в 80% випадках:
У когось біль зникає зовсім, у когось затихає. Через метод глибокої стимуляції мозку пройшло близько чотирьох десятків людей.
Багато колег Азіза кажуть, що цей метод не ефективний і може мати негативні наслідки. Професор ж переконаний, що метод дієвий. Ні те ні інше зараз не доведено. Мені здається треба вірити лише сорока пацієнтам, які позбулися від нестерпної болю. І знову захотіли жити. І якщо вже 8 років цей метод практикується і не позначається негативно на здоров'я хворих, чому б тоді не розширити його застосування.
Ще одним революційним відкриттям є біочіп - невелика пластинка з нанесеними на неї в визначеному порядку молекулами ДНК або білка, що застосовуються для біохімічних аналізів. Принцип роботи біочіпа простий. На пластикову пластинку наносять певні послідовн...
