Презентація "Нанотехнології: невидима революція"

1. Вступ 2. Основні поняття 3. Застосування нанотехнологій в медицині 4. Перспективи та проблеми розвитку нанотехнології в медицині 5. Висновок

" Світ буде просто побудований заново. Нанотехнологія потрясе все на планеті ".   Джош Волф

Актуальність Людство завжди прагнуло до прогресу і з давніх часів шукало способи лікування захворювань і продовження життя. Люди намагалися виліковувати хвороби різними способами - якщо в XX столітті вміли вирішувати проблеми на клітинному рівні, то в наш час вже навчилися вирішувати їх на атомному і молекулярному.

Основні поняття Вперше про нанотехнології заговорив Річард Філліпс Фейнман, в 1959 році висловивши думку про можливості маніпулювання речовиною на рівні атомів. Починаючи розмову про нанотехнології, необхідно, насамперед, зрозуміти значення приставки нано. «Нанотехнології» - це технології, що оперують величинами порядку нанометра.

Історія нанотехнології почалася з того, що американський вчений Ричард Фейнман, виступаючи в 1959 році в Каліфорнійському технологічному інституті, припустив, що цілком можливо збирати пристрої і працювати з об'єктами, які мають нанорозміри.

Тунельні мікроскопи дозволяють спостерігати окремі атоми, досліджувати їх участь у різноманітних фізико-хімічних процесах.

Створення атомно-силового мікроскопа, здатного відчувати сили тяжіння і відштовхування, що виникають між окремими атомами, дало можливість, нарешті, «відчути на дотик і побачити» нанооб'єкти.

Американський учений Ерік Дрекслер на початку 1980-х років опублікував книгу «Машини творення: прийдешня ера нанотехнології». У ній він пише «Ваша здатність упорядковувати атоми лежить в основі технології. Добре це чи погано, але найбільше технологічне досягнення в історії чекає нас попереду ».

Наноматеріали – це матеріали, що містять структурні елементи, геометричні розміри яких хоча б в одному вимірі не перевищують 100 нм

Наномедицина - спостереження, виправлення, конструювання та контроль над біологічними системами людини на молекулярному рівні, використовуючи розроблені нанопристрої і наноструктури.

Новий міждисциплінарний напрямок медичної науки в даний час знаходиться в стадії становлення. Її методи тільки виходять з лабораторій, а більша їх частина поки існує тільки у вигляді проектів. Однак більшість експертів вважає, що саме ці методи стануть основоположними в 21 столітті.

Медичні нанороботи повинні вміти діагностувати хвороби, циркулюючи в кровоносних і лімфатичних системах людини і внутрішніх органах, доставляти ліки і навіть робити хірургічні операції.

Типовий медичний наноробот матиме мікронні розміри, що дозволяють рухатися по капілярах, і складатиметься з Карбону.

Наномедичний персонал майбутнього повинен буде відповідати підвищеним вимогам щодо знання основ наносвіту, оскільки, наприклад, незнання законів фізики може призвести до загибелі пацієнта.

Вперше до допомоги роботів вдалися в 2000р хірурги медичного факультету Вашингтонського університету під час операції на серці

Мікрофагоцити належать до класу медичних нанороботів, які є штучними імунними клітинами. Вони призначені для очищення крові людини від шкідливих мікроорганізмів

Респіроціти є аналогами еритроцитів, які мають значно більшу функціональність, ніж їх природні прототипи.

Клоттоцити - штучні аналоги тромбоцитів. Ці машини дозволять припиняти кровотечі протягом 1 секунди, будучи більш ефективними своїх природних аналогів у багато разів.

Крім медичних нанороботів, існуючих поки що тільки в головах вчених, у світі вже створені ряд технологій для наномедичної галузі. До них відносяться адресна доставка ліків до хворих клітин діагностика захворювань за допомогою квантових точок лабораторії на чипі нові бактерицидні засоби та імплантати

Доставка лікарських речовин Нещодавно це була лише мрія, а зараз адресно доставляючи лікарські речовини в клітини-мішені джерела розвитку патологічного процесу можна за допомогою наночастинок, які стають своєрідними «кур’єрами» або «контейнерами».

В якості останніх можуть бути використані наночіпи - фосфоліпідні частинки, ліпосоми і фулерени.

Створення аналога людського ока. Око— унікальний детектор електромагнітного випромінювання. З одного боку, це унікальний оптичний прилад, з другого — це біологічний об’єкт, в якому протікають складні біохімічні процеси. Так що моделювання ока — це складне завдання для великої команди спеціалістів з різних наукових областей: фізиків і математиків, хіміків і біологів, медиків і фізіологів.

За прогнозами вчених вже в найближчому майбутньому з'являться медичні пристрої розміром з поштову марку. Їх достатньо буде накласти на рану.

Людський організм містить близько ста триліонів живих клітин. Для того щоб взаємодіяти одна з одною клітини обмінюються інформацією. Інформацію передають крихітні молекули, фрагменти ДНК і складні білки, розміри яких всього декілька нанометрів. Ланцюжки хімічних реакцій запускаються завдяки цим молекулярним посланникам.

Лабораторія на-чіпі: експрес-аналізатор крові

Одним з найбільш цікавих досягнень вчених в області наномедицини виявилася технологія відновлення пошкодженої нервової тканини за допомогою вуглецевих нанотрубок.

Наночастинки, введені в кровоносні судини мишей, допомогли відновити серцево-судинну діяльність після інфаркту міокарда. Принцип методу полягає в тому, що полімерні наночастинки допомагають «запустити» природні механізми відновлення судин.

На дослідному заводі Інституту в м. Калуші налагоджено масштабне виробництво нанорозмірного діоксиду кремнію , який є базовою субстанцію для створення різноманітної продукції.

На основі нано-SіO2 розроблено й впроваджено у виробництво лікарський засіб Силікс та нанокомпозицію Метроксан

За період своєї роботи вітчизняні вчені наблизились до створення функціональних наночастинок . Наприклад: застосування срібних наночастинок можливе при очищенні води та повітря, або при дезинфекції одягу і спецпокриття; у фотодинамічній терапії раку використовують наночастинки діоксиду титану. необхідно також згадати про захист шкіри від сонячного УФ-опромінення за допомогою косметичних засобів, що містять діоксид титану.

ПЕРСПЕКТИВИ ТА ПРОБЛЕМИ РОЗВИТКУ НАНОТЕХНОЛОГІЇ В МЕДИЦИНІ У світі спостерігається бум вкладень в наногалузі. Більша частина інвестицій в нанорозробки припадає на США, ЄС, Японію і Китай. Існують прогнози створення вже до 2015 року товарів і послуг на $ 1 трлн, включаючи і освіту до 2 млн. робочих місць.

Вчені виявили, що в середовищі проживання людини величезна безліч біологічно активних наночастинок, які потрапляють в організм людини без лікарського контролю і впливають на організм людини далеко не найкращим чином.

Багато хто вважає, що розвиток наномедицини призведе до ряду соціальних проблем.

Нанотехнологія принципово змінить життя людства

Узагальнивши отримані знання, можна зробити висновок про те, що нанотехнології поступово займають все більш важливе місце в нашому житті. Впровадження нанотехнологій в наше життя зможе значно полегшити її, а розвиток нанотехнології в галузі медицини допоможе боротися з найстрашнішими хворобами людства, наприклад з онкологічними захворюваннями. Ми можемо з упевненістю говорити що нанотехнологія - наука майбутнього.

Дякуємо за увагу !