НАНОМЕДИЦИНА І НАНОЕТІКА

Поняття нанотехнологій і наномедицини

Під нанотехнологіями розуміють техніки роботи в діапазоні панометріческіх масштабів (1 - 100 нм). Нанотехнології вважаються одним з провідних, стратегічно важливих напрямків XXI ст. Сьогодні ця галузь бурхливо розвивається. В її розвиток індустріальні країни вкладають величезні кошти. Як очікується, майбутні нанотехнології дадуть можливість створювати молекулярні структури з принципово новою організацією (в тому числі з особливими, наперед заданими властивостями - хімічними, фізичними, біологічними), наприклад надміцні, надчисті, теплотривкі, гнучкі, біосумісні і т.п. Ведуться також розробки по створенню наномеханізми, здатних діяти на атомному рівні.

Це буде мати величезні додатки в різних галузях (промисловості, зв'язку, інформатики, продовольчій сфері, військовій справі, екології, енергетики та інших галузях).

Наприклад, проблема очищення навколишнього середовища могла б бути вирішена на молекулярному рівні шляхом масового виробництва спеціальних збиральних наномашин і наномолекул, систематично що зв'язують і переробляють відходи та шкідливі речовини.

Сам термін "нанотехнологія" ввів в 1986 р американський дослідник Е. Дрекслер. У своїх роботах він висунув проект молекулярного складання необхідних мікроструктур і мікрооб'єктів як технологічну задачу для майбутнього. Насправді розробки в сфері нанотехнологій є сімейство досить різнорідних досліджень - це хімічний каталіз, експерименти зі створення наномашин, мікроелектроніка на молекулярному рівні, нанотехнологічних виробництво матеріалів та ін. Нанотехнологічна сфера як одна з конвергентних технологій яскраво демонструє інтеграцію найрізноманітніших напрямків науки і техніки .

Народження наноінженерії було пов'язано з низкою технічних досягнень, в тому числі з винаходом тунельного скануючого мікроскопа, який підтримує пряме маніпулювання на атомному рівні.

Серйозні дослідження в галузі нанотехнології (а також солідні інвестиції в неї) починаються в кінці XX ст. У 1999 р в США був опублікований офіційний звіт Ради з національної науки і технології з промовистою назвою "Нанотехнології: створюючи світ атом за атомом" [1] . У 2001 р урядом США була заснована так звана Національна нанотехнологічна ініціатива, що має міжвідомчий характер і покликана координувати і фінансувати проводяться дослідження в сфері нанотехнології. Слідом за США багато країн починають власні дослідження: Японія, Великобританія, Росія та ін. Сьогодні нанотехнологические розробки проводяться і в таких країнах, що розвиваються, як Китай, Індія, Бразилія та Іран. Нанотехнологічна наука набула міжнародного, глобального характеру.

Зрозуміло, нанотехнологія має і величезне військове значення. Так, в США був створений спеціальний Інститут нанотехнологій для військовослужбовців (Institute for Soldier Nanotechnologies), який займається проблемами забезпечення армії різними новітніми нанотехнологічними розробками (наприклад, в області обмундирування, засобів захисту, нейроелектронних чіпів для солдатів і ін.).

Додатки нанотехнології до медицини теж мають фундаментальне значення. В даний час вже сформувався масштабний проект наномедицини. Американський дослідник Роберт Фрейтас зробив це назва популярним завдяки своїй однойменній роботі (1999-2003), яка була першим великим обговоренням потенціалу додатків нанотехнологічної науки в галузі медицини [2] .

Наномедицина - це систематичне використання досягнень нанотехнологічної науки для вирішення таких найважливіших завдань медицини, як діагностика, моніторинг, лікування, реабілітація, профілактика захворювань, зміцнення і поліпшення здоров'я і ін., На основі спеціальних засобів, що взаємодіють з організмом на молекулярному рівні.

Сфера застосування нанотехнології до медицини надзвичайно широка. Серед таких програм слід назвати:

  • • біологічно високосовместімие матеріали (використовувані для найрізноманітніших потреб);
  • • високоснеціфічние ліки, розроблені на молекулярному рівні;
  • • спеціальні системи доставки ліків в організм (наприклад, мікроконтейнери, що вивільняють ліки в точних дозах і в точний час);
  • • надчутливі датчики стану організму;
  • • введення наночастинок для клітинної діагностики;
  • • використання нанороботів для виконання медичних мікроманіпуляцій всередині тіла;
  • • прямі взаємодії мозку і комп'ютера ( brain-computer interfaces) за рахунок синтезу мікросхем і нейронів на молекулярному рівні (вже є перші успішні спроби такого синтезу);
  • • тканинну інженерію на основі молекулярних нанокаркасов і багато іншого.

Ряд розробок, які можна віднести до наномедіцінскім, вже зараз використовуються в медичній практиці, інші знаходяться в стані інтенсивної розробки.

Потенційний ефект наномедіцінскіх розробок значний. Зокрема, очікується, що наномедицина зможе глобально змінити можливості ранньої і високочутливої діагностики захворювань, сприятиме значному продовженню життя, створювати високоспецифічні, індивідуалізовані ліки, підвищити якість життя пацієнтів, істотно знизити побічні ефекти лікування і можливості медичних помилок.

Наномедицина як масштабний науково-технічний проект має революційно змінити медичну науку і практику, створити нову епоху медицини взагалі.

З книги Роберта Фрейтаса "Майбутнє наномедицини" [3] :

"Граничний інструмент наномедицини - це медичний наноробот, тобто робот розміром приблизно з бактерію, що складається з безлічі механічних частин молекулярного розміру, свого роду аналогів макроскопічних приводів, передавальних механізмів, зубів і т.п., можливо, зроблених з алмазоподібних матеріалів. нанороботи будуть потрібні двигуни, щоб пересувати що-небудь, а також "руки" для маніпуляцій і "ноги" для рухливості. Йому знадобиться постійне джерело енергії, а також сенсори і мікрокомп'ютер, щоб керувати діями. Але, на відміну від звичайного робота, наноробот буде дуже маленьким. Наноробот, який зможе подорожувати по кровотоку, повинен бути менше, ніж еритроцити людської крові - він повинен бути досить крихітним, щоб проникати через найдрібніші капіляри людського тіла. Медичні нанороботи - це найбільша надія на лікування захворювань і збільшення тривалості життя.

За умови старанних розробок, перших плодів такою просунутою наномедицини в клінічному використанні можна було б очікувати десь в 2020-і роки ".

  • [1] Nanotechnology: Shaping the World Atom by Atom. Washington: National Science and Technology Council, 1999..
  • [2] Cm .: Freitas RA Jr. Nanomedicine. Vol. I: Basic Capabilities, Landes Bioscience. Georgetown, 1999; Freitas RAJr. Nanomedicine. Vol. IIA: Biocompactibility, Landes Bioscience. Georgetown, 2003.
  • [3] URL: wfs.org/Dec09-Janl0/freitas.htm (дата звернення: 15.09.2015).
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >