Лучшие медицинские наноразработки 2011 г.

13-11-2013

Уходящий 2011 г. оказался плодотворным на разные достойные внимания инновации в области нанотехнологий, в т.ч. и в мед сфере.Трехмерная картина клеточки
Так, ученым из Института Айовы удалось при помощи микрочастиц пролить свет на сложные процессы, происходящие снутри частей живой клеточки, пишет nanodigest.ru.

Результаты их исследований могут помочь в лечении различных тяжелых заболеваний, таких, как болезнь Альцгеймера, также продвинуть исследования в области искусственного моделирования внутриклеточных процессов.
Наносенсор

Ученые из Стенфордского университета разработали инновационный чип-биосенсор, позволяющий диагностировать рак на ранних стадиях. Сенсор, сконструированный профессором Шаном Вонгом и его коллегами основан на нанотехнологии магнитного детектирования и способен обнаруживать заданный протеин-биомаркер рака при концентрации один к ста миллиардам (другими словами 30 молекул на один кубический миллиметр крови).

Такой сенсор почти в тысячу раз чувствительнее, чем применяющиеся в текущее время технологии диагностики начальных стадий развития опухолей. Кроме того, его работа одинаково эффективна в любой биологической жидкости, в какой врачам нужно определить нахождение ракового биомаркера – в слюне, плазме и сыворотке крови, моче или лимфе.

Поступательное перемещение нетрудно отследить при помощи современных микроскопов. Но вращательное движение следить намного труднее из-за ограничений наблюдательной техники, вследствие чего многие процессы, в базе которых лежат вращательные молекулярные перемещения, до сего времени слабо изучены.

Затем ученые ввели в клетку наностержни из золота, размеры которых составляют 25 нм в диаметре и 75 нм в длину, которые рассредоточились по клетке. Затем при помощи микроскопии по методу интерференционного контраста они смогли замерить и их положение и перемещение и смоделировать на компьютере полную трехмерную картину происходящих в клетке перемещений.

Все элементы клеточки, на самом деле, можно именовать природными наномеханизмами, но в текущее время ученые имеют очень смутное представление о том, как конкретно они их делают. Америкосы выделили и изучили несколько типов базисных перемещений, происходящих во внутриклеточных наномашинах.

Наномедицина позволяет создать новые способы диагностики. Эффективность наносенсорного чипа была подтверждена опытами на мышах.

При всем этом, как сообщают ученые, сенсор можно настроить на поиск самых различных протеинов-биомаркеров и, соответственно, обнаруживать не только лишь рак, да и многие другие заболевания.
Медицинский нанобот

Корейские ученые заявили о разработке новой технологии управления медицинскими микророботами в человеческом теле. О перспективах микроботов или даже наноботом писали многие, как ученые, так и фантасты.

Органы нельзя вырастить, как кусочек кожи в чашке Петри, им нужна объемная матрица, своего рода каркас для роста. Однако ученые из университета Райса предложили совершенно иной способ – выращивать органы в подвешенном положении при помощи магнитного поля.

Осуществлением этого метода занимается лаборатория n3D Biosciences. При помощи вирусов бактериофагов в клетку доставляется запатентованная смесь наночастиц под названием Nanoshuttle.

В первом случае робот сможет перемещаться вперед/назад и «бурить» или другим образом разрушать тромбы. Во 2-м – сворачивать в нужный кровеносный сосуд в месте разветвления артерии и выполнять другие маневры, связанные с перемещением в системе кровоснабжения.

В процессе проведенных испытаний в макете кровеносного сосуда, заполненного водой, ученые подтвердили эффективность такого способа управления микророботом.
Выращивание органов

Мысль о том, что органы для трансплантации можно выращивать, не нова, однако к ее осуществлению есть ряд препятствий. Перемещаясь с током крови, микромашины могли бы выполнять сложнейшую работу, доставлять лекарственные препараты, убивать раковые клетки и бактерии, разрушать тромбы и другие образования, до которых невозможно добраться никаким другим способом.

Однако на настоящее время проблемой остается не только лишь конструирование некоторых узлов микроботов, да и управление ими.
Исследователи из Южной Кореи предложили использовать внешнее магнитное поле для создания двух различных типов движений наноробота: «винтового» или штопорообразного и поступательного.

Ученые выдвинули идею выращивания при помощи опорных наноструктур множества крошечных параллельных трубочек, в каких нарастала бы новая нервная ткань. Такие конструкции из трубочек 2-3 мм длиной и 0,5 мм в диаметре удалось сформировать из биоразложимых полимеров, при всем этом внутренняя поверхность канальцев покрыта молекулами, играющими роль химических зацепов для самосборки пептидов.

Действенность терапии уже доказана экспериментами на крысах, которые восстановили подвижность задних лапок после травмы в течение шести месяцев, что возвращает надежду людям с параплегией.
Восстановление сетчатки глаза

Другое достижение из области наномедицины снова из Италии, из института технологий в Милане. В процессе экспериментов специалистам n3D Biosciences уже удалось вырастить эмбриональные клетки почки (HEK293), которые можно использовать для скорейшего заживления ран и тестирования определенных лекарств.

Восстановление ткани позвоночника
Совместной группе ученых из Италии и США удалось добиться значительных успехов в области восстановления ткани позвоночника после травм.

Обычно после переломов в месте повреждения образуется рубец, не передающий биотоки, вследствие чего человек оказывается частично или полностью парализован. Эти частицы внутри клеток реагируют на воздействие магнитного поля, что позволяет контролировать рост ткани в трех измерениях.

В таком подвешенном положении клетки могут жить и размножаться, образуя объёмные структуры, согласно заложенной в ДНК программе. Культура клеток будет развиваться естественно, гораздо лучше, чем на дне плоской чашки Петри.

А значит, и функционировать в лабораторных условиях клетки будут как в живой природе. Ученые нашли способ восстановления повреждённой сетчатки глаза восстановить при помощи светочувствительного пластика.

Создание нейропротезов является непростой задачей, поскольку биологические ткани обычно плохо совмещаются с электроникой и могут оказывать негативное влияние на работу нервных клеток. Решением проблемы искусственной сетчатки стали гибкие полупроводники: ученые засеяли поверхность светочувствительного полупроводникового полимера нервными клетками, которые выросли и сформировали сложные разветвленные нейронные сети.

В процессе экспериментов выяснилось, что покрытый нейронами полимер можно использовать в качестве электрода в светоуправляемой электролитической ячейке, при всем этом он обладает пространственной избирательностью. Кроме того, по словам исследователей, его можно настроить так, чтобы он реагировал лишь на световые волны определённой длины, по этому становятся возможными разработки систем лечения поврежденной сетчатки так, что восстановится цветное зрение.
Медицина 2.0 (www.med2.ru)

Читайте также: