Մասնակից:ArevikNavasardyan/Ավազարկղ
Նանոտեխնոլոգիաները բժշկության մեջ խմբագրել
Նանոբժշկությունը հիվանդությունների և տրավմատիկ վնասվածքների ախտորոշման, բուժման և կանխարգելման գիտություն է՝ օգտագործելով նանոմաշտաբային նյութեր, բարդ մեքենաներ, կենսատեխնոլոգիա, գենետիկական ճարտարագիտություն , ինչպես նաև նանոռոբոտներ:
Ինչ է նանոտեխնիկան խմբագրել
«Նանո» նախածանցը ծագում է հին հունարենից ՝ «թզուկ»: Գիտության մեջ դա նշանակում է ինչ -որ բանի մեկ միլիարդերորդ մասը, ուստի նանոմետրը (նմ) կազմում է մետրի մեկ միլիարդերորդ մասը, կամ 10-9մետր: Նանոմետրը ունի մոտ երեքից հինգ ատոմ լայնություն և մոտ 40,000 անգամ ավելի փոքր է, քան մարդկային մազերի հաստությունը: Նանոտեխնոլոգիան ատոմային և մոլեկուլային մասշտաբով բազմաթիվ նոր հատկություններ ունեցող նյութերի ստեղծումն է, որը արագ զարգացող ոլորտ է բազմաթիվ բնագավառներում՝ առողջապահություից մինչև շինարարություն և էլեկտրոնիկա: Բժշկության մեջ նանոմաշտաբով կառուցվածքներն ու հատկությունները մանիպուլյացիայի ենթարկելու կարողությունը մեզ թույլ կտա կարգավորել բջջային բաղադրիչները, վիրուսները կամ ԴՆԹ-ի մասերը՝ օգտագործելով մի շարք փոքրիկ գործիքներ, ռոբոտներ և խողովակներ: Այն հեղափոխություն կմտցնի դեղերի առաքման, գենային թերապիայի, ախտորոշման և հետազոտության, զարգացման և կլինիկական կիրառման բազմաթիվ ոլորտներում:
Պատմություն խմբագրել
Չնայած նանոտեխնոլոգիայի թվացյալ նորաստեղծ տիրույթին, տասնամյակներ շարունակ շրջանառվում էր դեղամիջոցի առանձնահատկությունների տարբեր եղանակներով օգտագործումը շատ փոքր մասնիկներում:
Շոտլանդացի ֆիզիկոս Ջեյմս Քլերք Մաքսվելը 1871-ի մտավոր փորձի շրջանակում պատկերացրեց փոքրիկ «դևեր», որոնք կարող էին մեկ առ մեկ վերաուղղորդել ատոմները:Մոլեկուլային ճարտարագիտություն տերմինը իրականում ստեղծվել է MIT(Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտ) պրոֆեսոր Արթուր Ռոբերտ ֆոն Հիփելի կողմից 1950-ականներին:1959–ին Նոբելյան ֆիզիկոս Ռիչարդ Ֆեյնմանը, ճաշի ժամանակ ասել է «ներքևում շատ տեղեր կան»։ Նա առաջարկել է օգտագործել հաստոցներ՝ ավելի փոքրները պատրաստելու համար, որոնք իրենց հերթին պետք է օգտագործվեն դեռ ավելի փոքր հաստոցներ պատրաստելու համար, և այսպես շարունակ՝ մինչև ատոմային մակարդակ՝ նշելով, որ սա «զարգացում է, որից, կարծում եմ, հնարավոր չէ խուսափել»։
Պաուլ Էռլիխի գաղաբարները ավելի շուտ են ծագել, սակայն ավելի մոտ են ժամանակակից նանոբուժության մեջ: Որպես իր աշխատանքի (թիրախավորված թերապիա) մաս Էրլիխը առաջարկեց որոնել «Zauberkuel» կամ «կախարդական գնդակ» ՝ դեղամիջոց, որը կլիներ թիրախավորված հատուկ բջջի վրա՝ առանց ազդելու նորմալ բջիջների վրա:
Ֆեյնմանի գաղափարը հիմնականում չքննարկված մնաց մինչև 1980-ականների կեսերը, երբ MIT կրթված ինժեներ Քիմ Էրիկ Դրեքսլերը հրատարակեց «Արարման շարժիչները»(Engines of Creation) գիրքը, որը հանրաճանաչում էր մոլեկուլային նանոտեխնոլոգիայի ներուժը:Նա պատկերացնում էր, որ մոլեկուլային չափի մեքենաները կարող են արտադրել գրեթե ամեն ինչ: Իր գրքում Դրեքսլերը նկարագրել է նանոտեխնոլոգիայի ապագա դերը գիտության և տեխնոլոգիայի այլ ոլորտներում հեղափոխության մեջ, ինչը կհանգեցնի բժշկության, արհեստական ինտելեկտի և աստղագիտության ոլորտում առաջընթացի: Նրա «համակարգի» գաղափարը, ըստ որի կարող է «ատոմները տեղավորել գրեթե ցանկացած ողջամիտ դասավորության մեջ», այդպիսով թույլ տալով մեզ կառուցել գրեթե այն ամենը, ինչ թույլ կտան բնության օրենքները:
Ավելի ուշ, 1991 թվականին, հայտնաբերվեցին ածխածնային նանոխողովակներ, որոնք մոտ 100 անգամ ավելի ամուր են պողպատից, կազմում են իրենց քաշի միայն մեկ վեցերորդ մասը և ունեն անսովոր ջերմային և հաղորդունակության բնութագրեր: Juno տիեզերանավը իր ճանապարհին դեպի Յուպիտեր օգտագործում է ածխածնային նանոկառուցվածքային բաղադրիչը, որպեսզի ապահովի էլեկտրական հիմքը և նվազեցնի քաշը:
Քանի որ նանոմասշտաբի կենսաբանական փոխազդեցությունների գիտական ընկալումը շարունակում էր առաջադիմել, պարզ դարձավ, որ նախագծված նանոնյութերը զգալի խոստումներ կունենան հիվանդության ախտորոշման և բուժման համար: Ի պատասխան՝ ԱՄՆ Գիտության և տեխնոլոգիայի ազգային խորհուրդը (NSTC)[1] 2000 թվականին սկսեց նանոտեխնոլոգիայի ազգային նախաձեռնությունը: Այս դաշնային ծրագիրը դյուրացրեց նանոմասշտաբի հետ կապված հետազոտությունները և առաջացրեց նանոմիաբժշկությունը որպես նոր գիտական կարգապահություն:
Ամբողջ աշխարհում նշանակալի հետազոտական ներդրումներ են իրականացվել մշակելու նանոթերապևտիկ միջոցներ, որոնք շրջանցում են փոքր մոլեկուլային ավանդական դեղամիջոցների հետ հանդիպող բազմաթիվ մարտահրավերները, ներառյալ՝
- Լուծելիություն (օրինակ՝ փոքր մոլեկուլային դեղամիջոցների կրիչ, մեմբրանների միջով տրանսպորտի ավելացում)
- Դեղերի բարելավված ֆարմակոկինետիկա (PK)[1] (օրինակ ՝ շրջանառության երկարաձգված ժամանակ)
- Նանաբժշկությունների բազմաֆունկցիոնալ ունակություն (օրինակ՝ պատկերացում և դեղերի նպատակային առաքում)
Ակտիվ և պասիվ թիրախավորում` օգտագործելով լիգանդներ` ներթափանցումն ու հյուսվածքների պահպանումը բարձրացնելու համար
- Թիրախավորման և շրջանառության ժամանակի պրոֆիլների բարելավման միջոցով համակարգային թունավորության նվազեցում
Այս ոլորտում հետազոտությունների առաջընթացը հանգեցրել է տարբեր նանոմասնիկների պատրաստուկների զարգացման 3 հիմնական դասերի ՝ լիպիդային, պոլիմերային և անօրգանական նյութեր: [2][3]
Կիրառումը խմբագրել
Գենային թերապիա խմբագրել
Գենային թերապիան, որը ներառում է առանձին գեների մանիպուլյացիա կամ դրանց արտահայտման վրա ազդող մոլեկուլային ուղիները, ավելի ու ավելի է ուսումնասիրվում որպես հիվանդությունների բուժման տարբերակ: Այս ոլորտի մեծագույն նպատակը հիվանդների գենետիկական կազմին համապատասխան բուժում հարմարեցնելն է: Սա ստեղծում է գործիքների կարիք, որը օգնում ՝ գիտնականներին փորձարկել և մշակել նման բուժում:[4]
Դեղերի առաքում խմբագրել
Բժշկության մեջ նանոտեխնոլոգիայի կիրառություններից մեկը, որը ներկայումս մշակվում է, ներառում է նանոմասնիկների օգտագործումը դեղամիջոցներ, ջերմություն, լույս կամ այլ նյութեր բջիջների որոշակի տեսակների (օրինակ՝ քաղցկեղի բջիջներ) հասցնելու համար: Մասնիկներն այնպես են նախագծված, որ դրանք ձգվում են դեպի հիվանդ բջիջները, ինչը թույլ է տալիս ուղղակիորեն բուժել այդ բջիջները: Այս տեխնիկան նվազեցնում է մարմնի առողջ բջիջների վնասը և թույլ է տալիս ավելի վաղ հայտնաբերել հիվանդությունը:
Հյուսիսային Կարոլինայի պետական համալսարանի հետազոտողները մշակում են սրտի ցողունային բջիջները սրտի վնասված հյուսվածքին հասցնելու մեթոդ: Նրանք կցում են նանովեզիկուլներ, որոնք ձգվում են ցողունային բջիջների վնասվածքի պատճառով, որպեսզի ավելացնեն վնասված հյուսվածքին մատակարարվող ցողունային բջիջների քանակը:[5][6]
Ախտորոշիչ տեխնիկա խմբագրել
Վուսթերի պոլիտեխնիկական ինստիտուտի հետազոտողները օգտագործում են հակամարմիններ, որոնք կցված են չիպերի ածխածնային նանոխողովակներին՝ արյան հոսքում քաղցկեղային բջիջները հայտնաբերելու համար: Հետազոտողները կարծում են, որ այս մեթոդը կարող է օգտագործվել պարզ լաբորատոր թեստերի համար, որոնք կարող են ապահովել արյան մեջ քաղցկեղի բջիջների վաղ հայտնաբերում:
Մշակվում է երիկամների վնասվածքի վաղ հայտնաբերման թեստ։ Մեթոդն օգտագործում է ոսկու նանոձողեր, որոնք ֆունկցիոնալացված են վնասված երիկամների կողմից առաջացած սպիտակուցի տեսակին միանալու համար: Երբ սպիտակուցը կուտակվում է նանորոդի վրա, նանձողի գույնը փոխվում է: Թեստը նախատեսված է խնդրի վաղ հայտնաբերման համար՝ արագ և համեմատաբար էժան կերպով:[7]
Հակաբակտերիալ բուժում խմբագրել
Հյուսթոնի համալսարանի գիտնականները մշակում են բակտերիաների ոչնչացման տեխնիկա՝ օգտագործելով ոսկու նանոմասնիկներ և ինֆրակարմիր լույս: Այս մեթոդը կարող է հանգեցնել հիվանդանոցային պայմաններում գործիքների մաքրման բարելավմանը:
Կոլորադոյի Բոուլդերի համալսարանի գիտնականները ուսումնասիրում են քվանտային կետերի օգտագործումը հակաբիոտիկների նկատմամբ կայուն վարակների բուժման համար:[8]
Վերքերի բուժում խմբագրել
Վիսկոնսինի համալսարանի գիտնականները ցուցադրել են վիրակապ, որը էլեկտրական իմպուլսներ է կիրառում վերքի վրա՝ օգտագործելով հիվանդի կողմից կրած նանոգեներատորների արտադրած էլեկտրականությունը:
Ներքին արյունահոսությամբ տրավմատիկ հիվանդների համար անհրաժեշտ է արյան կորուստը նվազեցնելու ևս մեկ միջոց: Chase Western Reserve համալսարանի հետազոտողները մշակում են պոլիմերային նանոմասնիկներ, որոնք գործում են որպես սինթետիկ թրոմբոցիտներ: Լաբորատոր հետազոտությունները ցույց են տվել, որ այս սինթետիկ թրոմբոցիտների ներարկումը զգալիորեն նվազեցնում է արյան կորուստը:[9]
Դեռևս կան որոշ անհանգստություններ նանոմասնիկների անվտանգության վերաբերյալ, քանի որ այն նոր տեխնոլոգիա է, որի հետազոտությունը դեռ շարունակվում է: Այնուամենայնիվ, երբ այս մտահոգությունները վերանան, մենք կարող ենք մեծ աճ ակնկալել այս ոլորտում, ինչպես ասել է Ռիչարդ Ֆեյնմանը «Ներքևում շատ սենյակներ կան»:
Գրականություն խմբագրել
- Gene therapy in the era of nanotechnology/a review of current data 2019
- Nanotechnology in Medicine Vishnu Kirthi Arivarasan, Karthik Loganathan, Pushpamalar Janarthanan · 2021 ։ISBN 978-3-030-61021-0
- Medical Nanotechnology and Nanomedicine Harry F. Tibbals · 2017 ։ISBN 978-1-4398-0876-4
- Nanomaterials in Advanced Medicine Hossein Hosseinkhani · 2019 ։ISBN 978-3-527-81895-2
- Nanotechnology in Tissue Engineering and Regenerative Medicine Ketul Popat · 2010 ։ISBN 978-1-4398-0142-0
Ծանոթագրություններ խմբագրել
- ↑ «National Science and Technology Council».
- ↑ «A short history of nanomedicines» (անգլերեն). 10.07.2021.
{{cite web}}
:|first=
missing|last=
(օգնություն)CS1 սպաս․ բազմաթիվ անուններ: authors list (link) - ↑ «Future impact of nanotechnology on medicine and dentistry» (անգլերեն). 2008 May-Aug. doi:10.4103/0972-124X.44088. PMID 20142942.
{{cite web}}
:|first=
missing|last=
(օգնություն)CS1 սպաս․ բազմաթիվ անուններ: authors list (link) CS1 սպաս․ չպիտակված ազատ DOI (link) - ↑ «The Application of Nanoparticles in Gene Therapy and Magnetic Resonance Imaging» (անգլերեն). 11 April 2011. doi:10.1002/jemt.20992. PMID 21484943. Վերցված է 2012 Aug 20-ին.
{{cite web}}
:|first=
missing|last=
(օգնություն)CS1 սպաս․ բազմաթիվ անուններ: authors list (link) - ↑ «Nanotechnology and Nanoparticles in Drug Delivery» (անգլերեն).
- ↑ «Nano based drug delivery systems: recent developments and future prospects». Վերցված է 19 September 2018-ին.
- ↑ «Nanotechnology in Medical Diagnostics» (անգլերեն).
- ↑ «Nanoparticles in Antibacterial Treatments» (անգլերեն).
- ↑ «Nanotechnology in Wound Healing» (անգլերեն).