WinNavigator

Frigate

Norton Commander

WinNC

Dos Navigator

Servant Salamander

Turbo Browser

Winamp, Skins, Plugins

Необходимые Утилиты

Текстовые редакторы

Юмор

File managers and best utilites

Реферат: Нанотехнологии в медицине. Наномедицина реферат

Нанотехнологии в медицине - Реферат

Реферат «Нанотехнологии в медицине» Сопова Софья 2011г.

ГОУ Гимназия №1505

«Московская городская педагогическая гимназия-лаборатория»

Реферат

«Нанотехнологии в медицине»

Выполнила: ученица 9 класса «Б»

Сопова Софья

Научный руководитель: Пурышева Наталия Сергеевна

Москва 2011 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...................................................................................................................3

Глава 1. Основные понятия.....................................................................................5

Глава 2.Применение нанотехнологий в медицине..............................................11

Глава 3. Перспективы и проблемы развития нанотехнологии в медицине ..............18

Заключение..............................................................................................................23

Список использованной литературы.....................................................................25

ВВЕДЕНИЕ

Человечество всегда стремилось к прогрессу и с древних времён искало способы лечить болезни и продлевать жизнь. Люди пытались излечивать болезни разными способами - если в XX веке умели решать проблемы на клеточном уровне, то в наше время уже научились решать их на атомном и молекулярном. Учитывая это, в XXI веке особенно активно стали проводиться исследования по применению нанотехнологий в медицине.

Нано- (обозначение н или n) — дольная приставка в СИ, означающая множитель 10−9. В последнее время нано- часто используется в словах не имеющих отношения к единицам величин, в этом случае приставка нано- может означать — имеющий отношение к нанотехнологиям либо измеряемый в масштабах нанометров.

Впервые о нанотехнологиях заговорил Ричард Филипс Фейнман, в 1959 году высказав мысль о возможности манипулирования веществом на уровне атомов. Позже были изобретены туннельный и атомно-силовой микроскопы, позволяющие видеть отдельные атомы и манипулировать ими. Итогом этих открытий послужил труд Дрекслера, который рассмотрел возможность сборки частиц и молекул.

Нанотехнологии связаны не только с медициной, но и с электроникой, военным делом и даже бытом людей.

Развитию этой области науки уделяют большое внимание на самом высоком уровне. На международном форуме по нанотехнологиям 08.10.2009 президент Российской Федерации Дмитрий Медведьев сказал: «Нанотехнология - основа будущей экономики».

Цель моей работы рассказать в максимально доступной форме о таком важном изобретении как нанотехнология, о его применении в медицине, и о перспективах его разработки.

В связи с этой целью, поставлены основные задачи работы - дать определение понятия "нанотехнология", изучить её значение для медицины, обобщить сведения, полученные из разных источников и представить материал в виде реферата.

Методы, использованные при создании реферата: аналитический, изучение публикаций и статей, обобщения.

Результатом моего исследования является данный реферат и сайт, посвящённый нанотехнологиям в медицине.

Работа состоит из введения, трех параграфов, заключения и списка литературы. В первом параграфе рассказано о том, что такое наночастицы, об истории их обнаружения, о нанотехнологии), во втором параграфе описывается связь нанотехнологии и медицины, в третьем параграфе описаны перспективы нанотехнологии в области медицины и проблемы использования нанотехнологии.

Глава 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Начиная разговор о нанотехнологиях, необходимо, прежде всего, понять значение приставки нано.

В переводе с греческого слово «нано» означает карлик. Вначале эта приставка использовалась в таких науках, как химия и биология, в значении маленький, позже её стали употреблять, говоря о нанотехнологии, современной науке находящейся на стыке химии, биологии, физики и Математики.

С физической точки зрения НАНО - приставка для образования наименования дольных единиц, равных одной миллиардной доле исходных единиц. Нанометр во столько же раз меньше одного метра, во сколько раз толщина пальца меньше диаметра Земли.

Удивительно, что на протяжении всего XIX века учёные занимались подробным изучением строения атома, пропуская такие важные элементы как наночастицы.

Наночастицы больше, чем те частицы, которые изучают химия или ядерная и атомная физика, но меньше, чем объекты, изучаемые биологией. С объектами, имеющими размер от 0,1 нм до 100 нм, и предстоит работать людям, занимающимся нанотехнологиями, о которых в последнее время так много говорят.

На самом деле размер частицы не всегда влияет на свойства вещества, и даже когда эта зависимость есть, то для органических и неорганических веществ она проявляется по-разному (важно, что то же самое происходит с их токсичностью для человеческого организма, которая к тому же изменяется в зависимости от размеров и от количества наночастиц неравномерно). Есть, таким образом, частицы, по своим размерам укладывающиеся в нанодиапазон, но не являющиеся нанообъектами.

История нанотехнологии началась с того, что американский учёный Ричард Фейнман (которого называют пророком нанотехнологической революции), выступая в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте, предположил, что вполне возможно собирать устройства и работать с объектами, которые имеют наноразмеры. В те годы это казалось научной фантастикой, но его предположение подтвердилось в 1981 году, когда были изобретены сканирующий туннельный и атомно-силовой микроскопы.

Туннельные микроскопы позволяют наблюдать отдельные атомы, исследовать их участие в разнообразных физико-химических процессах. Сканирующий туннельный микроскоп можно использовать и для перемещения какого-либо атома в точку, выбранную оператором. Создание атомно-силового микроскопа, способного чувствовать силы притяжения и отталкивания, возникающие между отдельными атомами, дало возможность, наконец, «пощупать и увидеть» нанообъекты.

Нанотехнология стала самостоятельной областью науки и превратилась в долгосрочный технический проект после детального анализа, проведенного американским учёным Эриком Дрекслером в начале 1980-х годов и публикации его книги «Машины созидания: грядущая эра нанотехнологии».

В ней он пишет «Наша способность упорядочивать атомы лежит в основе технологии. Мы ушли далеко в своей способности упорядочивать атомы, от заточки кремня для наконечников стрел до обработки алюминия для космических кораблей. Мы гордимся нашей технологией, нашими лекарствами, спасающими жизнь, и настольными компьютерами. Однако наши космические корабли всё ещё грубы, наши компьютеры пока ещё глупые, а молекулы в наших тканях всё ещё постепенно приходят в беспорядок, вначале разрушая здоровье, а затем и саму жизнь. При всех наших успехах в упорядочении атомов мы всё ещё используем примитивные методы упорядочения. При нашей имеющейся технологии мы всё ещё вынуждены манипулировать большими, плохо управляемыми группами атомов.

Но законы природы дают много возможностей для прогресса, и давление мировой конкуренции всегда толкает нас вперед. Хорошо это или плохо, но самое большое технологическое достижение в истории ожидает нас впереди». /nano/chapter01.html

Наноматериалы - материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками. Наноматериалы можно разделить на четыре основные категории.

Первая категория включает материалы в виде твердых тел, размеры которых в одном, двух или трех пространственных координатах не превышают 100 нм. К таким материалам можно отнести наноразмерные частицы (нанопорошки), нанопроволоки и нановолокна., очень тонкие пленки (толщиной менее 100 нм), нанотрубки и т.п... Такие материалы могут содержать от одного структурного элемента или кристаллита (для частиц порошка) до нескольких их слоев (для пленки). В связи с этим первую категорию можно классифицировать как наноматериалы с малым числом структурных элементов или наноматериалы в виде наноизделий.

Вторая категория включает в себя материалы в виде малоразмерных изделий с характерным размером в примерном диапазоне 1 мкм…1 мм. Обычно это проволоки, ленты, фольги. Такие материалы содержат уже значительное число структурных элементов и их можно классифицировать как наноматериалы с большим числом структурных элементов (кристаллитов) или наноматериалы в виде микроизделий.

Третья категория представляет собой массивные (или иначе объемные) наноматериалы с размерами изделий из них в макродиапазоне (более нескольких мм). Такие материалы состоят из очень большого числа наноразмерных элементов (кристаллитов) и фактически являются поликристаллическими материалами с размером зерна 1…100 нм. В свою очередь третью категорию наноматериалов можно разделить на два класса.

В первый класс входят однофазные материалы (в соответствие терминологией микроструктурно однородные материалы), структура и/или химический состав которых изменяется по объему материала только на атомном уровне. Их структура, как правило, находится в состоянии далеком от равновесия. К таким материалам относятся, например, стекла, гели, пересыщенные твердые растворы. Ко второму классу можно отнести микроструктурно неоднородные материалы, которые состоят из наноразмерных элементов (кристаллитов, блоков) с различной структурой и/или составом. Это многофазные материалы, например, на основе сложных металлических сплавов.

Вторая и третья категории наноматериалов подпадают под более узкие определения нанокристаллических или нанофазных материалов.

К четвертой категории относятся композиционные материалы, содержащие в своем составе компоненты из наноматериалов. При этом в качестве компонентов могут выступать наноматериалы, отнесенные к первой категории (композиты с наночастицами и/или нановолокнами, изделия с измененным ионной имплантацией поверхностным слоем или тонкой пленкой) и второй категории (например, композиты, упрочненные волокнами и/или частицами с наноструктурой, материалы модифицированным наноструктурным поверхностным слоем или покрытием). Можно выделить также композиционные материалы со сложным использованием нанокомпонентов.

Каждый из четырёх видов наноматериалов используется в той или иной сфере нанотехнологии, например в наномедицине, создании военных наноизделий, при создании нанороботов, и наноэлектронных приборов. Нанотехнология в медицине - самое перспективное и, на мой взгляд, самое интересное направление науки о нанотехнологиях, потому что непосредственно связано с людьми и требует самых точных и сложных наноустройств.

Глава 2

ПРИМЕНЕНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ В МЕДИЦИНЕ

Наномедицина — слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя разработанные наноустройства и наноструктуры. Наномедицина подразумевает применение достижений нанотехнологии при лечении и омоложении человека, включая достижение физического бессмертия.

Новое междисциплинарное направление медицинской науки в настоящее время находится в стадии становления. Ее методы только выходят из лабораторий, а большая их часть пока существует только в виде проектов. Однако большинство экспертов полагает, что именно эти методы станут основополагающими в 21 веке.

Классик в области нанотехнологических разработок и предсказаний Эрик Дрекслер в своих фундаментальных работах описал основные методы лечения и диагностики на основе нанотехнологий. Ключевой проблемой достижения этих поразительных результатов является создание машин ремонта клеток, прототипами которых являются нанороботы, называемые также ассемблерами или репликаторами. Но если обычные нанороботы должны уметь превращать одну вещь в другую, переставляя составляющие их атомы, то медицинские нанороботы должны уметь диагностировать болезни, циркулируя в кровеносных и лимфатических системах человека и внутренних органов, доставлять лекарства и даже делать хирургические операции. Они смогут уничтожать болезни еще в момент их зарождения и возвращать молодость. Кроме того, представляется актуальным нахождение нанороботов в нервной системе для анализа ее деятельности, а также возможность корректировки собственной ДНК, например, для лечения аллергии и диабета. Медицинские нанороботы предоставят возможность оживления людей, замороженных методами крионики.

Типичный медицинский наноробот будет иметь микронные размеры, позволяющие двигаться по капиллярам, и состоять (на базе нынешних взглядов) из углерода. Углерод и его производные выбираются по причине высокой прочности и его химической инертности. Конструкции нанороботов еще не разработаны и находятся в стадии проектирования. Их использование, порядок, время работы и вывода из организма будут зависеть от конкретных задач. Проблема биосовместимости решается за счет выбора оптимального материала и размеров наноробота. В качестве основных источников энергии предполагается использовать локальные запасы глюкозы и аминокислот в теле человека.

Управление нанороботами будет осуществляться акустически путем подачи команд через компьютер. Обратную связь также возможно осуществить акустически, но можно ее создать и на основе внутренней сети с локальными данными, которые пересылаются на некоторый центральный узел связи, откуда они поступают к лечащему врачу. Лечение будет заключаться во введении нанороботов в человеческое тело для дальнейшего анализа ситуации и принятия решения о выборе метода лечения. Врач управляет нанороботами, получая информацию от активных нанороботов. Наномедицинский персонал будущего должен будет отвечать повышенным требованиям к знанию основ наномира, поскольку, к примеру, незнание законов физики может привести к гибели пациента. Категорически планируется исключить репликацию (размножение) нанороботов в теле человека для исключения фатальных последствий.

В настоящее время уже существуют предшественники нанороботов, но в миллимитровом масштабе. Впервые к помощи роботов прибегли в 2000г. Хирурги медицинского факультета Вашингтонского университета во время операции на сердце, с тех пор механизированные инструменты стали применяться при проведении целого ряда медицинских процедур. Год спустя нью-йоркские доктора использовали дистанционно управляемого робота для удаления желчного пузыря женщине, находящейся во Франции.

Среди проектов будущих медицинских нанороботов уже существует внутренняя классификация, по области их работы, на микрофагоциты, респироциты, клоттоциты, васкулоиды и другие.

Микрофагоциты принадлежат к классу медицинских нанороботов, являющихся искусственными иммунными клетками. Они предназначены для очищения крови человека от вредных микроорганизмов, потенциально помогая в свертывании крови, транспорте кислорода и углекислого газа, и создании надстройки к естественной иммунной системе. Предполагается, что микрофагоциты будут находить в организме человека чужеродные элементы и перерабатывать их в нейтральные соединения. Причем в отличие от натуральных фагоцитов микрофагоциты будут это делать намного быстрее и чище.

Респироциты являются аналогами эритроцитов, которые имеют значительно большую функциональность, чем их природные прототипы. Их внедрение позволит снизить постоянную потребность человека в кислороде, позволяя подолгу обходится без него, и поможет людям, страдающим астматическими заболеваниями

Эти наномашины будут анализировать сигналы от своих сенсоров для принятия акустических команд от врача. Команды по нагнетанию кислорода позволят пловцам задерживать дыханию на несколько часов, а спринтерам бежать дистанцию без глотка воздуха.

Клоттоциты - искусственные аналоги тромбоцитов. Эти машины позволят прекращать кровотечения в течение 1 секунды, будучи более эффективными своих природных аналогов во много раз. Их работа будет заключаться в быстрой доставке к месту кровотечения связывающей сети. Эта искусственная сеть будет задерживать кровяные клетки, останавливая ток крови

Настоящая задача влечет за собой повешение требований к клоттоцитам, включая решение обратных задач - не только связывания крови, но и ее очистку от тромбов.

Васкулоид - это механический протез, созданной на основе микрофагоцитов, респироцитов и клоттоцитов, и входящий в состав проекта по созданию робототехнической крови, совместно разработанного Крисом Фениксом и Робертом Фрайтасом. Этот проект, названный "Roboblood", представляет собой комплекс медицинских нанороботов, способных жить и функционировать в теле человека, выполняя все функции естественной кровеносной системы, но только гораздо лучше и эффективнее природной. Робототизированная кровь позволит своему владельцу не бояться микробов и вирусов, атеросклероза и венозного расширения вен, не говоря уже о тотальном лечении больных и поврежденных клеток.

Помимо медицинских нанороботов, существующих пока только в головах ученых, в мире уже созданы ряд технологий для наномедицинской отрасли. К ним относятся - адресная доставка лекарства к больным клеткам, диагностика заболеваний с помощью квантовых точек, лаборатории на чипе, новые бактерицидные средства, имплантаты.

Адресная доставка лекарства к больным клеткам позволяет медикаментам попадать только в больные органы, избегая здоровые, которым эти лекарства могут нанести вред. Например, лучевая терапия и химиотерапевтическое лечение уничтожая больные клетки, губит и здоровые. Решение этой проблемы подразумевает создание некоторого "транспорта" для лекарств, варианты которого уже предложены целым рядом институтов и научных организаций.

Диагностика заболеваний с помощью квантовых точек основана на отслеживании перемещения внутри человека различных веществ (лекарств, токсинов, крови). Определив эти движения, можно узнать степень распределения и введения новых препаратов. До применения квантовых точек вместо них использовали маркеры на базе ядовитых органических красителей, что плохо сказывалось на пациенте. В отличие от них квантовые точки как полупроводниковые кристаллы нанометрового размера лишены этого недостатка.

Лаборатории на чипе, разработанные рядом компаний позволяют очень быстро проводить сложнейшие анализы и получать результаты, что крайне необходимо в критических для пациента ситуациях. Эти лаборатории, производимые ведущими компаниями мира, позволяют анализировать состав крови, устанавливать по ДНК родство человека, распознавать ядовитые вещества. Технологии создания подобных чипов родственны тем, что используются при производстве микросхем, с поправкой на трехмерность.

Новые бактерицидные средства создаются на основе использования полезных свойств ряда наночастиц. Так, например, применение серебряных наночастиц возможно при очистке воды и воздуха, или при дезинфекции одежды и спецпокрытий.

Создание чипов, комбинирующих неорганические вещества и живые клетки, тесно связано с созданием имплантатов таких жизненно важных органов, как печень или поджелудочная железа.

Искусственная поджелудочная железа, размером в половину однокопеечной монеты уже испытана на крысах, страдавших диабетом.

Несколько лет назад была разработана методика восстановления хрящевой ткани без донорных клеток больного. Специальный гель, содержащий хрящевые клетки, с помощью артроскопа можно вводить через небольшие наружные надрезы. Новая ткань растёт и соединяется с нормальным хрящём, а гель саморазрушается через запрограммированный промежуток времени. Основу геля составляют пептиды, способные формировать нановолокна всего 10-20 нанометров в диаметре. Искусственная природа этих наночастиц исключает возможность заражения пациента.

Глава 3

ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ НАНОТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ

В мире наблюдается бум вложений в наноотрасли. Большая часть инвестиций в наноразработки приходится на США, ЕС, Японию и Китай. Количество научных публикаций, патентов и журналов непрерывно растет. Существуют прогнозы создания уже к 2015 году товаров и услуг на $1трлн, включая и образование до 2 млн. рабочих мест.

В России Министерство образования и науки создало Межведомственный научно-технический совет по проблеме нанотехнологий и наноматериалов, деятельность которого направлена на сохранение технологического паритета в будущем мире. Для развития нанотехнологий в целом и наномедицины, в частности, готовится принятие Федеральной целевой программы по их развитию. Данная программа будет включать подготовку целого ряда специалистов в длительной перспективе.

Описанные во второй главе реферата успехи наномедицины станут доступны по разным оценкам только через 40-50 лет. Однако целый ряд последних открытий, разработок и инвестиций в наноотрасли привел к тому, что все больше аналитиков сдвигают эту дату на 10-15 лет в сторону уменьшения, и быть может это еще не предел.

С помощью достижений нанотехнологии в целом, и наномедицины в частности, станет возможной имплантация наноустройств в человеческий мозг, многократно увеличивая знания человека и скорость его мышления. Эти прогнозы, включая потенциал достижения личного бессмертия, и стали одним из главных факторов появления нового философского течения - трансгуманизма, согласно которому человеческий вид является не венцом эволюции, а промежуточным звеном. Этому виду еще только предстоит радикальное усиление своих интеллектуальных и физических возможностей.

Конечно же, «об руку» с достижениями идут и проблемы — например, биосовместимость наноматериалов и то, что мало изучаются, возможные вредные для здоровья человека последствия внедрения в организм наночастиц и микроустройств. Научных исследований, посвященных рискам нанотехнологий, публикуется несравненно меньше, чем работ, утверждающих их превосходство и необходимость.

Наномедицина и нанотехнология вообще являются новыми областями, и существует немного экспериментальных данных об их неблагоприятных эффектах. Нехватка знаний о том, как наночастицы будут встраиваться в биохимические процессы в человеческом теле, доставляет особое беспокойство. В недавней статье в Медицинском Журнале Австралии говорится, что правила безопасности для нанопрепаратов могут потребовать уникальных методов оценки риска, учитывая новизну и разнообразие продуктов, высокую подвижность и реакционную способность проектируемых наночастиц, и что их внедрение в практику вызовет размывание диагностических и терапевтических классификаций «лекарство» и «лечебное устройство». В настоящее время некоторые учёные говорят о ещё более глобальных проблемах наномедицины, ставя под вопрос её существование, как реальной науки, среди них - один из мировых ведущих экспертов в нанотоксикологии – Гюнтер Обердостер, профессор токсикологии в отделе экологической медицины в Университете Рочестера. «Во многом обещания наномедицины – это пускание пыли в глаза. Действительно, многие вещи выглядят очень многообещающими, но до сих пор проводились только исследования на животных, чтобы показать принцип работы», – говорит Обердостер.

/ltext_2607051654.phtml?p_ident=ltext_2607051654.p_2104013318

Кроме очевидных потенциальных рисков для пациентов, есть другие токсикологические риски, связанные с наномедициной. Существуют еще и проблемы по утилизации наноотходов и загрязнению окружающей среды в результате производства наномедицинских препаратов и материалов. «Эти потенциальные риски должны быть также тщательно оценены, – говорит Обердостер. – До сих пор этого не сделано».

/modules/news/article.php?storyid=2801

Русские ученые обнаружили, что в среде обитания человека огромное множество биологически активных наночастиц, которые попадают в организм человека без врачебного контроля и влияют на организм человека далеко не самым лучшим образом. Например, вдыхание наночастиц полистирола не только вызывает воспаление легочной ткани, но также провоцирует тромбоз кровеносных сосудов. Есть сведения, что углеродные наночастицы могут вызывать расстройства сердечной деятельности и подавлять активность иммунной системы. Опыты на аквариумных рыбах и собаках показали, что фуллерены, многоатомные шаровидные молекулы углерода поперечником в несколько нанометров, могут разрушать ткани мозга. Проникновение наночастиц в биосферу чревато многими последствиями, прогнозировать которые пока не представляется возможным из-за недостатка информации.

Многе считают, что развитие наномедицины приведёт к ряду социальных проблем. Эрик Дрекслер - классик в области нанотехнологических разработок и предсказаний, отметил, что создание технологии производства репликаторов может, например, способствовать деспотическим формам правления (организация слежки за населением, контроль тела и сознания человека).

Может усилиться социальное неравенство, особенно на первых стадиях внедрения достижений нанотехнологии в медицину, когда стоимость новых лекарств и методов будет ещё достаточно высока. Вследствие этого усугубятся некоторые моральные проблемы, уже существующие в современной медицине.

Значительное увеличение продолжительности жизни вызовет необходимость пересмотра пенсионного законодательства и усугубит проблему перенаселения земли.

Основную проблему для нашей страны составляет переход от научных лабораторных исследований к экономически выгодному промышленному производству. В то время как в мировой практике вложение в нанотехнологию являются самыми доходными, в России пока мало частных компаний и лиц решаются инвестировать средства в нанотехнологию.

Широко обсуждается ещё одна проблема, которую Дрекслер назвал проблемой «серой слизи». Речь идёт о возможной потере контроля над наночастицами, которые начнут при этом безудержно размножаться. Однако учёные считают, что решение этой проблемы не является столь сложным, особенно по сравнению с основной проблемой создания этих частиц.

Нанотехнология принципиально изменит жизнь человечества, создаст для каждого человека новые перспективы не только в области бытовых удобств, но и в области здоровья. Положительное влияние нанотехнологий на все сферы человеческой жизнедеятельности, несомненно, перевешивает те опасности, которые сопутствуют её конкретным приложениям и которые требуют конкретных предосторожностей.

Нанотехнология – это не только научные и технические достижения. Появление этой науки знаменует собой принципиальные изменения в познании мира и во взаимодействии различных научных дисциплин и разных отраслей промышленности. Нанотехнология – междисциплинарное направление развития науки и техники. Она объединяет физику, химию, биологию, информатику, и, несомненно, в области нанотехнологии предстоит сделать ещё много великих открытий, способных изменить существующий мир.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе я рассказала в максимально доступной форме о таком важном изобретении, как нанотехнология, о его применении в медицине, и о перспективах его разработки. Было дано определение понятия «нанотехнология», пояснено, что означает приставка «нано», то есть диапазон размеров, в котором частица считается наночастицей. Было подробно рассказано о наноматериалах – группах наночастиц, из которых собственно и составляются современные нанотехнологии, была приведена их классификация. В первой главе я также рассказала о тех областях жизни человека, в которых применяются нанотехнологии, сделав вывод, что самая интересная для подробного рассмотрения - это область применения нанотехнологий в медицине, поскольку наномедицина - самое перспективное и, на мой взгляд, самое интересное направление науки о нанотехнологиях, потому что непосредственно связано с людьми и требует самых точных и сложных наноустройств.

Во второй главе я подробно рассказала об уже существующих успехах нанотехнологии в медицине, а также о проектах, над которыми учёные лишь работают в данный момент. Следует учесть что нанотехнология – современная наука, изменения в которой постоянны, непрерывно совершаются окрытия в этой области и что технологии, воспринимаемые нами, как технологии будущего, могут быть сконструированы учёными в любой момент.

В третьей главе я рассказала о перспективах развития нанотехнологии, как в медицине, так и во всех других сферах ее применения. Я рассказала о том, как учавствуют в работе над созданием нанотехнологий разные страны мира и что в настоящий момент везде наблюдается увеличение вложения денежных средств в нанотехнологию.

Написав про перспективы, я добавила информацию о проблемах, сопутствующих развитию нанотехнологии и наномедицины. Это проблемы, связанные с психологическим фактором, фактором недостаточной их изученности для внедрения и с проблемой токсичности многих наночастиц. Сказала об основной проблеме развития наномедицы в нашей стране.

Обобщив полученные знания, можно сделать вывод о том, что нанотехнологии постепенно занимают все больее важное место в нашей жизни. Внедрение нанотехнологий в нашу жизнь сможет значительно облегчить её, а развитие нанотехнологии в области медицины поможет бороться с самыми страшными болезнями человечества, например с онкологическими заболеваниями. В далёком будущем развитие наномедицины может привести даже к достижению бессмертия. Области применения нанотехнологий многочисленны. А диапазон применения этих технологий увеличивается день ото дня и сулит еще много интересного. Мы можем с уверенностью говорить что нанотехнология – наука будущего.

При написании работы была достигнута основная цель - рассказать в максимально доступной форме о таком важном изобретении как нанотехнология, о его применении в медицине, и о перспективах его разработки. И решены все поставленные задачи.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Разумовская И.В. Нанотехнология: Учеб. Пособие. Элективный Курс М.: Дрофа, 2009.
Сайт о нанотехнологиях Nanotechnology News Network /// ссылка действительна на 18.04.2011
Интернет-журнал «Комерческая нанотехнология» /// ссылка действительна на 18.04.2011
Российский электронный наножурнал «Российские нанотехнологии» /// ссылка действительна на 18.04.2011
Научно-информационный портал по нанотехнологиям /nanotechnologies/ ссылка действительна на 18.04.2011
Федеральный интернет-портал «Нанотехнологии и наноматериалы» /// ссылка действительна на 18.04.2011
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ В РОССИИ ///files/journalsf/item/20061107123532.pdf ссылка действительна на 18.04.2011
Энциклопедия культур Déjà vu ///main.html ссылка действительна на 18.04.2011
Веб-журнал Futura ///home.php3 ссылка действительна на 18.04.2011

refdb.ru

Реферат Наномедицина

скачать

Реферат на тему:

План:

1 Становление наномедицины
2 Современные наномедицинские технологии
3 Разрабатываемые технологии
- 3.1 Медицинский наноробот

Введение

Наномедицина — слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя наноустройства и наноструктуры[1]. В апреле 2006, по оценке журнала Nature Materials было создано порядка 130 лекарств и средств доставки лекарств на основе нанотехнологий.[2]

1. Становление наномедицины

Новое междисциплинарное направление медицинской науки в настоящее время находится в стадии становления. Её методы только выходят из лабораторий, а большая их часть пока существует только в виде проектов. Однако большинство экспертов полагает, что именно эти методы станут основополагающими в XXI веке. Так, например, Американский Национальный институт здоровья включил наномедицину в пятёрку самых приоритетных областей развития медицины в XXI веке, а Национальный институт рака США собирается применять достижения наномедицины при лечении рака. Ряд зарубежных научных центров уже продемонстрировали опытные образцы в областях диагностики, лечения, протезирования и имплантирования.

Классик в области нанотехнологических разработок и предсказаний Эрик Дрекслер в своих фундаментальных работах описал основные методы лечения и диагностики на основе нанотехнологий. Ключевой проблемой достижения этих результатов является[3] создание машин ремонта клеток, прототипами которых являются нанороботы, называемые также ассемблерами или репликаторами. Но если обычные нанороботы должны уметь превращать одну вещь в другую, переставляя составляющие их атомы, то медицинские нанороботы должны уметь диагностировать болезни, циркулируя в кровеносных и лимфатических системах человека и внутренних органов, доставлять лекарства и даже делать хирургические операции. Предполагается, что медицинские нанороботы предоставят возможность оживления людей, замороженных методами крионики.

Достижения наномедицины станут широко доступны по разным оценкам только через 40—50 лет. Однако целый ряд последних открытий, разработок и инвестиций в наноотрасли привёл к тому, что всё больше аналитиков сдвигают эту дату на 10—15 лет в сторону уменьшения.

Однако уже сейчас наномедицина — крупная отрасль, в которой продажи достигли 6,8 миллиардов долларов (2004 год). В этой отрасли работают более чем 200 компаний, в которые инвестируется не менее 3,8 миллиардов долларов ежегодно.[4]

2. Современные наномедицинские технологии

В мире уже созданы ряд технологий для наномедицинской отрасли.[2] К ним относятся — адресная доставка лекарств к больным клеткам[5], лаборатории на чипе, новые бактерицидные средства.

Адресная доставка лекарств к больным клеткам позволяет медикаментам попадать только в больные органы, избегая здоровые, которым эти лекарства могут нанести вред. Например, лучевая терапия и химиотерапевтическое лечение уничтожая больные клетки, губит и здоровые. Решение этой проблемы подразумевает создание некоторого «транспорта» для лекарств, варианты которого уже предложены целым рядом институтов и научных организаций.

Лаборатории на чипе, разработанные рядом компаний позволяют очень быстро проводить сложнейшие анализы и получать результаты, что крайне необходимо в критических для пациента ситуациях. Эти лаборатории, производимые ведущими компаниями мира, позволяют анализировать состав крови, устанавливать по ДНК родство человека[6], определять ядовитые вещества. Технологии создания подобных чипов родственны тем, что используются при производстве микросхем, с поправкой на трёхмерность.[7]

3. Разрабатываемые технологии

3.1. Медицинский наноробот

Предполагается[8], что типичный медицинский наноробот будет иметь микронные размеры, позволяющие двигаться по капиллярам, и состоять (на базе нынешних взглядов) из углерода. Углерод и его производные выбираются по причине высокой прочности и его химической инертности. Конструкции нанороботов ещё не разработаны и находятся в стадии проектирования. Их использование, порядок, время работы и вывода из организма будут зависеть от конкретных задач. Проблема биосовместимости решается за счёт выбора оптимального материала и размеров наноробота. В качестве основных источников энергии предполагается использовать локальные запасы глюкозы и аминокислот в теле человека.

Лечение будет заключаться во введении нанороботов в человеческое тело для дальнейшего анализа ситуации и принятия решения о выборе метода лечения. Врач управляет нанороботами, получая информацию от активных нанороботов.

Источники

Robert A. Freitas Jr. Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities.1999
Перспективы наномедицины. Глава 1
Наномедицина, В. Кухарев, сайт Российского Трансгуманистического Движения.
Лекция"Наномедицина - новые пути к здоровью" Ч-1
Нано-роботы в борьбе против болезней
Нановзрывы помогут от рака

wreferat.baza-referat.ru

Реферат - Нанотехнологии в медицине

Реферат «Нанотехнологии в медицине» Сопова Софья 2011г.

ГОУ Гимназия №1505

«Московская городская педагогическая гимназия-лаборатория»

Реферат

«Нанотехнологии в медицине»

Выполнила: ученица 9 класса «Б»

Сопова Софья

Научный руководитель: Пурышева Наталия Сергеевна

Москва 2011 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...................................................................................................................3

Глава 1. Основные понятия.....................................................................................5

Глава 2.Применение нанотехнологий в медицине..............................................11

Глава 3. Перспективы и проблемы развития нанотехнологии в медицине ..............18

Заключение..............................................................................................................23

Список использованной литературы.....................................................................25

ВВЕДЕНИЕ

^ Нано- (обозначение н или n) — дольная приставка в СИ, означающая множитель 10−9. В последнее время нано- часто используется в словах не имеющих отношения к единицам величин, в этом случае приставка нано- может означать — имеющий отношение к нанотехнологиям либо измеряемый в масштабах нанометров.

Нанотехнологии связаны не только с медициной, но и с электроникой, военным делом и даже бытом людей.

Методы, использованные при создании реферата: аналитический, изучение публикаций и статей, обобщения.

Результатом моего исследования является данный реферат и сайт, посвящённый нанотехнологиям в медицине.

Глава 1

^ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Начиная разговор о нанотехнологиях, необходимо, прежде всего, понять значение приставки нано.

Глава 2

^ ПРИМЕНЕНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ В МЕДИЦИНЕ

Глава 3

^ ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ НАНОТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ

http://saberespoder.sitecity.ru/ltext_2607051654.phtml?p_ident=ltext_2607051654.p_2104013318

http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=2801

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

^ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Разумовская И.В. Нанотехнология: Учеб. Пособие. Элективный Курс М.: Дрофа, 2009.

Сайт о нанотехнологиях Nanotechnology News Network //http://www.nanonewsnet.ru/ ссылка действительна на 18.04.2011

Интернет-журнал «Комерческая нанотехнология» //http://www.cbio.ru/ ссылка действительна на 18.04.2011

Российский электронный наножурнал «Российские нанотехнологии» //http://www.nanorf.ru/ ссылка действительна на 18.04.2011

Научно-информационный портал по нанотехнологиям http://nano-//info.ru/nanotechnologies/ ссылка действительна на 18.04.2011

Федеральный интернет-портал «Нанотехнологии и наноматериалы» //http://www.portalnano.ru/ ссылка действительна на 18.04.2011

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ В РОССИИ //http://www.council.gov.ru/files/journalsf/item/20061107123532.pdf ссылка действительна на 18.04.2011

Энциклопедия культур Déjà vu //http://ec-dejavu.ru/main.html ссылка действительна на 18.04.2011

Веб-журнал Futura //http://www.futura.ru/home.php3 ссылка действительна на 18.04.2011

www.ronl.ru

Нанотехнологии в медицине. Развитие нанотехнологий

Скачать реферат на тему "Нанотехнологии в медицине" в формате doc

Скачать презентацию "Нанотехнологии в медицине" в формате ppt

Эта статья Школьного портала посвящена развитию нанотехнологий в аспекте, применительно к медицине.

Понятие нанотехнологии вошли прочно в нашу жизнь. Популярный физик-теоретик американец Ричард Фейнман еще в 1959 году говорил о существовании «поразительно сложного мира мельчайших форм, и настанет время, когда люди будут с удивлением вспоминать, что еще в 60-е годы 20 века никто всерьез не воспринимал исследования этого мира мельчайших форм». Лишь первым этапом нанотехнологий явилось создание приборов зондовой микроскопии, которых называют условно глазами и руками нанотехнолога.

На сегодня прогресс в этой области стали связывать с внедрением наноматериалов в автомобильную, аэрокосмическую, электронную промышленности. Но понемногу стали чаще упоминать в качестве особо перспективной области применения нанотехнологии именно медицину.

Нанотехнологии в медицине или наномедицина

Нанокапсула

Причина вышесказанного кроется в том, что уровень современной технологии дает возможность работать с веществом микрометровых, и даже нанометровых размеров, казавшихся фантастическими еще совсем недавно. Подобные размеры свойственны основным биологическим структурам — клеткам, органеллам (составным частям клеток) и молекулам.

Можно встретить у некоторых авторов формулировку нового направления — наномедицины. Р. Фейнман еще ранее высказывал идею о применении в медицине микроскопических устройств в своей, ставшей очень знаменитой, лекции, именовавшейся — «Там внизу — много места». Прошло почти полвека, когда предложения Фейнмана стали близки к реальности.

Нанотехнологии в медицине — сегодняшние возможности

Можно, конечно, бесконечно философствовать и предполагать о том, как будет развиваться наука в будущем, в частности, медицина. Некоторые гипотезы будут менее обоснованными, другие более. Однако с уверенностью теперь можно сказать, что микроустройства окажутся все более микроскопичными и совершенными, обладая все большими функциями.

Современная микроэлектронная технология сегодня обладает методами, позволяющими создавать элементы в размерах уже менее микрона. Это такие устройства, как микронасосы, микромоторы, гироскопы, микроклапаны, разнообразные микродатчики, акселерометры и др. Применение подобных устройств подробно описано в реферате "Нанотехнологии в медицине", который Вы можете скачать в начале статьи.

Велики перспективы развития нанотехнологий, как в медицине, так и в целом. По мнению ученых, применяемые сегодня нанотехнологии являются безвредными, к примеру — наночипы, косметика солнцезащитная на базе нанокристаллов. Что касается технологий, называемых наносенсорами и нанороботами, находятся пока в ходе разработки.

Нанотехнологии в медицине — проблемы и перспективы

Выведение токсинов нанокомплексами

Пока в медицине существует некоторые проблемы по внедрению технологий данного направления. Прежде всего, это необходимость изменения на молекулярном уровне структуры клетки, своего рода «хирургия молекулярная» с использованием наноботов.

Рей Курцвел (американский изобретатель, автор множества книг) утверждает, что примерно к году 2020-му у человечества появится реальная возможность посадить миллиарды нанороботов величиной с клетку в кровеносную систему. Роберт Фрайтас (один из ведущих ученых в области применения нанотехнологий в медицине) это утверждение отодвигает на более поздний срок — 2030—2035 годы, не опровергая его.

Об этом, и еще о многом интересном Вы можете узнать, прочитав полный текст реферата «Нанотехнологии в медицине» (скачать можно в начале статьи) или просмотрев презентацию ниже ↓

Скачать презентацию «Нанотехнологии в медицине» в формате ppt

nashashcola.ru

Курсовая работа

Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образование учреждение высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАМИ)»

Университет машиностроения

Кафедра «Полимерное машиностроение»

по дисциплине: «Нанотехнологии и наноматериалы»

на тему: «Применение наноматериалов и нанотехнологий в медицине ».

Выполнила: Макеева Н.А.

Студентка группы: 3 курса Заочного отделения

Направление: 240100.62

Группа: ХЗ-3-Пс

Шифр: 412107

Проверил: Бажко Г. В.

Москва 2014

Введение 3
Наноструктуры и наноматериалы 4
Основные типы наноструктур и наноматериалов 4
Инструменты нанотехнологий 4
Наномедицина 5
Направления развития наномедицины 5
Достижения в области наномедицины 6
Заключение 8
Список литературы 9

Введение

Нанотехноло́гия — это междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

Если выражаться более просто, то это технологии манипулирования веществом на уровне отдельных атомов и молекул с целью получения продуктов с заданной структурой.

Нанотехнологии подразумевают работу с веществами, размеры которых находятся в диапазоне примерно от 0,1 до 100 нм. В переводе с греческого слово «нано» означает карлик. Один нанометр (нм) – это одна миллиардная часть метра (10-9 м). Большинство атомов имеют диаметр от 0,1 до 0,2 нм, а толщина нитей ДНК – около 2 нм. Для сравнения: диаметр эритроцитов – 7000 нм, а толщина человеческого волоса – 80 000 нм. Также можно провести более грубое, но соизмеримое сравнение: Нанометр во столько же раз меньше одного метра, во сколько толщина пальца меньше диаметра Земли.

Основными объектами исследования нанотехнологий являются структуры, такие как, например:

- наночастицы, нанопорошки;

- нанотрубки, нановолокна;

- нанопленки.

Они характеризуются тем, что часть их размеров находится в диапазоне до 100 нм, а целесообразность их применения обусловлена тем, что при таких размерах объектов вещество обладает рядом ценных свойств, не наблюдаемых у макроколичеств того же вещества.

Также к объектам исследования нанотехнологий относятся макроскопические объекты, атомарная структура которых может контролироваться посредством манипуляций отдельными атомами.

studfiles.net