Нано-частицы в биологии и медицине

В настоящее время развивается направление, задачей которого является синтез систем, состоящих из нано-частиц металлов (золото, серебро), а также различных биомолекул. Существуют некоторые методы связи биомолекул и нано-частиц. Наиболее простой – адсорбция биомолекул на поверхности нано-частиц. Однако наиболее успешное применение находят нано-частицы, которые связаны химически. Такая система используется в качестве сенсоров и клеточных меток.

Удобными клеточными метками являются квантовые точки. Квантовые точки – фрагмент проводника и полупроводника, носители заряда которого ограничены в пространстве по всем измерениям.

При клеточном делении нано-частицы переходят в родственные клетки, и потеря метки не происходит.

Использование меток можно дополнить прич. магнитных нано-частиц. Для доставки лекарств и их введение с помощью магнитного поля в пораженные ткани.

Каждый тип нано-частиц обладает своими способностями:

• Полупроводник – флуоресцентная метка;

• Металлы и оксиды металлов – магнитные метки.

Отмечают токсичность квантовых точек, но несмотря на это их используют в качестве биометок и для диагностики болезней – активно развиваются направления.

В нано-медицине выделяют 5 основных направлений:

• Разработка системы адресной доставки лекарственных средств

• Создание нано-размерных лекарственных веществ

• Разработка систем диагностики для:

  • Invivo – внутриживого

  • Invitro – внутрипробирки

• Новые методы терапии

• Новые биоматериалы

Более 50% фармацевтических компаний, которые работают в области нано-медицины используют материал для разработки систем доставки лекарственных веществ к органам и тканям.

Эти препараты на сегодняшний день дают до 80% оборота в мировой нано-медицине. Использование систем доставки направленно на уменьшение неблагоприятных побочных эффектов лекарственных средств.

В целом, нано-технологии считаются самыми перспективными направлениями в современной технике, науке и промышленности. Они являются полезными для решения экологических проблем (для создания фильтров для очистки воды и воздуха).

Использование нано-технологий позволит отказаться от сжигания больших запасов угля, нефти и газа. Однако существует мнение о возможном негативном влиянии применении нано-технологий для экологической безопасности: мы не знаем всех свойств материала, с которыми работаем.

Как правило, нано-материалы более химически активны и поэтому ядовитые вещества из-за большой площади повреждения, следовательно, более токсичны.

Нано-частицы из-за своих малых размеров могут свободно проходить через стенки клеток, нарушать их работу, следовательно, сказываются на всем окружающем.

Использование нано-частиц в военных технологиях – чрезвычайно опасно. Японские эксперты установили, что нано-частицы могут впитывать загрязнения и распространять их в окружающей среде.

Отдельные вещества, которые разрабатываются на основе нано-технологий, могут повредить органы/ткани. Могут содействовать распространению загрязнения в окружающей среде.

Частные спонсоры/правительство выделяют огромные суммы на исследование нано-частиц. Однако многочисленные исследования позволяют сделать вывод, что использование нано-технологий наносит вред традиционной технологии.