Біотехнології і наномедицина

Ярослава Кос

“Різниця між поняттями «машина» і “живий організм” криється у «штучному» і «природному», відповідно, походженні. Нанотехнології показали можливість створення штучних аналогів живих систем, керування природними процесами і створення на основі живих об’єктів синтетичних механізмів.

Тому різниця між цими двома поняттями не така вже й очевидна».

Лідія Соколовська

Біотехнологія – це сукупність методів для надання біологічним об’єктам певних властивостей з метою їх використання в різних галузях промисловості.

Основне завданння біотехнології - отримання біооб’єктів із цінними властивостями.

Біотехнологія працює з біомолекулами (ДНК, білки ), мікроорганізмами (бактерія- ми, мікроскопічними грибами, дріжджами, спорами, віру- сами ), клітинами і тканинами рослин і тварин. Все це можна розглядати як наноструктури, тому часто біотехнологію розглядають як підрозділ нанотехнології.

Наномедицина

•Лабораторії на чипі;

•Доставка ліків за адресою до ушкоджених клітин;

•Нові бактерицидні та противірусні засоби;

•Діагностика захворювань за допомогою квантових точок

•Нанороботи для ремонту ушкоджених клітин

•Нейроелектронні інтерфейси…

Нанотехнології проти вірусів і бактерій

•Препарати на основі наночастинок для ефективного загоювання ран;

•Антисептичні вуглецеві фільтри з наночастинками;

•Бактерицидні барвники для профілактики захворювань, що передаються повітряно- крапельним шляхом;

•Одяг і білизна, що самодезинфікуються;

•Знезаражуючі аерозолі.

З нанотрубкою - на бактерію

Нанокаталізатор створює вуглецеві трубки і змушує їх збиратися в структуру “ковра”

Нанотрубка проколює бактерійну мембрану

Фото "ковра" із нанотрубок

•як біологічний детектор

•як бактерицидна поверхня

Фармакологічна “пошта”.

Доставка ліків за адресою “пошкоджена клітина”

Біологічна засвоюваність – здатність молекул речовин потрапляти в тіло пацієнта туди, де вони необхідні

Зростання дози - зростання токсичності

Мембрани з нанопорами

Діаметр нанопористих мікрочастинок- 1.5 мкм – захист інкапсульованих речовин від імунної атаки

Створення мікрокапсул при доставці ліків клітині

Ліпосоми

Інструмент мембранної інженерії

Ліпосома (гр. lipos – жир и soma – тіло) – сферичний міхурець із фосфоліпідів, куди можна помістити різноманітні БАР – вітаміни, антибіотики, білкові екстракти тощо.

універсальністьантиалергенністьцілеспрямованістьІнтактність

Рак

•Операція

•Променева терапія

•хіміотерапія

Лікарські препарати діють не вибірково - як на хворі, так і на здорові клітини

Проблема біозасвоюваності препаратів - перемога не вмінням, а числом

Від подібних «бомбардувань» виникає багато побічних ефектів