Nanomedicin: nanopartikler i medicinen

Nanomedicin: nanopartikler i medicinen


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hvad er nanomedicin? Nanos betyder dværg på græsk. Så dværgmedicin? Det, der menes, er en teknik, der behandler de mindste strukturer i kroppen og bruger de mindste materialer til behandling af sygdomme.

Definition

Det handler om strukturer, der er 10.000 gange mindre end gennemsnittet af et menneskehår, en nanometer er en milliontedel af en millimeter. Forskellige kunstigt producerede nanoprodukter findes allerede i dag - der findes for eksempel nanopartikler lavet af titandioxid i solcreme, sølv nanopartikler i tøj og i emballage til fødevarer.

EU-Kommissionen definerer: "Nanomaterial er et naturligt, procesgenereret eller fremstillet materiale, der indeholder partikler i ubundet tilstand, som et aggregat eller som et agglomerat, og hvor mindst 50 procent af partiklerne har en eller flere eksterne dimensioner i antistørrelsesfordelingen i området 1 Har nanometer til 100 nanometer. (...) Afvigende (...), fullerener, grafenflager og enkeltvæggede kulstofnanorør med en eller flere udvendige dimensioner under 1 nanometer betragtes som nanomaterialer. ”

For det første skulle nanoteknologi producere ting mindre og mindre og derfor mere præcist. For det andet giver det adgang til atomer og molekyler og kan således skabe nye materialer og hele materialesystemer.

Der er naturlige nanopartikler såsom sodpartikler, proteiner i blodet eller fedtpartikler i mælk. Forskere skaber enten syntetiske nanopartikler med vilje eller som en bivirkning, for eksempel når diesel forbrænder.

Hvad er specielt ved nano?

Nano-strukturer udvikler specielle funktioner på niveauet med atomer og molekyler, både i animeret og livløst stof. De sidste årtier er blevet formet af forskning på det: Den første ting var at fange nanosystemer.

I dag anvender forskere denne viden i levende systemer - dette er grundlaget for Naon-medicin. Som enhver ny teknik, der forstyrrer kroppen, indebærer det også risici: For eksempel skal nanokapsler bruge medicin i kroppen nøjagtigt, hvor sygdommene er placeret, og det lover enorme fremskridt inden for kræftmedicin. Imidlertid kunne disse nanopartikler trænge ind i cellevæggene, samle sig i kroppen eller antænde luftvejene.

Almindelige nanomaterialer

Nanosilver: Sølv dræber bakterier, og videnskaben bruger dette i nanopartikler, for eksempel som et overfladelag på dørhåndtag, i sårforbindinger eller i tekstiler - nanosilver hjælper mod lugt af sved.

Sotpartikler kan fremstilles kunstigt for at tjene som et sort pigment i farver, men også som et antistatisk additiv i plast.

Nanorør af kulstof er konstrueret af kulstof, er meget stabile og dermed sikre plast. I dag kan du finde dem i topklasse cykler.

Titandioxid raffinerer overflader for at afvise snavs. Det fremmer nedbrydning af organiske materialer ved sollys og holder farven på bygningsfasader rene, for eksempel.

Nanopartikler i zinkoxid absorberer UV-strålingen fra solen og findes derfor i solcreme. Industrien bruger det også i flydende krystalskærme eller LED. Zinkoxidbelægninger fremmer også effekten af ​​solceller.

Nanomedicin

Den amerikanske visionær Robert Freitas ser nanomedicin som en gylden tidsalder: nanorobotter skal i den nærmeste fremtid reparere genskader, kunstigt producerede røde blodlegemer forhindre hjerteanfald - nanomachiner dræber derefter vira, reparerer celler eller fylder blodet med ilt.

Medicin lover meget fra nanoteknologi. Mere end 100 medikamenter indeholder allerede nanopartikler såvel som diagnostiske metoder og enheder, der arbejder med nanopartikler. Lægemidler handler mindre om nye aktive ingredienser end nye virkninger: nanokapsler, der kun frigiver stofferne i miljøet af visse molekyler, skal transportere de aktive ingredienser direkte til deres destination.

Mange læger forventer en milepæl i medicin til terapi af neurologiske sygdomme, der er relateret til blod og hjerne. Fordi nanopartikler kan bryde igennem denne "blod-hjerne-barriere". Dette åbner nye perspektiver, for eksempel for Alzheimers og Parkinson og muligvis også for multippel sklerose.

Enheder, gulve, vægge og møbler i klinikker med nanos kan fremme sterilitet. Modstandsdygtige bakterier kan sandsynligvis styres bedre på denne måde. Sårbandager indeholder allerede nano-sølv, for eksempel i tilfælde af brandskader.

Nanoteknologi bør også forbedre diagnosticering: Nanopartiklerne er forberedt, så de klæber til organer eller celler. For eksempel kan tumorvæv identificeres med nano-jernoxidpartikler.

Dette fører til sandsynlige nanoterapier i den nærmeste fremtid: inden for kræftmedicin vil nanoteknologi snart blive brugt til at identificere og bekæmpe tumorer. I dag eksperimenterer læger allerede med kræftbehandling, hvor magnetiske nano-jernoxidpartikler elektromagnetisk opvarmer tumoren og derved ødelægger kræftcellerne.

For eksempel kan nanokapsler indeholde pancreasceller, frigive insulin i blodet og således behandle diabetes.

Der er allerede en tandpasta, Theramed S.O.S. Følsom baseret på nanopartikler. Hun bygger op et lag kunstigt tandmateriale med nanopartikler; så tænderne skal føle mindre smerter.

Hydroxyapatit svarer til mineraler i knoglerne, og tandimplantater vokser halvt bedre, nanomaterialet forkorter processen til op til to uger i modsætning til konventionelle 2-4 måneder.

Nanoporøst silicium eller titandioxid er kendetegnet ved hulstrukturer. Disse stimulerer knoglevækst på implantaterne, stopper betændelse ved at frigive aktive stoffer som en svamp.

Nanoteknologi vil utvivlsomt blive særlig vigtig for andre implantationer, fordi overflader fremstillet af nanopartikler kan forbindes bedre til biologiske organer og kunstige apparater end ved traditionelle metoder. Uanset om pacemakere eller endoproteser, såsom kunstige knæ-, hofte- eller skulderled: nano-lag reducerer sandsynligvis kroppens forsvar mod fremmedlegemer.

Hydroxyapatit kan allerede injiceres som en pasta til at opbygge knogler. Sådant nanomateriale tolereres godt, fordi det ligner mineralkomponenterne i knoglen. Det næste trin er at være hydrooxyapatitter, der er kombineret med carbon nanorør i en sammensat matrix og tjener som knoglecement.

Ofre for ulykker kan snart drage fordel af udskiftningsvæv i form af glas-kollagenkompositter i nano-format, der understøtter kunstig hud og kunstige knogler. Derudover siges implantater med nanoteknologi at være mere stabile end konventionelle.

Allerede i 1998 udførte virksomheden Abraxis BioScience LLC i USA kliniske tests med nanomedicin mod kræft. Abaxane-agenten blev endelig godkendt. Det består af uopløselig paclitaxel og albumin, dette albumin binder til proteinet SPARC, som er påvirket af kræft i bugspytkirtlen - i modsætning til andre stoffer.

Tekmira Pharmaceuticals fra Canada udviklede nanos til liopsomer, som menes at virke mod hypercholesterolæmi i leveren. Imidlertid viste en af ​​testpatienterne symptomer, der ligner influenzaens, og eksperimentet blev derefter standset.

Den franske Bioalliance Pharma brugte nanopartikler mod leverkræft sammen med lægemidlet dexorubicin. Tre personer døde imidlertid af lungeproblemer.

Nanoterapi af hjernesvulster - hypertermi - er godkendt i EU. Jernoxidpartikler sprøjtes ind i hjernen og spændes der med magnetiske bølger. De varmer tumoren og dræber den dermed. Magnetisk partikelafbildning (MPI) kan også bruges til at filme hjertet og blodkarene.

Michael Bamberg fra det tyske kræftforening sagde: ”Hypertermi vil blive den fjerde søjle i kræftterapi - sammen med kirurgi, strålebehandling og kemoterapi. Hans idé er baseret på påviste helbredsucces for brystkræft, hudkræft, tumorer, tarm- og livmoderkræft.

Hurtige tests med nanosensorer for at påvise kræft, nanohormonforsøg, nanobotter til reparation af celler og nanopartikler for at helbrede rygmarvsskader fra lammede mennesker er planlagt. Nogle forskere mener, at de kan give paraplegikere et normalt liv. Men det er stadig grundlæggende forskning.

Magnetisk partikelafbildning

En ny billeddannelsesteknik, Magnetic Particle Imaging, blev lanceret i 2005 af forskere fra Philips Healthcare. De præsenterede tredimensionelle film af hjerter, kar og tumorer, og ingen anden metode kunne gøre det.

Denne teknik gør det muligt at opdage hjerteproblemer meget hurtigere end før. Lægen skulle kun filme hjertet og dets omgivelser udefra og kunne straks identificere skader på hjertevæggen eller hjertemuskelsvagheden. Alt hvad han skal gøre er at injicere magnetiske nanopartikler i patienten. En konventionel hjertediagnose tager på den anden side undertiden måneder.

Kunstige organer

Nanoteknologi får dig til at tænke over, hvad der var science fiction indtil for nylig, nemlig at kunstigt skabe organer og endda organismer. Tværfaglige forskere ønsker at kombinere nanoteknologi med bioteknologi, information og kognitiv videnskab og således skabe kunstig intelligens eller øge menneskelige evner ud over naturlige grænser.

Dette er ikke en fast idé, men allerede en realitet. Sådan kan hud og brusk nu fremstilles kunstigt. Med større organer har nanovidenskab indtil videre ikke leveret ilt- og næringsstofceller. Det fungerer ikke endnu, så cellerne dør.

Massachusetts Institute of Technology i Cambridge, USA, udvikler imidlertid en metode til netop at løse dette problem. En computer designer et cellenetværksmønster og æter det på en siliciumoverflade. Dette mønster overføres derefter til biologisk materiale, to lag placeres oven på hinanden og forsegles. Cellerne kan klæbe til denne struktur. Selve cellerne dyrkes i petriskåle. Lever- og nyreceller forblev intakte i to uger.

Forskerne plantede en "nano-lever" med et lag celler i rotter. En lever har brug for omkring 30-50 sådanne lag for at fungere. Nanostoffet overlevede i en uge.

Nanotech og science fiction

Greg Bear etablerede nanoteknologi inden for science fiction som et centralt tema i 1985 med "Blood Music". En forsker dyrker molekyler og lærer dem en form for intelligens. Han indsprøjter en af ​​disse kulturer selv.

Nanobottene formerer sig nu og fungerer uafhængigt i kroppen: hans synsskarphed øges, han lider ikke længere af forkølelse. Nanoerne udvikler sig konstant og skaber et ideelt miljø: fra tjenere til herskere over deres værtslegemer. De omprogrammerer og kontrollerer forskeren.

Dette har fordele for opfinderen: Nanos overlevelse afhænger af værtslegemets helbred, og derfor forbedrer de konstant dens evner.

Men de ændrer ikke værten, da det ville være bedst for ham, men snarere hvordan nanoorganismerne selv har ideelle levevilkår. Nu bliver videnskabelige fremskridt en rædsel.

I “Herren over alle ting” opfandt Andreas Eschbach selvforsynende nanorobotter, der dræber kræftceller. ”Virusstørrede nanoceller, der genkender kræftceller ved deres underskrifter. Til kontrolformål er de forbundet med lægen via radio, så de ikke kan udføre forkerte handlinger; den trådløse forbindelse går direkte til lægehjernen, der gennemgås af nanotykke kabler for at styre de helende celler. De fungerer som følger: Maskinerne opløser ikke blot kræftcellerne; det ville være for farligt, fordi det ville oversvømme din krop med mere affald, end det kan dræne. I stedet trænger de ind i cellen og udløser apoptose, cellens egen mekanisme for kontrolleret selvdestruktion. De fleste af resterne spises op af dine leukocytter. Alt, der er tilbage, transporteres af ubådene selv, deponeres i din blære eller tarm. "

Nanoteknologi spiller en rolle i mange romaner: som et centralt plot, som en sidebegivenhed eller som baggrund.

Bruce Sterling, en opfinder af cyperpunk-litteratur, har fokuseret på nanoteknologi i sin vision for fremtiden siden slutningen af ​​1990'erne. Han ser sig selv som en futurist og sagde, at med internetbruddet var der sket meget, som han havde skrevet om i fiktion - det var derfor, han nu beskæftigede sig med en teknologi, der lige var begyndt.

I 2002 udgav Michael Crichton, forfatteren af ​​Jurassic Park, "Prey". Forskere i Nevada udvikler nanokameraer til militæret. Men de bliver selvstændige og dræber alt, hvad de støder på. De formerer sig og manipulerer tankerne og motoriske evner hos deres opfindere. Nanoerne udvikler sig til en superorganisme, der kopierer menneskers form.

Nanoerne opfører sig derefter som mennesker, de ødelægger planeten for at få råvarer til deres multiplikation. Science fiction, der tænker nærmere på, hvad der ville være teknisk muligt og designer et fiktivt realistisk scenario, var ikke "bytte", men en gammeldags historie om "de spøgelser, som jeg kaldte" af den faustiske mand, der ikke længere har sine tekniske monstre under kontrol.

I modsætning hertil skrev Angelika Fehrenbach ”The Lotus Effect”, en thriller, der forbliver tæt på virkeligheden. En videnskabsmand ved University Hospital Marburg bemærker, at en nyligt undersøgt nanoteknologi er risikabel, når laboratorierotter dør i rækker. Hun er klar over, at de ansvarlige skjuler noget, gør noget research og snart kæmper for sit liv.

Jeff Carlsson udgav ”Plague Year” i 2007, værket optrådte på tysk et år senere som ”Nano”. Nanopartikler giver baggrunden for et klassisk sluttidspost. Handlingen er traditionel: kunstig intelligens bliver selvstændig og dræber sine opfindere.

Disse Frankenstein-væsener er nano-robotter her. De formerer sig og dræber alle varmblodige dyr. Folk flygter til de høje bjerge, fordi nanoer ikke fungerer der. De overlevende i den alpine vinter kæmper imod kulde og sult. De prøver at slutte sig til en gruppe på et andet topmøde, der har mere mad og indkvartering.

Carlson er velkendt inden for nanoteknologi; dog giver dette kun rammen for spørgsmålet: Hvordan opfører folk sig i ekstreme situationer?

Selvvirkende nanobotter er en favoritide med science fiction. Disse strejfer rundt i kroppen og eliminerer enhver gift, enhver bændelorm, de løser misdannelser i celler, heler indre skader, de regenererer cellerne og stopper således aldring - og det hver dag i 24 timer.

Hvis der var sådanne nanomachiner, kunne vi endda leve usundt, fordi de straks ville fjerne enhver skade.

Nanomedicin-risici

Amerikanske undersøgelser fra 2002 viste potentielle besparelser i kræft i æggestokkene fra nanomaterialer, hovedsageligt fordi de behandlede havde færre bivirkninger fra nanopartiklerne. Uønskede bivirkninger var imidlertid et enormt problem, hvor 100.000 mennesker døde af det i løbet af et år i USA.

Der er ikke undersøgt meget meget om nanoteknologiens risici, og det er ukendt, hvilke virksomheder der bruger hvilke nanosubstanser. Et problem involverer sandsynligvis nanopartikler, der frigøres i miljøet; de er mindre end fint støv og forbliver i luften i lang tid.

Eksperter opfordrer derfor til et centralt registreringsregister, hvor nanosubstanser rapporteres, og undersøgelser af hvert enkelt stof.

Nanopartikler i filtersystemer udgør sandsynligvis ingen sundhedsmæssige risici under drift, fordi de er tæt forseglet i plast. Bortskaffelse vil imidlertid blive problematisk i fremtiden, da der er risiko for en lignende indsats som for asbest.

Alle produkter, som nanopartikler frigives til miljøet, bør undgås. F.eks. Opløser nano-sølvpartiklerne i visse sokker første gang de vaskes, kommer ind i spildevandet der og beskadiger formodentlig bakterier i rensningsanlæg.

Indtil videre er der ingen der ved, hvordan risikoen ved nanomateriale skal klassificeres: handler det om størrelsen eller er stoffernes egenskaber vigtige? Handler det om mængden af ​​stoffer i miljøet som med andre tærskelværdier, eller er antallet og strukturen af ​​partiklerne også afgørende for faren?

De fleste europæere kender næppe til nanoteknologi, og hver tredje person i Tyskland ved ikke, hvad det er. De, som nanoteknologi siger noget til, er normalt positive til det.

Det bliver klart, at folk, der kender udtrykket nanoteknologi, normalt har erhvervet deres egen viden om det, og det er derfor, de sjældent devaluerer eller støtter det uden kritik.

Forbrugerbeskyttelsesforeninger opfordrer til, at nanopartikler fjernes fra kosmetik og mad, indtil de kan klassificeres som ufarlige. På Naturland er for eksempel nanopartikler forbudt.

I Tyskland kan nanomaterialer betragtes som både aktive stoffer og hjælpestoffer, afhængigt af hvordan de bruges. Den tyske lægemiddellov specificerer, hvordan sikkerhedskontrollen ser ud, dvs. både de rådgivende procedurer og de kliniske test inden godkendelse, selve godkendelsesproceduren og overvågning og rapportering efter godkendelse.

Etiske udvalg skal godkende kliniske test. Det tyske føderale institut for stoffer og medicinske enheder overvåger godkendelsen.

Krydsningen af ​​blod-hjerne-barrieren er især kontroversiel. Selvom det gør det muligt at forbedre hjerneydelsen hos Alzheimers patienter, kan den også bruges til at forbedre ydeevnen hos mennesker, der ikke er terapeutisk induceret - med uforudsete bivirkninger.

EU forbyder forskning på metoder til udvikling af materialer til forbedring af sunde mennesker. Etikudvalgene lægger særlig vægt på militær brug: Nanotech medicin skal øge koncentrationen blandt soldater eller sætte dem i stand til at arbejde kontinuerligt uden søvn. Sidst men ikke mindst åbner nanoteknologi utallige muligheder for at udvikle syntetisk-biologiske krigsførere.

Etiske udvalg opnår dog kun lidt, fordi projekter, der bruger nanoteknologi i denne forstand, finder sted i hemmelighed.

Selvom reel medicinsk forskning nu massivt fremmer den funktionelle udskiftning af beskadigede dele af kroppen med nanomedicin, diskuterer etikere problemet med organer og proteser, der siges at overgå den menneskelige original.

Denne diskussion er ikke ligetil: Forbedringerne i kroppen, der er medicinsk nødvendige, acceptable eller uacceptable, defineres meget forskelligt i samfund.

Debatten om, hvad der er medicinsk og teknisk muligt med nanomedicin, og hvad der er etisk forsvarligt, foregår i øjeblikket separat i Tyskland. (Dr. Utz Anhalt)

Svulme:

http://www.ingenieur.de/Fachgebiete/Mikro-Nanotechnik

http://www.nano.fraunhofer.de/de/nanotech.html

http://library.fes.de/pdf-files/stabsabteilung/05709.pdf

http://www.umweltbundesamt.de/themen/chemischen/nanotechnik

Forfatter og kilde information


Video: Video Journey Into Nanotechnology


Kommentarer:

  1. Mylnburne

    Du kan se det!

  2. Tarek

    I think I've already read about it somewhere

  3. Kharouf

    Gonivo

  4. Ranger

    Jeg tager imod det med glæde. Efter min mening er dette relevant, jeg vil deltage i diskussionen.



Skriv en besked