Нижегородський Державний Технічний Університет
Виконала:
Ст.группи 04-УІ
Смирнова Юлія
Перевірив:
Булюбаш Б В.
Н. Новгород 2005
Введення
Вчені стверджую, що настане той день, коли за допомогою нанотехнологій в кров'яні клітини людини можна буде вбудовувати мікроскопічні датчики, що попереджають про появу ознак радіаційного випромінювання або розвитку хвороби. Прогнозований термін реалізації - 1-ша половина XXI століття.
А поки вчені працюють над створенням медичних нанороботів, журналісти і громадськість сперечаються, чи можуть Наносенсори вплинути згубно на організм людини? Адже невідомо як відреагує організм на введені в нього чужорідні тіла? Як висловився Ерік Дрекслер: «невидиме зброю всесвітнього перевороту, що покривають землю« сірий слиз »(gray goo)». Коротше кажучи, крихітна причина кінця світу.
Чи справді, нанотехнології можуть стати причиною кінця світу або це всього лише багата фантазія деяких учених?
Що таке нанотехнології?
Перш ніж говорити про можливі ризики та перспективи нанотехнологій спочатку треба сказати, що ж це таке? Для цього поняття не існує вичерпного визначення. «Нанотехнології» - це технології, що оперують величинами порядку нанометра. Це мізерно мала величина, в сотні разів менше довжини хвилі видимого світла і порівняна з розмірами атомів. Розвиток нанотехнології ведеться в 3-х напрямах:
- Виготовлення електронних схем розміром з молекулу (атом);
- Розробка та виготовлення машин;
- Маніпуляція атомами й молекулами.
В даний час наномедицини поки не існує, є тільки проекти, втілення яких у реальність і призведе до наномедицина. Через кілька років, коли вже, нарешті, буде створено перший наноробот, знання накопичені наномедицина втіляться в життя. А тоді за лічені хвилини ви позбудетеся від вірусу грипу або позбудетеся від раннього атеросклерозу. Нанороботи зможуть повернути навіть дуже старої людини в той стан, в якому він був у молодості. Від операції в органах ми перейдемо на операції на молекулах і таким чином стані «безсмертними».
Перспективи розвитку
Вчені зі штату Мічиган стверджують, що за допомогою нанотехнологій можна буде вбудовувати мікроскопічні датчики в кров'яні клітини людини, які будуть попереджати про ознаки радіації або розвитку хвороби. Так у США, за пропозицією NASA, ведеться розробка таких Наносенсори. Джейм Бейнер уявляє собі «наноборьбу» з космічними випромінюваннями так перед стартом астронавт використовуючи шприц для підшкірних ін'єкцій, вводять в ліжечок прозору рідину, насичену мільйонами наночастинок на час польоту він вставляє собі в вухо маленький пристрій (на зразок слухового апарату). Протягом польоту цей пристрій буде використовувати маленький лазер для пошуку світяться клітин. Це можливо, тому що клітини проходять по капілярах барабанної перетинки. За бездротового зв'язку інформація клітин буде передаватися на головний комп'ютер космічного корабля, а потім обробляється. У разі чого будуть прийматися необхідні заходи.
Все це може втілитися в реальність приблизно через 5-10 років. А наночастинки вчені використовують вже більше 5 років.
А зараз, сенсори тонші людської волосини можуть виявитися в 1000 разів чутливіші стандартних аналізів ДНК. Американські вчені, які розробили ці Наносенсори, вважають, що лікарі зможуть проводити цілий спектр різних аналізів, користуючись лише однією краплею крові. Однією з переваг цієї системи є можливість миттєво пересилати результати аналізу на кишеньковий комп'ютер. Дослідники вважають, що на розробку повністю функціональної моделі Наносенсори, яким зможуть скористатися лікарі в повсякденній роботі, знадобиться близько п'яти років.
За допомогою нанотехнологій медицина зможе не тільки з будь-якою хворобою, але й запобігати її поява, зможе допомагати адоптації людини в космосі.
Нанотехнології, що застосовуються в медицині останнім часом
Вже зараз нанотехнології застосовуються в медицині. Основними областями її застосування є: технології діагностики, лікарські апарати, протезування і імплонтанти.
Яскравим прикладом є відкриття професора Азіза. Людям, страждаючим хворобою Паркінсона, через два крихітних отвори в черепі впроваджують в мозок електроди, які підключені до кардіостимулятора. Приблизно через тиждень хворому імплантують і сам стимулятор у черевну порожнину. Регулювати напруга пацієнт може сам за допомогою перемикача. З болем вдається впоратися вже в 80% випадках:
У кого-то біль зникає зовсім, у кого-то затихає. Через метод глибокої стимуляції мозку пройшло близько чотирьох десятків людей.
Багато колег Азіза кажуть, що цей метод не ефективний і може мати негативні наслідки. Професор ж переконаний, що метод дієвий. Ні те ні інше зараз не доведено. Мені здається треба вірити лише сорока пацієнтам, які позбулися від нестерпного болю. І знову захотіли жити. І якщо вже 8 років цей метод практикується і не позначається негативно на здоров'я хворих, чому б тоді не розширити його застосування.
Ще одним революційним відкриттям є біочіп - невелика пластинка з нанесеними на неї в певному порядку молекулами ДНК або білка, застосовувані для біохімічних аналізів. Принцип роботи біочіпа простий. На пластинку наносять певні послідовності ділянок розщепленої ДНК. При аналізі на чіп розташовують досліджуваний матеріал. Якщо він містить таку ж генетичні інформацію, то вони сцепліваются. У результаті чого можна спостерігати. Перевагою біочіпів є велика кількість біологічних тестів зі значною економією досліджуваного матеріалу, реактивів, трудовитрат і час на проведення аналізу.
Висновок
Перспективи розвитку нанотехнологій за допомогою нанотехнологій дуже великі. Застосовувані в даний час нанотехнології нешкідливі, прикладом є наночіпи і сонцезахисна косметика на основі нанокристалів. А такі технології, як нанороботи і Наносенсори, поки ще перебувають у процесі розробки. Розмови про те, що з-за нескінченного процесу самовідтворення нанороботів товстий шар «сірого слизу» може покрити всю Землю, - є поки лише теорією, не підтвердженою ніякими даними. Як я зрозуміла у процесі написання своєї роботи, нанотехнологія є тією галуззю науки, яка піддається жорстокій критиці, перш ніж вводить які-небудь нововведення. Чи правдива ця критика чи ні я судити не можу.
Вчені NASA говорять, що вони успішно проводили випробування нанороботів на тваринах. Але чи варто цьому вірити? Кожен вирішує сам для себе. Особисто я вважаю, що використання, наприклад, таких нанотехнологій як Наносенсори може мати ризикований характер. Адже будь-яка навіть сама найпростіша система може давати збої, що вже тоді казати про такі передові технології, як нанороботи? І крім того треба враховувати індивідуальні фізіологічні особливості кожної людини.
І так, перспективи розвитку нанотехнологій великі. Стверджується, що в найближчому майбутньому, за допомогою них можна буде не тільки побороти будь-яку фізичну хворобу, але і запобігти її появу. Але от про ризики вчені NASA нічого не говорять. Є лише незліченні статті в жовтій пресі про те, що люди під впливом нанороботів стануть некерованими як зомбі.
Я думаю, що можливі ризики будуть порівнянні з перспективами. Так що громадськості треба більше приділяти уваги цьому питанню. Щоб вчені не тільки розглядали «обидві сторони монети», а й ставили суспільство до відома про це.
Реферат на тему:
Нанотехнології в медицині: можливі ризики і перспективиВиконала:
Ст.группи 04-УІ
Смирнова Юлія
Перевірив:
Булюбаш Б В.
Н. Новгород 2005
Введення
Вчені стверджую, що настане той день, коли за допомогою нанотехнологій в кров'яні клітини людини можна буде вбудовувати мікроскопічні датчики, що попереджають про появу ознак радіаційного випромінювання або розвитку хвороби. Прогнозований термін реалізації - 1-ша половина XXI століття.
А поки вчені працюють над створенням медичних нанороботів, журналісти і громадськість сперечаються, чи можуть Наносенсори вплинути згубно на організм людини? Адже невідомо як відреагує організм на введені в нього чужорідні тіла? Як висловився Ерік Дрекслер: «невидиме зброю всесвітнього перевороту, що покривають землю« сірий слиз »(gray goo)». Коротше кажучи, крихітна причина кінця світу.
Чи справді, нанотехнології можуть стати причиною кінця світу або це всього лише багата фантазія деяких учених?
Що таке нанотехнології?
Перш ніж говорити про можливі ризики та перспективи нанотехнологій спочатку треба сказати, що ж це таке? Для цього поняття не існує вичерпного визначення. «Нанотехнології» - це технології, що оперують величинами порядку нанометра. Це мізерно мала величина, в сотні разів менше довжини хвилі видимого світла і порівняна з розмірами атомів. Розвиток нанотехнології ведеться в 3-х напрямах:
- Виготовлення електронних схем розміром з молекулу (атом);
- Розробка та виготовлення машин;
- Маніпуляція атомами й молекулами.
Що таке наномедицина?
«Наномедицина» - це стеження, виправлення, конструювання та контроль над біологічними системами людини на молекулярному рівні, використовуючи розроблені нанороботи та наноструктури (Р. Фрейтас).В даний час наномедицини поки не існує, є тільки проекти, втілення яких у реальність і призведе до наномедицина. Через кілька років, коли вже, нарешті, буде створено перший наноробот, знання накопичені наномедицина втіляться в життя. А тоді за лічені хвилини ви позбудетеся від вірусу грипу або позбудетеся від раннього атеросклерозу. Нанороботи зможуть повернути навіть дуже старої людини в той стан, в якому він був у молодості. Від операції в органах ми перейдемо на операції на молекулах і таким чином стані «безсмертними».
Перспективи розвитку
Вчені зі штату Мічиган стверджують, що за допомогою нанотехнологій можна буде вбудовувати мікроскопічні датчики в кров'яні клітини людини, які будуть попереджати про ознаки радіації або розвитку хвороби. Так у США, за пропозицією NASA, ведеться розробка таких Наносенсори. Джейм Бейнер уявляє собі «наноборьбу» з космічними випромінюваннями так перед стартом астронавт використовуючи шприц для підшкірних ін'єкцій, вводять в ліжечок прозору рідину, насичену мільйонами наночастинок на час польоту він вставляє собі в вухо маленький пристрій (на зразок слухового апарату). Протягом польоту цей пристрій буде використовувати маленький лазер для пошуку світяться клітин. Це можливо, тому що клітини проходять по капілярах барабанної перетинки. За бездротового зв'язку інформація клітин буде передаватися на головний комп'ютер космічного корабля, а потім обробляється. У разі чого будуть прийматися необхідні заходи.
Все це може втілитися в реальність приблизно через 5-10 років. А наночастинки вчені використовують вже більше 5 років.
А зараз, сенсори тонші людської волосини можуть виявитися в 1000 разів чутливіші стандартних аналізів ДНК. Американські вчені, які розробили ці Наносенсори, вважають, що лікарі зможуть проводити цілий спектр різних аналізів, користуючись лише однією краплею крові. Однією з переваг цієї системи є можливість миттєво пересилати результати аналізу на кишеньковий комп'ютер. Дослідники вважають, що на розробку повністю функціональної моделі Наносенсори, яким зможуть скористатися лікарі в повсякденній роботі, знадобиться близько п'яти років.
За допомогою нанотехнологій медицина зможе не тільки з будь-якою хворобою, але й запобігати її поява, зможе допомагати адоптації людини в космосі.
Чи можуть впливати «застарілі нанороботи» на людину?
Коли механізм завершить свою роботу, нанодоктора повинні будуть видаляти нанороботів з організму людини. Тому небезпека того, що «застарілі нанороботи», що залишилися в тілі людини будуть працювати невірно, дуже мала. Нанороботи повинні будуть спроектовані так, щоб уникнути збоїв в роботі і зменшити медичний ризик. А як нанороботи будуть видалені з тіла? Деякі з них будуть здатні до самоудаленію з організму людини від природних каналів. Інші ж будуть спроектовані таким чином, щоб їх могли видалити медики. Процес видалення буде залежати від пристрої даного нанороботів.Що може бути зроблено неправильно протягом лікування нанороботами людини?
Вважається, що першорядним небезпекою для пацієнта буде некомпетентність лікуючого лікаря. Але ж помилки можуть відбуватися і в несподіваних випадках. Одним з непередбачених випадків може бути взаємодія між роботами при їх зіткненні. Такі несправності важко буде визначити. Ілюстрацією такого випадку може служити робота двох видів нанороботів А і В у організмі людини. Якщо наноробот А буде видаляти наслідки роботи робота В, то це призведе до повторної роботі А, і цей процес буде продовжуватися до безкінечності, тобто нанороботи будуть виправляти роботу один одного. Щоб таких ситуацій не виникало лікуючий лікар повинен постійно стежити за роботою нанороботів і в разі чого перепрограмувати їх. Тому кваліфікація лікаря є дуже важливим фактором.Як буде реагувати організм людини на нанороботи?
Як відомо, наша імунна система реагує на чужорідні тіла. Тому розмір нанороботи буде відігравати важливу роль при цьому, так само як шорсткість поверхні і рухливість пристрою. Стверджується що проблема біосумісності не дуже складна. Виходом з цієї проблеми буде створення роботів на основі алмазоідних матеріалів. Завдяки сильній поверхневої енергії і алмазоідной поверхні і сильної її гладкості зовнішня оболонка роботів буде хімічно інертної.Нанотехнології, що застосовуються в медицині останнім часом
Вже зараз нанотехнології застосовуються в медицині. Основними областями її застосування є: технології діагностики, лікарські апарати, протезування і імплонтанти.
Яскравим прикладом є відкриття професора Азіза. Людям, страждаючим хворобою Паркінсона, через два крихітних отвори в черепі впроваджують в мозок електроди, які підключені до кардіостимулятора. Приблизно через тиждень хворому імплантують і сам стимулятор у черевну порожнину. Регулювати напруга пацієнт може сам за допомогою перемикача. З болем вдається впоратися вже в 80% випадках:
У кого-то біль зникає зовсім, у кого-то затихає. Через метод глибокої стимуляції мозку пройшло близько чотирьох десятків людей.
Багато колег Азіза кажуть, що цей метод не ефективний і може мати негативні наслідки. Професор ж переконаний, що метод дієвий. Ні те ні інше зараз не доведено. Мені здається треба вірити лише сорока пацієнтам, які позбулися від нестерпного болю. І знову захотіли жити. І якщо вже 8 років цей метод практикується і не позначається негативно на здоров'я хворих, чому б тоді не розширити його застосування.
Ще одним революційним відкриттям є біочіп - невелика пластинка з нанесеними на неї в певному порядку молекулами ДНК або білка, застосовувані для біохімічних аналізів. Принцип роботи біочіпа простий. На пластинку наносять певні послідовності ділянок розщепленої ДНК. При аналізі на чіп розташовують досліджуваний матеріал. Якщо він містить таку ж генетичні інформацію, то вони сцепліваются. У результаті чого можна спостерігати. Перевагою біочіпів є велика кількість біологічних тестів зі значною економією досліджуваного матеріалу, реактивів, трудовитрат і час на проведення аналізу.
Висновок
Перспективи розвитку нанотехнологій за допомогою нанотехнологій дуже великі. Застосовувані в даний час нанотехнології нешкідливі, прикладом є наночіпи і сонцезахисна косметика на основі нанокристалів. А такі технології, як нанороботи і Наносенсори, поки ще перебувають у процесі розробки. Розмови про те, що з-за нескінченного процесу самовідтворення нанороботів товстий шар «сірого слизу» може покрити всю Землю, - є поки лише теорією, не підтвердженою ніякими даними. Як я зрозуміла у процесі написання своєї роботи, нанотехнологія є тією галуззю науки, яка піддається жорстокій критиці, перш ніж вводить які-небудь нововведення. Чи правдива ця критика чи ні я судити не можу.
Вчені NASA говорять, що вони успішно проводили випробування нанороботів на тваринах. Але чи варто цьому вірити? Кожен вирішує сам для себе. Особисто я вважаю, що використання, наприклад, таких нанотехнологій як Наносенсори може мати ризикований характер. Адже будь-яка навіть сама найпростіша система може давати збої, що вже тоді казати про такі передові технології, як нанороботи? І крім того треба враховувати індивідуальні фізіологічні особливості кожної людини.
І так, перспективи розвитку нанотехнологій великі. Стверджується, що в найближчому майбутньому, за допомогою них можна буде не тільки побороти будь-яку фізичну хворобу, але і запобігти її появу. Але от про ризики вчені NASA нічого не говорять. Є лише незліченні статті в жовтій пресі про те, що люди під впливом нанороботів стануть некерованими як зомбі.
Я думаю, що можливі ризики будуть порівнянні з перспективами. Так що громадськості треба більше приділяти уваги цьому питанню. Щоб вчені не тільки розглядали «обидві сторони монети», а й ставили суспільство до відома про це.