Transcript Nanomedicina 1.seminar,predstavitev - Raziskave

NANOTEHNOLOGIJA V NANOMEDICINI
Ime in priimek: KATJA LAPUH, FMT
Mentor: prof. dr. MARKO ZGONIK
UNIVERZA V LJUBLJANI, FMF, LJUBLJANA, 2010
KAJ JE NANOTEHNOLOGIJA?
Je izraz, s katerim označujemo
tehnični razvoj v nanometrskem
merilu, navadno v velikostih od 0,1
do 100 nm.
KAJ JE NANOMEDICINA?
je
v
splošnem
uporaba
nanotehnologije
v
medicinske
namene
in
obsega
uporabo
materialov ter naprav v nanomerilu
za diagnosticiranje, preprečevanje in
zdravljenje bolezni.
PRIMERJAVA DIMENZIJ
PONOVITEV O MAGNETIZMU
 Magnetizem je fizikalni
pojav, s katerim nekatere
snovi delujejo z odbojno
ali privlačno silo na
druge snovi. Gibanje
nabitih delcev vedno
povzroči
magnetno
polje.
 Magnetno polje je prostor
okoli trajnih magnetov ali
vodnikov, po katerih teče
električni tok, v katerem
lahko zaznamo magnetno
silo in magnetni navor.
 Magnetni dipol: Magneti
nastopajo le kot magnetni
dipoli in imajo vedno
severni in južni pol. Na
magnetni dipol deluje v
magnetnem polju navor, ki
poskuša magnetni dipol
usmeriti v smer
magnetnega polja.
 Magnetni moment je
vektorska količina, ki
določa navor
magnetnega polja na
paličast magnet ali na
tuljavo, po kateri teče
električni tok.
MAGNETIZEM V SNOVEH
 Diamagnetizem je pojav, da
je gostota magnetnega polja
v snovi, ki smo jo postavili v
magnetno polje, malo
manjša od gostote
magnetnega polja izven te
snovi.
 Paramagnetizem je pojav,
da je gostota magnetnega
polja v snovi, ki smo jo
postavili v magnetno polje,
malo večja od gostote
magnetnega polja izven te
snovi (velja, da je relativna
permeabilnost μr > 1).
 Feromagnetizem je pojav,
da je gostota magnetnega
polja v snovi, ki smo jo
postavili v magnetno polje,
veliko večja od gostote
magnetnega polja izven te
snovi. Feromagnetizem je
posledica tega, da se
magnetni
dipoli
v
feromagnetnih
snoveh
znotraj
makroskopskih
območij spontano uredijo in
so urejeni tudi izven
magnetnega polja.
V zunanjem magnetnem
polju se usmerijo magnetni
momenti teh domen v smer
zunanjega
magnetnega
polja.
 Superparamagnetiki
vsebujejo
feromagnetne
delce, ki so ločeni z
neferomagnetno snovjo.
MAGNETENJE FEROMAGNETIKOV
 Ko pride nenamagneten feromagnetik pod vpliv zunanjega
magnetnega polja (H), se magneti po deviški krivulji, ki je na
sliki označena z a. Pri zelo majhnih H je ta krivulja kar
razgibana, kar na sliki ni razvidno. Deviška krivulja velja le pri
prvem magnetenju. Gostota magnetnega pretoka znotraj
feromagnetika narašča le do kolenske vrednosti, po njej pa je
naraščanje zelo počasno.
 Opazimo lahko, da se pri krivulji magnetenja ob povečevanju
in manjšanju jakosti zunanjega magnetnega polja razlikujeta.
Temu pojavu se reče histereza.
 Pri izdelavi trajnega magneta želimo snov s čim večjim Br in
čim širšo histerezno zanko, da bo snov kar se da odporna na
vplive zunanjega magnetnega polja. Takšnim snovem pravimo
trdo magnetne snovi.
MAGNETNE LASTNOSTI NANODELCEV
 superparamagneti
(iz
območja magnetnega polja
superparamagnetnih
nanodelcev, se remanentne
magnetizacije ne ohranjajo,
Hc= 0).
 Superparamagnetni
nanodelci so pogosto iz
železovih oksidov in imajo
posebne
lastnosti.
Ob
izpostavitvi
zunanjemu
magnetnemu polju, kažejo
magnetne lastnosti,
ko pa magnetno polje
umaknemo, se delci
ponovno porazdelijo po
tekočini. Torej so njihove
magnetne lastnosti izražene
le ob prisotnosti
magnetnega polja.
Z aktivnimi molekulami na nanodelcih lahko
manipuliramo in detektiramo njihov položaj (z
uporabo zunanjega magnetnega polja lahko
nanodelce skoncentriramo v želenem delu
telesa, lahko jim sledimo preko njihovih
magnetnih lastnosti, z njimi lahko grejemo
tkivo).
DALJINSKO VODENO UBIJANJE RAKASTIH CELIC
Slika nanorobotka, ki v
krvno celico vbrizgava
zdravilo levo in desno
slika nanozobnika.
 Nemški raziskovalci so na poti do nove vrste kemoterapije, pri kateri je
celični strup vezan na nanodelce, ki jih lahko z magnetom vodimo
natančno tja, kjer naj bi strup učinkoval. Metoda že deluje na miših in
prašičih, raziskovalci pa upajo, da bodo že leta 2011 dobili dovoljenje za
testiranje na ljudeh.
 Razvili so novo obliko kemoterapije za paciente z rakom, pri kateri bodo
magnetne sile kemoterapevtsko učinkovino vodile natančno do mesta, kjer
naj bi delovala na rakasto tkivo.
 V magnetnem načinu zdravljenja se skuša zdravilo usmeriti le na tisto
mesto, kjer naj bi učinkovalo.
 Pri magnetnem načinu zdravljenja celični strup, ki bo deloval na rakaste
celice, navežejo na nanodelce s premerom 10-100 nm. Nanodelci so
opremljeni s kovinskimi jedri , se namagnetijo, če jih izpostavimo
magnetnemu polju.
RAZISKAVE NA MIŠIH
 Poskus so izvedli tako, da so poskusne živali pod narkozo vdihovale drobne
vodne kapljice, aerosole, v katerih so se nahajali namagneteni nanodelci in
radioaktivna snov za sledenje. Posnetki pljuč poskusnih živali so pokazali,
da se je radioaktivna snov koncentrirala predvsem tam, kjer so raziskovalci
želeli.
 Rezultati torej dokazujejo, da so nemški raziskovalci pripravljeni začeti s
poskusi na človeških pacientih z rakom. Metodo nameravajo uporabljati
pri zdravljenju kožnega raka in raka na prostati, nato pa poskusiti še z
ostalimi vrstami raka, na primer z rakom na dojki ter z rakom na trebušni
slinavki. Carsten Rudolph pa poudarja, da je pot do obsežnega
magnetnega zdravljenja pacientov z rakom dolga in da je na tej poti še
nekaj ovir, ki jih bo potrebno premagati.
 Eden največjih izzivov bo razviti tako učinkovite magnete, da bodo lahko
močno magnetno polje usmerili tudi na tista obolela območja, ki se
nahajajo globoko v telesu.
NANOŽELEZO
 Nanodelci železa (Fe) so zelo
obetavni za nanomedicino, saj je
možno
nanje
vplivati
z
magnetnim poljem na daljavo ter
jih tako uporabljati kot orodje
znotraj organizma. Mogoče jih je
pokriti s spojinami, ki delec
markirajo, ali pa s takimi, ki delec
vežejo samo na določene celice v
telesu, na primer na tumorske
celice.

Celice s procesom endocitoze
sprejmejo nanodelce v svojo
notranjost, kjer zato pride do
spremembe
proteinskih
polimerov in deformacij oblike
celic. Prisotnost nanodelcev
železovega oksida je strupena za
živčne celice in vpliva na njihovo
sposobnost prenašanja signalov.
NANOSREBRO
 Zaradi močne strupenosti srebra za zelo širok spekter mikroorganizmov
nanodelci srebra s še povečano kemijsko aktivnostjo v primerjavi z
masivnim srebrom spadajo med trenutno najpomembnejše
nanotehnološke antimikrobne snovi, ki se jim obeta raznovrstna uporaba.
 V medicini se nanosrebro uporablja za zdravljenje opeklin in kroničnih
poškodb kože ter dermatoloških bolezni, pri katerih koža nima več
naravnih obrambnih mehanizmov za boj z bakterijami.
 Nanosrebro je učinkovito pri zdravljenju aidsa: nanodelci Ag, veliki 1 do 10
nanometra, napadejo HIV-1 in preprečijo učinkovanje virusa na celice
gostiteljice.
 Vse več je tudi opozoril o tveganju za zdravje, saj primerjajo strupenost 15
nm Ag z 1 µm velikimi delci kadmijevega oksida (CdO).
ZAKLJUČEK
 Prednost magnetnih nanodelcev je v tem, da jih je mogoče z
magnetnim poljem izločiti iz telesa ali pa s kontroliranim
premikanjem poskušati usmerjati rast celic, na katere so
pripeti.
 Za nekatere panoge v nanoznanosti lahko slutimo ali bodo
vplivale na kvaliteto in dolgost življenja zaradi nanomedicine.
HVALA ZA POZORNOST