среда, 24 апреля 2019 г.

ნანოტექნოლოგიები ნანოდიაგნოსტიკისთვის

ნანოტექნოლოგიები ნანოდიაგნოსტიკისთვის 
ბოლო ათწლეულების განმავლობაში ინტერესი ნანოტექნოლოგიების მიმართ არ მცირდება. ინტერესი გამოწვეულია აბსოლუტურად ახალი ქიმიური, ფიზიკური და ბიოლოგიური თვისებების მქონე მასალების მოპოვების შესაძლებლობით, მათი მცირე ზომის, სტრუქტურის, ქიმიური შემადგენლობისა და ზედაპირის დიდი ფართობით.
ნანომასალები ფართოდ გამოიყენება ადამიანის საქმიანობის სხვადასხვა სფეროში. 2016 წელს  ჟურნალში „ცოდნის ქვეყანა“ (№4 და №5) უკვე დაიბეჭდა სტატიები ნანოსამყაროს განვითარების და ძირითადი პრინციპების შესახებ.
ამ პუბლიკაციაში გვსურს მკითხველის ყურადღება გავამახვილოთ ნანომასალებისა და ნანოტექნოლოგიების შემუშავებასა და გამოყენებაზე მედიცინაში.
ნანომედიცინა ახალგაზრდა მეცნიერებაა, რომელიც იკვლევს ნანოტექნოლოგიებში სპეციალისტების მიერ გაკეთებული აღმოჩენების გამოყენების მიზანშეწონილობას სამედიცინო მიზნებისთვის (სამკურნალო საშუალებების მიზნობრივი მიწოდებისთვის, ბიოსენსორებში, პროთეზირების დროს, დიაგნოსტირების, მონიტორინგის და მკურნალობის მიზნით).
ექიმის წინაშე დგას დაავადების დიაგნოსტირების და მკურნალობის დანიშვნის ამოცანა, ხოლო ნანოტექნოლოგიის დანერგვა სამედიცინო პროცესში, თავის მხრივ, იძლევა ამ კომპონენტების ხარისხის მნიშვნელოვნად გააუმჯობესების შესაძლებლობას.
ყველასთვის ცნობილია, რომ რაც უფრო ადრე იქნება დადგენილი დაავადება, მით უფრო ადვილია მისი მკურნალობა. ამიტომ დღეს ბევრი მეცნიერი უძღვნის თავის საქმიანობას დიაგნოსტიკის უკვე არსებული მეთოდების გაუმჯობესებას  და ნანომასალების საფუძველზე ახალი დიაგნოსტიკური მეთოდების შექმნას.
დიაგნოსტიკის ამ მეთოდს ნანოდიაგნოსტიკას უწოდებენ. დაავადებათა დიაგნოსტიკის უახლესი მეთოდები იძლევა ვირუსული ინფექციებით და ბაქტერიებით გამოწვეული ენდოკრინული, ონკოლოგიური და გულსისხლძარღვდა დაავადებების, ალცჰეიმერის დაავადების გამოვლენის საშუალებას.
In vivo-ს დიაგნოსტირება იძლევა ადრეულ ეტაპებზე დაავადებების გამოვლენის საშუალებას, ძირითადად დიაგნოსტიკის ხარისხის გაუმჯობესების წყალობით, რომელიც დაფუძნებულია მოლეკულური სტრუქტურის მდგომარეობის შესახებ ვიზუალური ინფორმაციის გადაცემაზე. In vitro  დიაგნოსტიკა ვითარდება ნანონაწილაკების გამოყენების წყალობით გაზომვის ინოვაციურ მეთოდებსა და ბიომარკერებში.
მაგალითად, „Xagenic“ კომპანიაში  ნანოხელსაწყოები უკვე სამრეწველო მასშტაბებით მზადდება, მათ საფუძვლად უდევთ ნანოსფეროები ნანოოქროს კბილებით. ხელსაწყოს ბირთვს წარმოადგენს ნანოზონდი, რომელსაც შეუძლია დნმ-ის მხოლოდ რამდენიმე მოლეკულის აღმოჩენა პაციენტის სისხლის ნიმუშში.
სფერული ზედაპირის ნანოკბილებზე "სატყუარას" მოლეკულებია მოთავსებული, რომლებიც ერთმანეთთან აკავშირებენ დაავადების გამომწვევი ბაქტერიების დნმ-ის სპეციფიკურ სეგმენტებს. შეკვრა ხდება ელექტროენერგიის ხარჯზე, რომელიც რეგისტრირდება მგრძნობიარე სენსორებით.
ოქროს ნანოსფეროების დახმარებით შესაძლებელი გახდა სიმსივნური უჯრედების გამოვლენა გაცილებით ადრე, სანამ ისინი დაიწყებენ სიმსივნური წარმონაქმნის ფორმირებას.
ახლა მიმდინარეობს ამ მოწყობილობის ფართო კლინიკური ცდები. მისი დანერგვა კლინიკურ პრაქტიკაში საშუალებას მისცემს ერთდროულად დაავადების  რამდენიმე გამომწვევის დიაგნოსტირებას 20 წუთის განმავლობაში.
დიაგნოსტიკაში ასეთი ფართო გამოყენება ნახშირბადის ალოტროპულმა მოდიფიკაციამ ჰპოვა. მაგალითად, მეცნიერთა ჯგუფმა „ფუნდამენტურ მეცნიერებათა ინსტიტუტიდან“ (Institute for Basic Science), ქ.სეულში, სამხრეთ კორეა, შექმნა ორმაგი სალბუნი, რომელსაც ერთდროულად შეუძლია შაქრის შემცველობის შემოწმება დიაბეტით დაავადებულთა პაციენტებში და წამლის შეყვანა  გლუკოზის მაღალი დონის დადგენისას.
ამ სალბუნს საფუძვლად დაედო გრაფენი, ძალიან მყარი და მოქნილი მასალა, რომელიც შედგება ნახშირბადის ატომებისგან. შაქრის ცვლილებების დასაფიქსირებლად მკვლევარებმა გრაფენს დაუმატეს ოქროს ნანონაწილაკები.
როდესაც დიაბეტით დაავადებული ადამიანი კანზე სალბუნს იმაგრებს, იმპლანტირებული სენსორები მოიპოვებენ ოფლს და აფიქსირებენ მასში pH ცვლილებებს და ტემპერატურას. შაქრის მაღალი დონის ფიქსაციის შემდეგ, სენსორები იწყებენ მოქმედებას და მიკრონემსებით პრეპარატის მიწოდებას, გლუკოზის დონის ნორმალიზებისთვის.
მეცნიერებმა სალბუნის მოქმედება თაგვებზე და რამდენიმე მოხალისეზე შეამოწმეს. ამ მოწყობილობის დანერგვა სამედიცინო პრაქტიკაში საშუალებას მისცემს დაავადებულ ადამიანებს დროულად გააკონტროლონ და დაასტაბილურონ შაქრის შემცველობა სისხლში.
ბოლო დროს დიაგნოსტიკაში მიმდინარეობს ლითონების ნანონაწილაკების და ლითონების ოქსიდების აქტიური დანერგვა. მაგალითად, ნანოოქროს მასალები ხასიათდება ზედაპირული პლაზმონური რეზონანსის უნარით. ნაწილაკებს შეუძლიათ სინათლის ინტენსიური არეკვლა, რაც განაპირობებს მათ აქტიურ გამოყენებას დიაგნოსტიკური მიზნებისთვის. კერძოდ, ამინომჟავების (ცისტეინის ​​და ჰომოსიცტეინის) გამოსავლენად.
დადგინდა, რომ ჰომოცისტეინის არსებობა კონცენტრაციაში, რომელიც აღემატება 15 მკმოლ /ლ, ისეთი პათოლოგიების მარკერია, როგორიცაა ალცჰეიმერის დაავადება, გულსისხლძარღვთა დაავადებები.
ოქროს ნანოღერძებს NLS-ს პეპტიციდებით (nuclear localization signal peptide)   შეუძლიათ ბირთვულ სტრუქტურებთან სპეციფიკური შეკავშირება, რის შედეგადაც მიღებული იქნა კიბოს უჯრედების ბირთვების გამოსახულება. კუჭის კიბოს მიზნობრივი ფოტოაკუსტიკური ვიზუალიზაციისათვის იკვლევენ  ბუნებრივი ქილერებით (NK-უჯრედებით) სავსე ოქროს კაჟმიწა-მოდიფიცირებულ ნანომილაკებს.
მაგნიტურ-რეზონანსული თერაპია in vivo არაინვაზიური სამედიცინო დიაგნოსტიკის მეთოდია, რომელიც იძლევა სხეულის (ტვინის, კუნთების, გულის, ახალი წარმონაქმნების) ქსოვილების მაღალკონცენტრირებული გამოსახულების მიღების საშუალებას და ამიტომ ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში.
ავთვისებიანი სიმსივნის უკეთ ვიზუალიზაციისთვის გამოიყენება კონტრასტული ნივთიერებები რკინის მაგნიტური ნანონაწილაკების საფუძველზე. ჯერ კიდევ 2001 წელს ევროპული ბაზრისთვის ღვიძლის კიბოს დიაგნოსტიკისათვის მოწონებული იქნა პრეპარატი  Resovist® (Schering კომპანიის). Resovist®-ის შემადგენლობაში შედის კარვოქსიდექსტრინით დაფარული რკინის სუპერპარამაგნიტური ნანონაწილაკები, რომლებიც ფაგოციტოზის პროცესში გროვდება ღვიძლის რეტიკულოენდოტელიალური სისტემის უჯრედებში.
რკინის ოქსიდის ნანონაწილაკები, ლიმფურ კვანძებში კონცენტრაციის უნარის გამო, გამოიყენება მაგნიტურ-რეზონანსულ ანგეოგრაფიაში ლიმფურ კვანძებში მეტასტაზების დასადგენად.
ვიზუალური ნივთიერებების ასეთი ფართო გამოყენების შესაძლებლობა მოიპოვეს მანგანუმის Gd-შემცველობის ნანოკომპოზიტებმა და ჰელატურმა ნაერთებმა, რომლებსაც იყენებენ კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის სკანირებისას.
უნდა აღინიშნოს, რომ გადოლინიუმი ტოქსიკურია და ამიტომ აუცილებელია მისი კომპლექსში გამოყენება, ის თერმოდინამიკურად და კინეტიკურად მდგრადია. არსებობს მულტიმოდალური კონტრასტები, რომლებიც დაფუძნებულია მაგნეტიტის (Fe3O4) ნანოკომპოზიტებზე გადოლინიუმთან ან მანგანუმთან. ასეთი კომბინაცია იძლევა დაზიანებული ადგილების უფრო ხარისხიანი ვიზულიზაციის საშუალებას.
ბოლო წლებში მეცნიერებს შორის გაიზარდა ინტერესი ოპტიკურად აქტიური ნივთიერებების მიმართ, რომლებიც დაკავშირებული არიან მაგნიტურ ნანონაწილაკებთან. ჰიბრიდული ნანოკოკომპოზიტების ამ კლასის (როლებიც აგებულია მრავალდონიანი იერარქიული სტრუქტურის შესაბამისად) გამოყენება წარმატებით შეიძლება ბიოსამედიცინო  ვიზუალიზაციისთვის.
ფართოდ იკვლევენ მაგნეტიტის ნანონაწილაკებს ფლუორესცენტულ  ნივთიერებებთან ერთად, როგორიცაა ნახევარგამტარი კვანტური წერტილები, ორგანული საღებავები (რომლებსაც აქვთ ფლუორესცენციის უნარი) და ლითონის კომპლექსები.
ამდენად, თანამედროვე სამეცნიერო-ტექნიკური პროგრესი დაკავშირებულია ნანოსამყაროს ყოვლისმომცველ შესწავლასთან. წარმატებული მკურნალობის საწინდარია დაავადების დროული და მაქსიმალურად ინფორმაციული დიაგნოსტირება.
სხვადასხვა სპეციალობის მეცნიერები მსოფლიოს წამყვანი ლაბორატორიებიდან მუშაობენ ნანოდიაგნოსტიკის განვითარებაზე. „კიევო-მოგელანის აკადემიის“ ეროვნული უნივერსიტეტის საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების ფაკულტეტი უკრაინის მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის სამეცნიერო-კვლევით ინსტიტუტთან ერთად ასევე მუშაობს ნანომასალების და ნანოკომპოზიტების შექმნასა და გაუმჯობესებაზე.
ბევრ ქვეყანაში იწყებენ ამ მკვლევარების ნაყოფიერი მუშაობის შედბისეგე პრაქტიკაში გამოყენებას. ეს აუცილებლად დაეხმარება ღეისათვის განუკურნებელი დაავადებების დაძლევაში. ამიტომ წარმატებებს და შთაგონებას ვუსურვებთ მეცნიერებსა და ექიმებს!




Комментариев нет:

Отправить комментарий

Will be revised