Направления и достижения

Что же нанотехнологии сулят медицине помимо уже широко разрекламированных, но пока нереальных «нанороботов», которые будут шастать внутри человека и что-нибудь починять?

На самом деле куда больше. Они смогут создавать:

• — наноматериалы с заданными свойствами — наночастицы (фуллерены и дендримеры)
• — микрои нанокапсулы (например, с лекарствами внутри)
• — нанотехнологические сенсоры и анализаторы — наноинструменты и наноманипуляторы
• — автоматические наноустройства (помимо все тех же нанороботов).

Но какими бы захватывающими ни были перспективы нанотехнологий, реальные достижения пока невелики.

Американцы создали материал, имитирующий настоящую костную ткань. Применив метод самосборки волокон, имитирующих природный коллаген, они «посадили» на них нанокристаллы гидрооксиапатита. А уже потом на эту «шпатлевку» приклеивались собственные костные клетки человека — таким материалом можно замещать дефекты костей после травм или операций.

Другая разработка, напротив, не дает клеткам приклеиваться к поверхности. Это нужно, к примеру, для создания биореакторов, в которых будут содержаться стволовые клетки. Проблема в том, что, как только стволовая клетка «села» на какую-то поверхность, она немедленно начинает специализироваться — превращаться в клетку конкретной ткани. А чтобы она сохраняла свой потенциал, надо не давать ей «присесть».

Экспериментируя с фуллеренами и дендримерами, сейчас во многих странах ищут эффективные лекарства от СПИДа, гриппа, болезни Паркинсона, рака и т. п. Микрокапсулы с нанопорами могут послужить больным диабетом 1-го типа — они смогут доставить в организм человека клетки поджелудочной железы животного и вовремя выделять инсулин, при этом оставаясь невидимыми для иммунной системы человека.

Искусственно сконструированная клетка-респироцит сможет заменить недостающие в крови эритроциты — она умеет переносить и кислород, и углекислый газ. При этом взвеси респироцитов понадобится в сотни раз меньше, чем препаратов донорской крови или кровезаменителей.

Направления:

Таким образом, в нанотехнологиях есть особая отрасль, которая базируется на использовании биологических наномолекул — бионанотехнология. Одно из ее направлений — создание различных молекулярных устройств. Среди них, например, биосенсоры для выявления каких-либо веществ, присутствующих в окружающей среде или организме человека, устройства для детектирования определенных нуклеотидных последовательностей с целью обнаружения мутаций.

Данное направление развивается быстрыми темпами и уже очень много дало медицинской диагностике — в медицине на сегодняшний день широко применяется иммуноферментный, иммунофлуоресцентный анализ, амплификация нуклеиновых кислот с помощью полимеразной цепной реакции. Вся медицинская диагностика, которая задействует современную технику, основана на использовании комплексов молекул: одна большая молекула узнает другую большую молекулу, и после этого включается сигнал (обычно это световая индикация на определенной длине волны). В данной области происходит постоянное совершенствование техники и усложнение наноконструкций.

Второе направление бионанотехнологии — огромная пограничная область — существует благодаря «содружеству» с физической нанотехнологией и физическими методами исследования. Один из примеров — использование квантовых капель или точек. Это очень сильно светящаяся структура небольших размеров из неорганических материалов. Их, например, «запускают» в организм для определенных целей или используют в диагностических системах.