Жинақтаған: Дәрмағамбет Клара Хайроллақызы, Қорқыт ата атындағы Қызылорда университетінің профессоры, химия ғылымдарының кандидаты
Осыдан бірнеше жүз жылдар бұрын адамдар, тышқандарды бидайдан пайда болады деп есептеген, өйткені тышқандарды ылғи бидайдың ішінен табуға болатын еді. Егер бидайды алып тастаса,тышқандар да жоғалып кеткен. 1665 жылға дейін тышқандардың пайда болуының (және де ірімшікте зеңнің пайда болуы, еттің шіруі) құпиясы шешілмей келді. Бірақ дәл сол жылы Роберт Гук (КоЬегІ Нооке) өзінің «Місгодгарһіа» атты кітабында микроағзалардың алғашқы суреттерін салып жариялаған. Вайт аралында тұрған діни қызметшінің ұлы Гук жас кезінде үй тапсырмаларынан гөрі механикалық аспаптарды салу мен құрастыруға қызығушылық танытқан. Гук шын мәнінде,оқуды Оксфорд колледжінде бастаған. Ол биология мен математиканы зерттеуге көп уақыт бөліп, көптеген заттардың қалай жұмыс істейтінін түсінуге тырысқан. Одан әрі тереңірек зерттеулер үшін Гукке ең ұсақ бөлшектерді мұқият зерттеу қажет болды. Сондықтан, оның әрдайым ұлғайтқыш әйнекті пайдаланып жүріп, ал аздаған уақыт өткеннен кейін микроскопты ойлап табуы таңғаларлық емес еді. Гук микроскоптың көмегімен тұңғыш рет монастырьдегі монахтардың кішкентай бөлмелеріне сәйкестендіріп, өзі жасушалар деп атау берген,тығынның ішіндегі өте ұсақ бостықтарды көре алды.Місгодгарһіа кітабының ОЬзегуаІіоп XVIII тарауында Гук: «Мен тығын толығымен ара ұясы сияқты кеуектерден тұратынын көрдім,бірақ ол кеуектер ара ұясы сияқты ретті емес… бұл кеуектер немесе,жасушалар… шынында да маған бақылауға мүмкін болған алғашқы микроскопиялық кеуектер» деп жазған. Гук алғаш рет шіркейлердің, теңіз губкасының және жансыз заттардың ең ұсақ бөлшектерін бейнеледі. Ғалым бірнеше мүлдем жаңа ғылыми құрал – саймандарды ойлап тапты, олар: барометр, қол сағаттарына арналған серіппелі балансир,әмбебап шарнир, телескоп – рефлектор.
Голландиялық сатушы және себетшінің ұлы Антони ван Левенгук өнертапқыш талантына да ие болған еді. Ол линзаларды тегістеуді үйреніп және нысандарды 200 есе үлкейтетін микроскопты жасады. Осындай микроскоптың арқасында Левенгук шаштың және басқа да нысандардың құрылымын қарай алды; бірак ол суретші дарынына ие болмаған, сондықтан өзінің тапқандарын кереметтей салып беру үшін ол суретші жалдаған. 1674 жылы Левенгук тұңғыш рет жасыл балдырлардың құрылымын зерттеген. Левенгуктің білім құмарлығы соншалықты, ол өзінің әйелі мен балаларының тісіндегі тіс жегісін зерттеуге тырысқан, бірақ бұл зерттеуден еш нәтиже шықпаған, өйткені отбасы тістерін таза ұстаған. Содан соң Левенгук «ешқашан тісін тазаламаған» екі қарт кісілердің тіс жегісін зерттеген. Сөйтіп Левенгук тірі бактерияларды микроскоппен қараған алғаш ғалым болды.
1683 жылы Лондондағы Корольдық ғылыми бірлестікке жазған хатында Левенгук бактерияларды «мен осыған дейін көргеннен шапшаң жүзе алатын өте ұсақ тірі ағзалардың үлкен жиынтығы»деп сипаттаған. Левенгуктың биологиялық эксперименттері нақты жүргізілген, айқын сипатталған алғашқы ғылыми зерттеулердің бірі болып саналады.Қазір ғалымдар Гук, Левенгук және басқа да микроәлемнің алғашқы зерттеушілерінен гөрі көп нәрсе бақылай алады. Заманауи құралдар шын мәнінде, кішкентай ағзалар мен бөлшектердің құрылымы мен қасиеттерін зерттеуге мүмкіндік береді.
Сонымен, еске түсірейік, нанометр – метрдің миллиардтан бір бөлігі, немесе
10-9 м. Өзінен мың (1000) есе үлкен тауға қарап тұрған кішкентай баланы елестетіңіз. Баланың аяғындағы құмырсқа да баладан шамамен мың есе кішкентай.Ал құмырсқа денесіндегі бактерия құмырсқадан мың есе кішкентай және баладан миллион (1 000 000) есе кішкентай. Ақырында баланың аяғында ұрланып келе жатқан құмырсқа денесіндегі бактерияның тамақтанатын қант молекулалары баладан шамамен миллиард (1000 000 000) есе кішкентай.
Көріп тұрғандарыңыздай, қант молекуласы мен бактерияның өлшемдері бір-бірінен 1000 есеге, бактерия мен құмырсқанікі – 1000 есеге, құмырсқа мен баланікі – 1000 есеге ерекшеленеді. Басқаша айтқанда, наноөлшемді молекула бізге үйреншікті өлшемдердің миллиардтан бір бөлігін құрайды (1 / 1000 000 000). Қазіргі ғалымдар осындай масштабтағы нысандар және үдерістермен жұмыс істеуді үйренді!
Бақылау мен өлшеулер ғылым мен техниканың басты компоненттері болып табылады. Ғалымдар зерттеу кезінде және адам қызметінің басқа да салаларында қабылданған өлшем бірліктер негізінде өлшеу жүргізеді. Секірумен айналысатын спортшылардың нәтижелері метр және сантиметрмен, ал тау шаңғышыларының нәтижелері секундтың оннан бір бөліктерімен есептеледі. Дәл өлшеу жүргізу үшін жалпыға бірдей қабылданған ұзындық, масса, уақыт,температура және т.б. стандарттары қолданылады. Онсыз әртүрлі ғалымдардың әртүрлі зертханаларда жүргізген өлшеулерін бір-бірімен салыстыру өте қиын болар еді. Мысалы, егер уақыт және қашықтық түсінігі дәл айқындалмаса ат шабысының нәтижелерін салыстыру мүмкін емес. Әрине,жылқының өлшемін ұзындық бірлігі ретінде санауға болар еді, бірақ жылқылардың ұзындығы әртүрлі болады және дәл баға беру үшін мұндай анықтама жеткіліксіз.
Қандайда бір бақыланатын нүктесіз бір нәрсені өлшеу керемет болар еді. Бұған қарапайым мысал (ат) жарыстарында бар. Асыл тұқымды аттың Кентуккидегі ат жарысындағы жеңісін, егер «ұзындық» дегеніміз не екенін білмесек түсіну қиын болар еді. Жарыстарда бұл аттың денесінің ұзындығы шамамен 2 метр.
Бұл жуық өлшем жарыстар үшін жеткілікті, себебі дәл өлшеулердің қажеттілігі жоқ. Алайда даулы жағдайларда бұл «ұзындық» жарамайды және сол кезде мәре сызығындағы фотосуреттерді пайдалана отырып жеңімпазды бекітеді. Ғылыми зерттеулер өлшеулер мен салыстырулармен тікелей
байланысты. Басқа ғалымдармен ұсынылған эксперимент немесе әдісті жасау үшін, дәл сондай өлшем бірліктерді қолдану керек. Нью-Йорктағы ғалым сұйықтық көлемін кесемен, ал Германиядағы ғалым – миллилитрмен есептейтін болса, алынған нәтижелерді қалай салыстырамыз? Ол үшін жалпыға бірдей өлшем бірліктер жүйесін қолдану керек.
1960 жылы өлшем мен салмақ бойынша өткен Негізгі конференцияда Халықаралық бірлік немесе СИ жүйесі қабылданды. 1965 жылы Ұлыбритания бұл жүйені нақты мойындады, ал бірақ XIX ғасырдың ортасынан бері бұл жүйені АҚШ пайдаланса да, нақты осы жүйені қабылдамаған аздаған елдер қатарында болды. Севрдегі (Франция) халықаралық өлшем мен салмақ бюросында арнайы массаны өлшейтін платиналық стандарт (эталон) бірлігі сақталған.Осындай өлшем мен салмақтың біртұтас жүйесі ғалымдарға өз зерттеулерінің нәтижелерін өте үлкен сеніммен салыстыруға мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта ұқсас стандарттарды нанотехнология саласында қолдану қажет. Метрлік бірлік жүйесі өлшемі қолданылып жатыр, бірақ ғалымдар нанотехнологияны өндіріс пен тұрмыста қолдану үшін табиғатта шекті рұқсат етілген наноөлшемді обьектілердің таралу деңгейін ескере отырып қауіпсіз болатын стандарттар жасау мақсаты тұр.
Кремнийлі наносымдар. Гарвард университетінің (АҚШ) ғалымдары өте жұқа кремнийлі электрлік наносымдарды жеке вирустарды анықтауда пайдалануға болатынын байқады. Осындай наносымдар көмегімен әртүрлі
вирустардың бар екендігін үлкен дәлдікпен анықтауға болады. Егер жеке наносымдарды бір массивке жинаса, онда бірден мыңдаған әртүрлі вирустарды анықтауға қабілетті күрделі анализатор жинауға болады. Гарвард университетіндегі (АҚШ) химия профессоры доктор Чарльз М. Либер бір ғана вирус бар болса, электр тізбегін тұйықтап немесе ажыратып жіберетін кремнийлі наносым жасады. Вирустарды табу наносымдар өлшемдерін, электр тоғы және антидене рецепторларын дәлдеу арқылы мүмкін болды. Бір вирустың антидене рецепторымен қосылуы кезінде, осы вирустың бар болу белгісі болып табылатын электрлік қасиеттердің нақты өзгерісі туындайды. Зерттеушілер үшін мұндай әдіс әртүрлі вирустарды дәл ажыратуға мүмкіндік беретіндігін байқады. Осылайша, жуырда өте ерте кезеңдегі жұқпалы аурулардың қауіпті вирустарын байқауға болады. Мәселе иммундық жүйенің вирустардың аздаған популяцияларына әсер етуге қабілеттілігінде, бірақ көбінесе табиғи әдістермен орнықтыру қиын болатын аса қауіпті вирустарды бастапқы кезеңде тек қана медицинаның араласуының көмегімен жеңуге болады.
Нанотехнологияның дамуымен ғалымдар жаңа жетістіктерді пайдалана отырып, медициналық эксперименттерді жиі жүргізе бастады. Медициналық нанотехнологиялар көптеген пәндердің тоғысқан тұсында жатыр және өзіне биология, химия, физика мен техника салаларының нәтижелерін енгізеді. Бұлардың кейбірі ауру жасушаларға, мысалы, қатерлі ісік жасушаларына, дәрі-дәрмектерді мақсатты түрде жеткізуге қолданылады және олар нановекторлар деп аталады. Сонымен қатар, олар көріністің айқындылығын жоғарылату үшін агент есебінде қолданылады – флуоресценциялайды немесе жай ғана микроскоп астында анық көрінеді.
АЛТЫН ҚАБЫҚШАЛАР
Бұған дейін сіздер фонарь жарығын өз қолыңыздың саусақтарының арасы арқылы өткізіп көрдіңіздер ме? Жарық шыға берісінде қызыл болып көрінеді, ол қанның қызыл түсті болғандығынан емес. Жарықты әртүрлі тәсілдермен пайдалануға болады. Егер жарық өз жолында металды кездестірсе, ол қатты қызып, айналасында қоршап тұрған ұлпаларды (мысалы, катерлі ісікті) күйдіріп жіберуі мүмкін. Ал егер жарық оттегінің жоғары белсенді молекулаларын генерациялайтын бөлшекті кездестіретін болса, олар қоршаған ортамен реакцияға түседі және оны жояды (мысалы, тағы да қатерлі ісікті).
Алтынның жұқа қабатымен қапталған аса кішкене кварц шарлары негізіндегі нанобөлшектер инфрақызылға жақын диапазонда жарық жұта отырып (электромагниттік сәулелену) жасалынды, ол адам денесінің ұлпасы арқылы оңай өте алады (электромагниттік сәулеленудің спектрінің көрінетін бөлігі ұзын толқындар үшін-қызыл, ал қысқа толқындар үшін – күлгін түсті болып келетіндігі белгілі). Қатерлі ісікті емдеудің жаңа әдісі, кішкентай нано – қабықшалар қанмен бірге қатерлі ісіктің ішіне енуіне негізделген. Ісіктегі қан тамырларының кішкене қуыстары болғандықтан, наноқабықшалар сонда тұнып, ісіктің ішінде ғана жиналады. Бұл құбылыс жоғарғы өткізгіштік және ұсталыну деп аталады. Наноқабықшаларды сол сияқты антиденелермен қосып және онкоақуыздарға (онкогенді, яғни қатерлі ісік ақуыздары) немесе маркерлерге қарсы бағыттауға болады. Демек, наноқабықшалар қатерлі ісікке екі түрлі жолмен жеткізіледі: ЕРК немесе антидене көмегімен. Бірақ қатерлі ісіктің барлық түрлерінің антидене жасауға болатындай анық белгіленген маркерлері бола бермейді. Алайда, біздің бақытымызға орай ЭПР-ді қатерлі ісіктің көптеген түрлеріне ешбір маркерсіз пайдалануға болады. Мысалы, сүт безінің қатерлі ісігін емдеу үшін алтынмен қапталған наноқабықшаларды қатерлі ісікпен бірігуге қабілетті антиденелермен байланыстырады. Тышқандарға жасалған тәжірибеде осы наноқабықшалар бар қатерлі ісік жасушаларын инфрақызыл лазер сәулесімен жарықтандырған. Сонымен қатар, алтын лазерлік сәулеленуді жұтып алған, наноқабықшалар қызып, ал сау ұлпалар суық болған. +550 С температурада қатерлі ісік жасушалары күйіп кетіп, ал сау жасушалар бүтін және өзгеріссіз күйінде қалған. Бұл бағытталған емдеудің артықшылығы, тек қана қатерлі ісікке шалдыққан аймақтар «күйеді», ал сау ұлпаларға еш зақым келмейді.Бұл ерекшелік химиятерапиямен салыстырғанда, осы әдістің артықшылығын көрсетеді. Химиятерапия кезінде барлық жылдам өсетін жасушалар өледі, қатерлі ісік жасушалары немесе сау жасушалар (осы себептен химиятерапияны өткен науқастардың шаштары түседі – шаш қабының жасушалары бөлінеді және басқалармен салыстырғанда тез өседі де бірінші болып жойылады).
р тышқандарға жасаған тәжірибе ешқандай ем алмаған және 30 күннен кейін өліп қалған тышқанмен салыстырғанда, сүт безінің қатерлі ісігінің жасушаларын жоюда 100 пайыздық тиімділікке қол жеткізді. Осындай тамаша нәтиженің арқасында адамдарға тәжірибе жасау 2005 жылдан басталды.Тік ішектің қатерлі ісігін емдеу үшін тышқандарға жасалған тәжірибеде зерттеушілер наноқабықшалардың күре тамыр инъекциясынан және қатерлі ісікпен зақымданған аймақты сәулелендіргеннен кейін 6 сағат өткен соң барлық қатерлі ісік жасушаларының жойылғанын байқаған. 100 -шы күн наноқабықшалармен өңделген ісіктер толық жойылып кеткендігі байқалған, ал бақыланушы тышқандардың ісіктері қауіпсіз болып қалған. 21 -ші күні ісіктері бар барлық бақыланушы тышқандар өліп қалған, ал жоғарыдағы әдіспен емделген тышқандарда ісіктер қайта пайда болмаған. Жаңа емдеу әдістерінің әлеуетін зерттейтін ғалымдардың алдымен осы емдеудің жаңа әдісінің аурудың өзінен де қауіпті емес екендігіне көз жеткізулері керек. Мұндай қиындықтар нанобөлшектер белгіленген орынға түспесе (биологиялық таралу), денеде мәңгілік қалып қалса (тазалығы) немесе улы болса (уыттылық) туындайды. Міне, сондықтан наноқабықшаны қолданар алдында оның биологиялық таралу деңгейін, тазалығын және уыттылығын тексеріп алу керек болады. Наноқабықшалар осы тексерістен ойдағыдай өтті.Өткір инфрақызыл сәулелену көмегімен осындай қатерлі ісікті емдеудің негізінен жаңа және жақсартылған әдістері жуырда көптеген ем алушылардың қиындықтарынан және жанама әсерлерден құтылуларына көмектеседі. Сонымен қатар, бұлар емдеудің тиімділігін жоғарылатуға мүмкіндік береді, себебі ағзаның қатерлі ісік жасушаларымен бірге сау жасушалары жойылатын химия терапиядағыдай ағза ызаланып қарсыласпаса да болады.
Қоршаған сау ұлпаларды қыздырмай инфрақызыл жарықты жұтатындай етіп наноқабықшаларды жобалауға болатындықтан,оларды Райс университетінде (АҚШ) профессор Уэсттің зертханасында ұлпаларды “дәнекерлеу” үшін пайдалануға болады деп шешті. Мұндай әдіспен дәнекерленген ұлпалар жақсы әрі жылдам жазылады. Бұл әсіресе өте жас және егде адамдар үшін аса маңызды. Ұлпаларды дәнекерлеу үшін наноқабықшаларды альбуминнің (ақуыздың) ерітіндісіне батырады да, оны жарақаттың аймағына жағады. Жарақат аймағының инфрақызыл жарықтармен жарықтануы кезінде наноқабықшалар қызады және оларды қоршаған ақуыздар денатурацияға ұшырайды да, (яғни тауық жұмыртқасын табада қуырған кездегі тауық жұмыртқасының ақуызы сияқты өзінің құрылымын өзгертеді), металдарды дәнекерлеген кездегідей жабысып қалады. Инфрақызыл жарықтану кезінде наноқабықшаларсыз ешқандай дәнекерлеу ісі болмаған болар еді.Наноқабықшаларсыз қарапайым лазерлік дәнекерлеу кейбір мәселелермен байланысты. Мәселе жарықтық сәуле шығарудың
үлкен тереңдікке өте алмауына байланысты, дәнекерленген жіктер өте жұқа және берік емес болып шығуында, ал оларды қоршаған ұлпалар қатты зақымданады. Наноқабықшалармен байланысты технологияда бұл мәселелер, минимал дәрежеде тірі ұлпалармен жұтылатын,белгілі бір толқын ұзындығы (инфрақызылға жақын) бар сәулеленуді таңдап алудың арқасында азайған. Жарақатты наноқабықшалы дәнекерлемемен жауып қойғаннан кейін және дәнекерлемені инфрақызыл жарықтармен жарықтандырғаннан кейін дәнекерлемемен түйісетін ұлпалардың дәнекерленуі жүзеге асады. Және дәнекерленген жіктің беріктілігі зақымданбаған ұлпаның беріктілігіне жақындайды.Тышқандарға жасалған тәжірибелер, дәнекерленген жіктер тек бұзылмай ғана қойған жоқ, тіпті сынақтан кейін 32 күн өткен соң беріктілігі артқандығын көрсетті. Наноқабықшаларды лазерлік сәулеленуге дейін қолдану жарақаттарды тезірек және берік жазуға мүмкіндік береді.
Биологиялық инженерия
Материалдардың қасиеттеріне ең жоғары талап қоятын шығармашылық саласы – биологиялық инженерия. Аса кіші өлшемдері оларды биологиялық ортаға енгізуге мүмкіндік беретіндіктен, медициналық емдеуде наноматериалдардың маңызы зор. Сонымен қатар, инженерлер наноматериалдарға тән қасиеттерді пайдалануды үйренді, мысалы аурулардың диагностикасы үшін және ағза мүшелері зақымданғанда, үлкен беттік ауданды пайдаланды.
АҚУЫЗДЫҚ ИНЖЕНЕРИЯ.Адам ағзасын қоса алғанда, биологиялық жүйелер, ақуыздардан тұрады. Тері, шаш, бұлшық еттер, қан, ішкі мүшелер, көз және ағзаның басқа көптеген бөліктері: мүше құрылысын және қызметін түзетін мыңдаған ақуыздар. Кейбір аурулар, мәселен, серпотүрлі-жасушалық анемия және құтыру сияқты аурулар ақуыз молекуласының зақымдануынын туындайды.
Ғалымдар көп жылдар бойы кейбір ақуыздардың құрылысын ашуға ұмтылуда. Бұл үдеріс адам геномын және көптеген жаңа ақуыздарды және олардың қасиеттерін ашқаннан кейін жеңілдеді.
Қазіргі уақытта ғалымдардың құрылыс блоктарын (аминқышқылдары) ұзын тізбек сияқты жинақтай отырып,ақуыздарды жасауды үйренгілері келеді. Олар зақымданған ақуыздың жеке бөліктерін ауыстыруды үйренді. Осылайша, өзгертілген ақуыз не өз табиғатына сай, не ғалымдар ойластырғандай әрекет жасай алады. Осындай әрекет ақуыз инженериясы деп аталды.
Нанотехнология протеин (ақуыз) инженериясымен тығыз байланыста болып табылады. Олардың көмегімен ақуыз молекуласының құрылысын зерттеу протеин (ақуыз) инженериясының әдістерінің
әлеуетін күшейтеді. Жаңа ғылыми пәндер – геномика және протеомика («протеин», яғни ақуыз сөзінен шыққан) көптеген маңызды ақуыздарды, олардың құрылысы мен қызметін, сонымен қатар,олардың өзгеру және жақсару тәсілдерін зерттеумен айналысады.Жақын арада вирустық инфекцияларға төтеп бере алатын жасанды ақуыздар шындыққа айналады.
ДӘРІ-ДӘРМЕКТЕРДІ ЖЕТКІЗУ
Адам ағзасы әртүрлі жүйеліктерден тұратын ауқымды және күрделі жүйе болып табылады, сондықтан дәрі-дәрмектерді керекті жерге дәл жеткізудің үлкен маңызы бар. Біздің ағза оны өзінің бағыты
бойынша, яғни табиғи жолмен жасай алады. Алайда ғалымдардәрі-дәрмектерді жеткізу адам ағзасында жүзеге асатындығының арқасында био қолжетімділік тетігінің барлық қырсырларын енді түсінуде.
Дәрі-дәрмектерді жеткізудің нанотехнологиялық әдістерінде,дәрілік зат дәл қажет ақуызға қосылып және қатерлі ісікке жеткізілуінің арқасында, ДНҚ кодының ерекше қасиеті пайдаланылады. Барлық
ағзаға әсер ететін дәрі-дәрмектермен салыстырғанда, жаңа дәрі-дәрмектер таңдамалы түрде әсер етуге қабілетті. Зиянды әсерлер жойылатындықтан, бұндай тәсіл емделуші адам үшін әлдеқайда қауіпсіз.
Тек дәрі-дәрмектің концентрациясын арттырып қана, биоқолжетімділік және дәрі-дәрмекті жеткізу мәселелерін қарапайым жолмен шешуге болмайды. Химиятерапияда кейбір уытты дәрілермен емдеу қатерлі ісікті және науқастың өзін жоюға дейін апарады.Нанотехнологиялар дәрі-дәрмектердің жасуша мембранасы арқылы жасуша ішіне өтуінің жаңа әдістерімен биожетімділікті арттыруға мүмкіндік берді. Вирустардың және басқа ауру тудырғыш реакциялардың репликацияларының көбі жасуша ішінде жүзеге асатындықтан, дәл осы әдіс емдеудің тиімділігін арттыруы тиіс. Көптеген дәрі-дәрмектің қазіргі уақытта өз әсерін тоқтату себебі жасуша ішіне оның мембранасы арқылы өте алмауында.Олар электрлік зарядталғандықтан, бұл мүмкін емес. Зарядталған бөлшек электр бейтарап мембрана арқылы өте алмайды. Бұл мәселені шешудің бір тәсілі – молекулаларды дәрі молекуласы жасуша ішіне өтіп кететін бейтарап қабықшалармен қоршау.
Көп қызметті терапия
Дәрігерлер ауруларды емдеудің балама тәсілдерін табуға жиі тырысады. Сондықтанда олар қатерлі ісік немесе серповидті-жасушалы анемия сияқты қауіпті ауруларды емдеу үшін дәрі-дәрмектерді жеткізудің әртүрлі жолдарын іздейді.
Дәстүрлі жеткізу әдісі үшін қол жетімсіз жерлерге дәрі-дәрмектерді жеткізе алатын нанобөлшектерді жасау үшін нанотехнологияларды пайдалануға болады. Науқас адам дәріні қабылдаған кезде, бұл дәрі асқазанда өте агрессивті қышқылды ас қорыту ортасына түсетіні белгілі. Одан кейін жолда тағы басқа кедергілер тұрады: жұтылу және ұзақ уақыт қорыту. Науқас адамға қажетті көмек бере алатындай концентрациямен белгіленген жерге жеткенше сақталатынына ешқандай сенім жоқ.
Дәрігерлер көптеген жыл бойы мидың қатерлі ісігін емдеудің хирургиялық емес әдістерін табуға тырысып жатыр. Қазіргі уақытта инжекторлық нанобөлшектердің дамуымен дәрігерлер мидың ішін хирургиялық жолсыз бақылауға болатын аспаптарды өз еншілеріне алуда. МРТ және нановекторлардың көмегімен дәрігерлер хирургиялық операцияның нәтижесін бағалай алады, мысалы, қатерлі ісіктің қаншалықты жойылғаны туралы. Қатерлі жасушаларға біріккен нанобөлшектер компьютер экранында жаңа жылдық шыршалардағы шамдардың жарқылы сияқты болып көрінеді. Осылайша, көптеген дәстүрлі дәрі-дәрмектерді қолданбастан сау ұлпаларды оңай бөліп алуға болады.
Кейбір аурулар науқастардың өздері сияқты ерекше сипатта болуы мүмкін, сондықтан олардың сәтті емделуі үшін көпфункциялы терапияны қолдану керек. Мысалы, кейде дәрі-дәрмектердің ағзаға түсуін бірнеше күн, ай, жыл бойы өте қатаң бақылау керек болады.Белгілі бір ауруға емдеудің әсерін тексеру үшін көбінесе компьютерлікмодельдеу және қарқынды тесттер қолданылады.Жұқпалы бактериялар мен вирустар емделу үдерісінде өзгереді немесе мутацияланады. Олардың трансформациялану мөлшері бойынша барлық өзгерістерді бақылау және жаңа дәрі-дәрмектерді пайдалану маңызды.
БЕЙНЕЛЕУ
Аурудың дұрыс диагностикасын жасау үшін дәрігерлердің адам ағзасының «ішіне қарауға» мүмкіндіктері болуы керек. Нанотехнология пайда болғанға дейін ғалымдар мен зерттеуші дәрігерлер ұлпа биопсиясын жасап және қан сараптамасын алып, рентгендік және ультрадыбыстық әдістерді, МРТ және басқа әдістерді қолдануға мәжбүр болды.Соңғы 15-20 жыл ішінде диагнозды көру және анықтауды жеңілдететін, бірнеше жетілген әдістер мен аспаптар пайда болды.
Қазір нанотехнологиялық компаниялар мен дәрігерлер жеке молекулаларды көруді үйрену үшін өз күш-жігерлерін біріктіруге тырысуда. Енді бейнелеу ірі нысандарды бақылауға ғана негізделіп отырған жоқ, мысалы сынық және микрожарақат. Адамның жеке мүшелеріндегі үдерістерді бақылау үшін
бейнелеудің арнайы агенттері қолданылдады. Мысалы, ерекше іш ауруларының, асқазан-ішек ауруларының, асқазан-ішек жолдарын, қатерлі ісіктің, гастриттің және он-екі елі ішектің ойық жарасының диагностикасы үшін қолданылатын 37Ва барийдің радиоактивті изотопы контрасты агент болып табылады.Оқшауландырылған аймақтар сау ұлпалардың жанында контрасті болып көрінетін рентгендік суреттердегі ашық түстерде байқалады және радиологтарға блокада мен ісіктердің бар-жоқтығына ас-қорыту жолының ішкі бетін талдауға мүмкіндік береді.
НАНОҚҰРЫЛЫМДАНҒАН СҮЙЕК ИМПЛАНТАНТТАРЫ
Егер сүйек көп жерлерінен немесе көп аймақта зақымданған болса, онда оның емделуі үшін көп уақыт қажет болды. Сонымен қатар,егер емделуші егде жаста болса немесе оның қан айналымы дұрыс бол-
маса, онда дәл осындай жарақаты бар жас емделушіге қарағанда ем екі есе ұзаққа созылуы мүмкін. Сүйектің ауыр жарақатының жазылуының үдеуі емделушінің қалыпты өмірге тез келуіне көмектеседі. Емделу ұзақ болған сайын, бұлшық-ет ұлпалары мен басқа мүшелердің дағдарысқа ұшырау ықтималдығы жоғары. Мысалы, ғарышкерлерде теңсіздік күйде ұзақ болған сәттерде денені ұстап тұруға пайдаланылмайтын сүйек ұлпаларында кальцийдің концентрациясы төмендейді,сонымен қатар, күнделікті өмірде әрекет жасамайтын, бұлшық- ет ұлпалары дағдарысқа ұшырайды. Бұндай мертігулерді емдеген кезде биологиялық инженерия әдістерін қолдануға болады. Мысалы,коллагеннің имитациясы үшін пептидтердің қысқа тізбектері негізінде нанокомпозиттерді пайдаланған жақсы. Бұндай нанокомпозиттерді сүйек беріктігін арттыру және оның одан әрі зақымдануын жою үшін ауыратын аймақтарға енгізеді.
Наноуыттылық.
Наноматериалдар өздерінің аса ірі өлшемдегі «руластарына» қарағанда әрдайым өздерін өзгеше ұстайтындықтан, олардың жақсартылған қасиеттері, мәселен аса үлкен беріктік немесе электрлік өткізгіштік әлеуетті қауіп туралы ойға тірейді.Қазіргі уақытта нанотехнологиялар жүздеген өнімдерді өндіру үшін қолданылды. Алайда болашақтары әлі алда, нанотехнологиялар өздерінің тамаша жолдарының басында тұр, ал олардың саны әлі өте аз. Әзірше наноматериалдың адам ағзасына зиянды әсері жақсы зерттелмеген. Бұл ақпаратты жинау кезеңінде тұрған зерттеудің кең саласы болып табылады. Алайда АҚШ-тың қоршаған ортаны қорғау бойынша Басқарманың токсикологтары наноматериалды пайдаланумен бірге жүретін қауіптің барлық факторларын талдай бастады және шығармашылық бағдарламасын өңдеді. 2005 жылдың қазанында бөлшектер мен талшықтар токсикологиясы электрондық ғылыми журналында ғалымдар наноматериалдар тарапынан адам денсаулығына әлеуетті қауіптің толық сипаттамасын, оларды жою стратегиясы бар 85 беттік есепті жарыққа шығарды. Бұл есепте нанобөлшектердің біздің ағзамызға улы әсеріне басты назар аударылған. Алайда нанобөлшектердің адамға тікелей әсерінің бірнеше мысалы ғана белгілі. Есепте нанобөлшектердің құрылымы,пішіні, бет ауданы, электрлік қасиеті және жеке бөлшектерге қарағанда, ағзамен өзгеше әсерлесе алатын агрегаттарды түзу мүмкіндігі бойынша сипаттамаларының қажеттілігі атап өтілді. Есепте наноматериалдардың әртүрлі ішкі мүшелерге әсерін тексеру әдістері,сонымен қатар, нанобөлшектермен тыныс алу, жұтудың немесе тіпті олармен байланысудың салдарын тексеру тәсілдері ұсынылады.Есепте нанобөлшектер не себепті биологиялық әсер ете алатындығын түсіндіруге мүмкіндік беретін әдістер сипатталмайды.Ғалымдар мен дәрігерлердің мұқият зерттеулер жүргізу барысының толық ақпаратын жинаулары қажет.
Болашақтың медицинасы
Өз тарихында медицина өткір аурулар мен қауіпті зақымдануларды тез емдеудің көптеген жетілген әдістерін жасады. Дәрігерлердің негізгі мақсаты әрдайым тез емделу және емделушіні құтқару болып есептеледі. Батыс медицинасы енді басталған және анық біліне бастаған ауруларға дәстүрлі түрде керісінше жауап берген. Шығыс медицинасындағы негізгі мақсат аурудың алдын алу болып табылады. Сондықтан да онда негізгі орынды акупунктура, массаж және медитация алады.Алайда шығыс және батыс медициналарының негізгі мақсаттарының арасындағы тұңғиық нанотехнологияның дамуының арқасында алдыдағы 10-20 жылда едәуір азаяды. Егер жаңа нанотехнологиялар гендік профильді анықтап және қан сынамалары бойынша молекулалық сараптама орындауға мүмкіндік беретін болса, онда денсаулық бағасы және белгілі бір ауруларға бейімділік адам туылған сәтте-ақ орындалуы мүмкін. Осылайша,дәрігерлер көптеген аурулардың қасіретті көрінулеріне дейін емдеуді жоспарлай алатын болады.Бұндай жағдайларда профилактикалық медицина қалыпты болады,ал емдеудің дербес жоспарлары медицинаның сапасы туралы бұрынғы түсініктерді бұрып жібереді. Ғалымдар, наномедицинаның жетістіктері тек денсаулық сақтауды ғана жақсы жаққа өзгертіп қоймайды, сонымен қоса, медициналық өнеркәсіпті, білімді және бүкіл қоғамды тұтас өзгертеді.
Нанотехнология қоғаммен ғылым, техника, экономика,мәдениет,этика, құқық, ұлттық қауіпсіздік және, әрине, білім беру аумақтарында байланысады.
• әртүрлі пәндер арасындағы мәлімет алмасуға көмектесу;
• нанотехнологияны қоғамның қабылдауын зерттеу;
• нанотехнологияның қоршаған ортаға әсерін зерттеу, өмір стандарттары мен бәсекеге қабілеттілігі;
• нанотехнологияның әртүрлі салаларға енгізуге арналған зерттеу үдерістеріне колледж және университет студенттерін тарту. Нанотехнологияның барлық мүмкін даму бағыттарын ескергенде ғана алға қойылған міндеттерді орындауға және осы жолдағы қиындықтарды жеңуге болады. Мұндай сақтанулар нанотехнологияның жетістіктерін бұдан да қауіпсіз және жақсы ойластырылған әдістермен пайдалануға мүмкіндік береді.
Тәуекел және пайда
Кейбір сыншылдар молекуларлық инженерия қоғамға айтуға тілжетпестей әсер етуі мүмкін деп есептейді. Күмәншілдер болса, өте кішкене наноқұрылғылар мен жаңа наноқару түрлері экономикалық дағдарыс туындатып, қоршаған ортаға түзелмейтін нұқсан келтіруі мүмкін дейді. Сонымен бірге нашар жоспарлау жұмыстары мен жеткіліксіз мөлшердегі бақылаулар өнімдерге деген сұраныстың күрт артуына алып келіп, өз кезегінде көлеңкелі экономика күрт артуы да мүмкін. Алайда бұл күмәншіл бағалауларды барлық жұмыс түрлерінен де көруге болады. Нанотехнологияға байланысты барлық пайда болған тәуекелдер кез-келген ескі, жаңа технология тәуекелдеріне ұқсас.Барлық айтылған кемшіліктер мен кедергілерге қарамастан біздің әлемдегі нанотехнологияның орны мен рөлін бағалау үшін олардың артықшылықтары мен пайдасын ескеру керек:
• дәрі-дәрмектерді бүтіндей тасымалдау;
• “чиптағы зертхана” көмегімен ауруларды болжау;
• генетикалық ауруларды емдеу;
• наноэлектроника;
• наносенсорлар;
• оптикалық массивтер;
• жанармай элементтері;
• энергияны тиімді өндіру мен тасымалдау.
Ауру түрлерінің көбеюі әрдайым қолайсыздық пен жайсыздыққа алып келеді. Нанотехнологияда қайырымдылық пен қатыгездіктің зор күш қуаты бар. Шындығында нанотехнологияны пайдаланудың
тиімділігі тізімімен бірге қолымызда олармен әрқашан ілесе жүретін кемшіліктер тізімін алып жүруіміз керек. Қарапайым шешім жоқ. Тек қана барлық әрекеттерді толық жоспарлау мен талдау, зерттеу
ғана әлеуетті қауіп-қатерлердің алдын алуға мүмкіндік береді. Нанотехнология біздің өміріміздің көптеген тұстарын өзгертетін көп жаңа өнімдерді тиімді және арзан өндіру бағытында сәтті дамып
келеді. Алайда алдын-ала ойланбаса нанотехнологияның кеңінен таралуы өте қарқынды екпін алып, адамзаттың олардың мүмкін болатын салдарына көңіл бөлуге уақыты жетпей қалуы мүмкін.
>>> Біздің Facebook, Instagram парақшаларымыз бен Telegram каналымызға жазылыңыз! <<<
