Дендримеры
В последнее время некоторые исследователи использовали инновационный метод для определения наличия определенной генетической последовательности в образце. В своем дизайне они использовали наночастицы золота, украшенные ДНК (генетический материал).
Исследователи использовали два набора частиц золота в своем инновационном методе. Один кластер содержал ДНК, которая была присоединена к половине последовательности-мишени, а ДНК - к другой половине. ДНК-мишень, чья последовательность является полной, легко связана с обоими типами частиц, и, таким образом, эти две частицы связаны друг с другом.
Поскольку к каждой частице прикреплено множество частиц, целевые частицы-носители ДНК могут связывать несколько частиц вместе. Когда эти частицы золота накапливаются, свойства, которые их обнаруживают, резко меняются, и цвет образца меняется с красного на синий. Поскольку результат этого теста виден без каких-либо средств, его также можно использовать для тестирования ДНК в домашних условиях.
Ни одно обсуждение нанотехнологий не будет полным без рассмотрения одного из самых сложных инструментов в современной науке - атомного микроскопа. Это способ поиска таких материалов, как фонограф. У граммофона есть острая игла, которая читает канавку на пластине, потянув ее вверх. Игла атомного микроскопа намного тоньше иглы граммофона, так что она может ощущать гораздо меньшие структуры. К сожалению, очень трудно сделать иголки тонкими и твердыми. Исследователи решили проблему с помощью углеродных нанотрубок , прикрепленных к наконечнику микроскопа. Это позволило проследить образцы размером всего в несколько нанометров.
Таким образом, исследователям было предоставлено устройство с очень высоким разрешением для обнаружения сложных живых молекул и их взаимодействий.
Этот пример и предыдущие примеры показывают, что отношения между нанотехнологиями и медициной часто являются косвенными, поскольку большая часть работы выполняется для создания или улучшения инструментов исследования или для оказания помощи в диагностической работе.
Но в некоторых случаях нанотехнологии также могут быть полезны при лечении заболеваний. Например, лекарства могут быть упакованы в нанометровые упаковки и контролироваться для их высвобождения сложными способами. Одной из наноструктур, созданных для доставки лекарств или молекул, таких как ДНК, к тканям-мишеням, являются «дендримеры». Эти синтетические органические молекулы со сложной структурой были впервые сделаны Дональдом Тумалией.
Если вы опустите ветви деревьев в губчатый шарик так, чтобы они были в разных направлениях, вы можете сформировать молекулу дендримера.
Дендримеры представляют собой сферические и разветвленные молекулы, которые измеряют около одной белковой молекулы.
Дендримеры, такие, как тополь и лиственные деревья, имеют пустые пространства, то есть имеют большое количество поверхностных полостей.
Дендримеры могут быть сделаны, чтобы иметь пространства разных размеров.
Эти места предназначены только для терапевтических целей. Дендримеры очень гибкие и регулируемые. Их также можно изготовить так, чтобы они могли самопроизвольно высвобождать свое содержимое только в присутствии подходящих стимулирующих молекул. Эта способность позволяет нам создавать нестандартные дендримеры, чтобы высвобождать их лекарственную нагрузку только на ткани или органы, которые нуждаются в лечении. Также могут быть созданы дендримеры для переноса ДНК в клетки для генной терапии. Этот метод намного безопаснее, чем использование оригинального метода генной терапии, т.е. использование генетически модифицированных вирусов.
Исследователи также сделали наночастицы из стекла с золотым покрытием. Они могут быть сделаны для поглощения определенной длины волны. Но поскольку инфракрасные волны легко проникают до нескольких сантиметров ткани, наночастицам, которые поглощают световую энергию вблизи этой длины волны, уделяется большое внимание.
Следовательно, наносферы, которые вводятся в организм, могут нагреваться снаружи с использованием сильного инфракрасного источника. Такие нанокомпозиты могут быть прикреплены к термостойким полимерным капсулам. Эти капсулы высвобождают свое содержимое только тогда, когда нанотрубка, прикрепленная к ней, деформируется.
Одним из замечательных применений этих нанокапсул является лечение рака. Наночастицы с золотым покрытием могут быть прикреплены к антителам, которые специфически связываются с раковыми клетками. Теоретически, если наночастицы нагреваются достаточно, они могут только убивать раковые клетки и не повредить здоровые ткани. Конечно, трудно знать, выполнят ли наночастицы свое обязательство. Это также верно для тысяч других крошечных устройств, которые сделаны для медицинского использования.
Исследователи также использовали нанотехнологии для создания синтетических основ для создания различных тканей и органов.