Проектная работа по теме "Нанотехнологии в медицине"

Содержание

ВВЕДЕНИЕ___________________________________________________3-5

ГЛАВА 1. Роль наномедицины в современном мире

1. Болезни, которые исчезнут благодаря наномедицине___________ 6-7

2. Опасные стороны наночастиц_______________________________8-9

ГЛАВА 2.Будущее нанотехнологий.

2.1 Какие проблемы предстоит решить российским нанотехнологам__10-11

2.1.Что мы знаем о нанотехнлогиях._____________________________11-12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.______________________________________________13-14

Приложение_________________________________________________15

СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ________________16

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность  темы . К началу 21века резко увеличилось число сердечно-сосудистых, онкологических заболеваний. Работа, стрессы, проблемы настойчиво отвлекают нас от понимания важности состояния нашего здоровья. К тому же мы активно пользуемся благами цивилизации, которые уносят нас всё дальше от здорового образа жизни.

Согласно статистическим данным за 2005 год на нашей планете умерло от онкологических заболеваний примерно около семи миллионов семисот тысяч человек. В индустриально развитых странах Запада рак занимает второе место после сердечно-сосудистых заболеваний в перечне причин смерти и, несмотря на усилия медиков, не уступает его уже много десятилетий подряд. Считается, что программу опухолевого роста имеет любая клетка. Если учесть, что болезнь зарождается в клетке, то и спасение от неё нужно искать в излечении, восстановлении клетки. Именно по этой причине на первый план выходит наномедицина.
Данная тема заинтересовала меня, так как в будущем я мечтаю связать жизнь с медициной и  считаю, что при разумном использовании нано-технологии могут стать панацеей от любых заболеваний.

Гипотеза.

С помощью высоких технологий, таких как наномедицина и нанофармакология, можно победить болезни, которые сейчас считаются неизлечимыми.

Цель работы :

Изучить проблему использования нанотехнологий в медицине и фармакологии и привлечь внимание общественности к данной теме.

Задачи:

 1.  Познакомиться с понятиями «нанотехнология» и «наномедицина».
2.  Выяснить значимость наномедицины как перспективного направления создания лекарств нового поколения
 3.  Изучить влияние нанотехнологий на организм человека. 
 4.  Выявить, какие негативные последствия могут быть вызваны не до конца продуманным применением нанотехнологий. 
 5.  Выявить перспективы развития нанотехнологий в России и в республике Дагестан.

6. Показать возможность распространения методов наномедицины в области живой материи – заживление биологических тканей , клиническая диагностика , создание искусственных мускулов , костей , лекарственных препаратов.

Методы работы с данной темой теоретическая часть

• Анализ - тема была раздроблена на составляющие, которые нами были тщательно проработаны.

• Моделирование - нами были смоделирована структура проекта, поставлена проблема, обозначена её актуальность,  выявлены цели и задачи проекта.

• Классификация - из множества явлений и фактов мы построили классификации наночастиц, направлений наномедицины, задач, выполняемых нанороботами, заболеваний, которые могут быть вылечены с помощью нанотехнологий.

• Анкетирование - была составлена анкета для соц. опроса с целью выявления степени осведомленности учащихся старших классов и построена диаграмма по р езультатам опроса старшеклассников.

• Обследование - был подобран, изучен, детализирован, конкретизирован материал по проекту.

• Сравнение- в процессе исследования были сопоставлены спорные моменты нанотехнологий.

• Индукция и синтез - рассмотрев все стороны проблемы, мы получили целостную картину о наномедицине и нанофармакологии.

Сроки исследования-2 месяца

ГЛАВА 1. Роль наномедицины в современном мире.

1.1.Болезни, которые исчезнут, благодаря наномедицине.

Предотвращать болезни лучше, чем их лечить.
Ведь каждое заболевание, даже не очень серьезное, наносит вред в той или иной степени нашему организму. Мы изучили медицинские справочники и поняли, что благодаря наномедицине  такие заболевания, как атеросклероз, сахарный диабет, онкологические заболевания, стафилококк, в будущем смогут быть вылечены

Наномедицина поможет вылечить сахарный диабет 1 типа.

Сахарный диабет I типа – заболевание, которое начинается чаще всего у детей и молодых взрослых. При этом заболевании иммунная система человека постепенно разрушает клетки поджелудочной железы, которые производят инсулин. Учеными из Гарвардского университета и детской больницы Бостона была разработана «умная» инъекционная нанотерапия, которая может быть запрограммирована на доставку препарата непосредственно к тканям поджелудочной железы. Уникальные молекулы имеют способность к самонаведению.
Хотя этот способ лечения нуждается в доработках и тестированиях, уже можно сказать, что он может потенциально усовершенствовать лечение сахарного диабета за счет увеличения терапевтической эффективности и снижение побочных эффектов.
Неврологические заболевания.

Наночастицы используют для восстановления спинного мозга.
Американские учёные нашли новое применение наночастицам, традиционно используемым для доставки лекарств. Как выяснилось, мицеллярные наносферы могут сами служить материалом для ремонта повреждений нервных волокон спинного мозга. 
Мицеллы сами находят повреждения нервных волокон и формируют уплотнения на этом месте. Проведенные на животных эксперименты показали эффективность применения наночастиц . Авторы исследования заявляют об отсутствии токсичных свойств данных наночастиц при соблюдении правильной дозировки.

Заболевания сердечно-сосудистой системы и наномедицина.
Нанотехнологии против атеросклероза.

Уникальную установку для плазмофереза разработали российские ученые-ядерщики и специалисты научно-производственного комплекса «Альфа» из города Дубны. Разработчики, утверждают, очистка крови с помощью нанотехнологий спасет россиян от атеросклероза и многих других болезней и аналогов этому изобретению пока нет. 

Рисунок 1______________________________________________________

1.2.Опасные стороны наночастиц.

Изучая тему нанотехнологий, мы сделали вывод, что наночастицы могут нести в себе большую опасность. В последнее время они активно вторгаются в нашу жизнь. К примеру, наночастицы диоксида титана представляет собой целую индустрию. Их создается уже около двух миллионов тонн в год. Они находятся в красках, косметике, витаминах, зубной пасте, пищевых красителях, добавках и сотнях других повседневных продуктов. По мнению ряда ученых
1. Именно они могут быть источником определенного количества раковых заболеваний. Информация о вреде и пользе наночастиц достаточно противоречива. Лекарства, разработанные с использованием нанотехнологий, могут помочь в лечении раковых заболеваний (например, нагретые наночастицы убивают раковые опухоли). Однако некоторые наночастицы, напротив, могут вызывать рак в организме человека.
2. Недавно высказали свое мнение по проблеме нанотехнологий в экологии ученые из Онкологического центра Йонссона при Университете Калифорнии. По их словам, наночастицы из диоксида титана (TiO2), которые сейчас встречаются во множестве продуктов, накапливаются в организме и приводят к системным генетическим повреждениям.
3. Как сообщает Роберт Шистл (Robert Schiestl), профессор университета, специалист по патологиям, радиационной онкологии, воздействии среды на живые организмы, наночастицы из диоксида титана (TiO2) приводят к разрыву одно- и двухцепочечных ДНК, а также приводят к повреждению хромосом. В ходе исследований лабораторные мыши получали воду с наночастицами диоксида титана. На пятый день у них появились признаки генетических повреждений. В случае человека аналогичное количество наночастиц диоксида титана накопится в организме в течение 1,6 года при современном их содержании в различной продукции.
4. Попадая в организм титановые наночастицы накапливаются в различных органах, поскольку в организме нет механизмов их выведения. Вследствие своих малых размеров они легко проникают в клетки и начинают влиять на их элементы.
5. Наночастицы вызывают так называемый оксидативный стресс - физиологический стресс или повреждение организма, вследствие протекания нехарактерных для собственного метаболизма окислительных реакций. Таким образом, ученым следует исследовать новый источник опасности для организма – физико-химические реакции.
6. Исследователи подвергли радужную форель воздействию оксида титана, наночастиц которые широко используются в качестве отбеливающего вещества во многих товарах, включая краски, некоторые средства личной гигиены, а также многочисленных видах продукции пищевой промышленности. Оказалось, что наночастицы провоцируют образование отверстий в нервных клетках некоторых частей мозга, что вызывает смерть нервных клеток надписью «нано» пользуются слишком большим спросом, чтобы производители снизили темп их внедрения и сократили масштабы рекламы.

ГЛАВА 2. Будущее нанотехнологий.

2.1.Какие проблемы предстоит решить российским нанотехнологам?

 Перед российскими нанотехнологами стоит очень важная задача: перейти от этапа исследований и экспериментов к этапу производства.

А  пока в стране стоят почти непреодолимые барьеры:
• во-первых, недостаток специальной аппаратуры: цена жизненно необходимых для работы инструментов, таких, как сканирующие туннельные и атомно-силовые микроскопы, крайне высока, помимо этого, некоторое импортное оборудование, которое невозможно воспроизвести в российских условиях, имеет “двойное” назначение и не может быть ввезено на территорию России;
• во-вторых, мало квалифицированных работников, ориентированных на производство нанопродуктов - для развития отрасли нужны тысячи таких специалистов, а пока это “штучный товар”;
• в-третьих, почти не проводятся фундаментальные исследования, а без них ничего прикладного развить нельзя, да и без понимания законов, царящих на наноуровне, можно невольно создать то, что впоследствии невозможно будет контролировать;
• в-четвертых, отсутствуют базисные стандарты, сдерживающие развитие отечественной наноиндустрии;
• в-пятых, имеются некоторые недостатки в законодательстве, связанные с интеллектуальной собственностью и созданием малых коммерческих предприятий при научных организациях, отрицательно влияющие на привлечение частных капиталов. 

Рисунок 2________________________________________________

2.2. Что мы знаем о нанотехнологиях.

Описать, как проводилось анкетирование

Чтобы понять, насколько учащиеся нашей сколы осведомлены о роли нанотехнологий в нашей жизни, мы провели опрос среди учащихся 9-11-х классов, которым были предложено ответить на следующие вопросы (Приложение 1): 

1. Имеете ли вы какое-либо представление о нанотехнологиях?

2. Что вам известно о наночастицах?

3. Где применяются нанотехнологии?

4. Назовите наиболее известные открытия наноиндустрии.

5. Как вы считаете, можно ли использовать нанотехнологии в медицине и фармакологии?

6. Какие, по вашему мнению, неизлечимые заболевания можно вылечить с помощью наномедицины?

7. Можно ли считать наномедицину настоящим прорывом в развитии фундаментальной медицины?

8. Могут ли нанотехнологии в медицине и фармакологии представлять какую-либо опасность для здоровья человека?

Результаты опросов показали, что….

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

На основе изученного материала можно сделать вывод о перспективах и необходимости развития нанотехнологий в будущем, как о пути к здоровому человеку.

 Безусловно, сегодня одной из важнейших и перспективных сфер применения нанотехнологий является медицина.
    Иногда задают вопрос: нужны ли вообще медицине нанотехнологии? Положительный ответ на этот вопрос однозначен – очень нужны! Прежде всего потому, что они позволяют осуществлять диагностические и лечебные мероприятия на клеточном и макромолекулярном уровне, а не путем «неприцельного» воздействия на весь организм, как это происходит сейчас в большинстве случаев. 
   Ведь не секрет, что традиционные формы лечебных мероприятий в большинстве случаев – за редкими исключениями – можно сравнить со стрельбой из пушек по воробьям. И это при том, что основные, в том числе патологические, биохимические и другие процессы в организме, происходят даже не на локальном органном или тканевом уровне, а на уровне отдельных клеток, молекул и атомов. Первое десятилетие ХХI века показывает, что мы делаем ощутимые шаги на пути перехода от оборонительной медицины к медицине наступательной, упреждающей.

    Важная роль в этом процессе принадлежит инновационным технологиям, которые могут приблизить человечество к осуществлению давней мечты – эффективно излечивать сахарный диабет, а в идеале – вообще избавить мир от этого тяжкого заболевания организма - биологического объекта.
    Из проделанной работы мы можем сделать вывод, что нанотехнологии - это прорыв, дорога в будущее,  где люди смогут быть излечены от многих опасных болезней. Наномедицина - это путь к здоровому человеку.

На основе опросов, проведенных среди учащихся 9-11 классов нашей школы, мы пришли к выводу, что многие из них никогда не слышали…….

Мы предлагаем…..(назвать продукт своего исследования)

Приложение 1

 Анкета

1. Имеете ли вы какое-либо представление о нанотехнологиях?
2. Что вам известно о наночастицах?
3. Где применяются нанотехнологии?
4. Назовите наиболее известные открытия наноиндустрии.
5. Как вы считаете, можно ли использовать нанотехнологии в медицине и фармакологии?
6. Какие, по вашему мнению, неизлечимые заболевания можно вылечить с помощью наномедицины?
7. Можно ли считать наномедицину настоящим прорывом в развитии фундаментальной медицины?
8. Могут ли нанотехнологии в медицине и фармакологии представлять какую-либо опасность для здоровья человека?

СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Богданов А.А. Нанобиотехнологии : искуственные самособирающиеся наноструктуры на основе ДНК / А.А. Богданов, С.В. Козырев // Рос. нанотехнологии. - 2008. - Т. 3, N 3-4. - С. 62-69

2. Воздействие изделий с фрактальной наноразмерной топологией на некоторые процессы жизнедеятельности и экологии человека / И.Н. Серов [и др.] // Нанотехника. – 2006. - N 1. – С. 146-151

3. Гинцбург А.Л. Инновационные аспекты разработки нановакцин и диагностических тест-систем / А.Л. Гинцбург, В.Г. Лунин, А.С. Карягина // Инновации. - N 12. - С. 62-66

4. Карлов А.В. Инновационные нано- и клеточные технологии в травматологии и ортопедии / А.В. Карлов // Инновации. С. 96-97

5. Кирпичников М.П. О развитии нанобиотехнологии / М.П. Кирпичников, К.В. Шайтан // Инновации. Козырев С.В. Нанобиотехнологии - панорама направлений / С.В. Козырев, П.П. Якуцени // Рос. нанотехнологии.

6. Макаров Н.В. Нанотехнологии для решения экологических и медицинских проблем / Н.В. Макаров // Строит. материалы, оборудование, технологии ХХI века. - 2007. - N 3. - С. 58-59

7. Нолтинг Б. Новейшие методы исследования биосистем. Москва: Техносфера. Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии.

8. Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс»- 240 с.

9. Рыбалкина М., Нанотехнологии для всех, - 444

10. Статья Наномедицина  из Википедии, свободной энциклопедии.

11