- •Содержание.
- •Глава 2. Новейшие достижения нанотехнологий
- •Глава 3:Наноэнергетика:
- •Глава 4: Текстильная промышленность
- •Введение
- •Глава 1.Нанотехнологии
- •1.1.Обьекты нанотехнологии
- •1.2. Наночастицы
- •1.3.Самоорганизация наночастиц, наноматериалы
- •Глава 2. Достижения нанотехнологий
- •2.1. Нанотехнологии в информационных технологиях
- •2.1.1. Центральные процессоры
- •2.1.2. Жёсткие диски
- •2.1.3. Антенна-осциллятор
- •2.1.4. Производство микросхем
- •2.2. Нанотехнологии в искусстве
- •2.3. Нанотехнологии в промышленности
- •2 .3.1. Производство нанокомпозитов и наносиликатов
- •2.3.2. Полимерный композит на основе наноглин
- •2.5 Покрытия
- •2.2.1 Генераторы тушения силовых отсеков самолетов
- •2.2.7 Производство микроканальных пластин
- •2.4. Наноэнергетика.
- •2.4.1. Кремниевые солнечные батареи
- •2.4.2. Органические солнечные батареи
- •2.4.3. Гетероструктурные солнечные батареи
- •2.4.5. Преобразователи энергии
- •2.5. Текстильная промышленность
- •2.6. Нанотехнологии в медицине.
- •2.6.1. Сканирующий зондовый микроскоп
- •2.6.2. Зонд из нанотрубок для изучения клеток
- •2 .6.3. Магнитные углеродные наночастицы
- •2.6.4. Наночастицы с хитозаном
- •2.6.5. Ультрафиолетовые нанокристаллические диоды в биомедицинских устройствах
- •2.6.6. Нанотрубки и лабораторные анализы
2 .6.3. Магнитные углеродные наночастицы
Группа исследователей из Техасского университета в Арлингтоне (США) разработала метод, использующий магнитные углеродные наночастицы для уничтожения раковых клеток посредством лазерной терапии. По мнению авторов, методика могла бы пригодиться при лечении рака кожи и некоторых других околоповерхностных новообразований; при этом она не наносила бы никакого ущерба окружающим здоровым тканям.
Магнитные углеродные наночастицы исследователи получали в бензоле, используя электрический плазменный разряд, генерируемый в поле кавитации ультразвукового излучателя. Затем наночастицы подвергались допированию железом с применением Fe-электродов. Ферромагнитные свойства итоговых наночастиц подтверждались магнитометрией. Просвечивающая электронная микроскопия показала, что их размеры находились в пределах от 5 до 10 нм, что примерно в 10 тыс. раз тоньше человеческого волоса.
Благодаря своим магнитным свойствам такие наночастицы могут быть легко локализованы в клетках (поверхностной) опухоли путём приложения внешнего магнитного поля. Это же поле - гарантия того, что ни одна частица не покинет поле боя (не сможет быть выведена из клетки в качестве шлака) до конца процедуры. Затем опухоль подвергается облучению ближним-ИК-лазером, что вызывает мгновенный локальный перегрев и гибель раковых клеток. Магнитные наночастицы, доставляемые в определённое место с помощью внешнего магнитного поля, могут иметь покрытие, позволяющее им селективно связываться только с раковыми клетками. Это необходимое условие для всего сразу: и для сохранения живой здоровой ткани, и для наиболее полного охвата всех клеток опухоли без требования тончайшего наведения с помощью внешнего поля. Исследование продемонстрировало и другие достоинства магнитных углеродных частиц. Так, применяя различные способы ИК-облучения, можно добиться не смерти клетки, а открытия небольшого канала в межклеточной мембране, который затем может быть использован для доставки лекарств прямо в клетку. Этот результат интересным образом перекликается с исследованиями канадских учёных, также разработавших метод управляемого открытия каналов в межклеточных мембранах, используя в качестве директоров наночастицы золота. Своеобразным недостатком канадской работы можно считать применение фемтосекундного лазера, который пока ещё не очень доступен на лабораторном уровне, чего не скажешь об ИК-лазерах.
Размер магнитных, допированных железом углеродных наночастиц куда меньше любой нанотрубки — а значит, и токсичность их не столь велика.
Наконец, наночастицы, полученные в рассматриваемом исследовании, являются флюоресцентными. А значит, могут использоваться для усиления контраста в методах оптической визуализации опухолей.
2.6.4. Наночастицы с хитозаном
Наночастицы, содержащие хитозан, проявляют высокую антимикробную активность по отношению к Staphylococcus saprophyticus и кишечной палочке Escherichia coli. Их можно использовать в качестве защитного материала, чтобы избежать развития инфекций, вызываемых условно-патогенными микроорганизмами, и ускорить процесс заживления ран за счет стимуляции роста клеток.
Хитозан – натуральный, нетоксичный, биоразлагаемый полисахарид, легко получаемый из основного компонента панцирей креветок и омаров и клювов осьминогов и кальмаров – хитина. Его антимикробная активность хорошо известна и используется в стоматологии для профилактики кариеса. В качестве консерванта хитозан применяется для упаковки пищевых продуктов. Он даже был испытан в качестве компонента антимикробного текстиля, из которого производится одежда для медицинских работников.
Понимание механизма подавления бактерий хитозаном и его наночастицами может привести к созданию более эффективных антибактериальных материалов. Кроме того, ученые установили, что такие наночастицы обладают регенеративными свойствами. Наночастицы хитозана, возможно, имеют будущее в качестве компонентов антивозрастных косметических средств.