რა არის ნანონაწილაკი და რა მაგალითებია? ნანოტექნოლოგია კიბოს დიაგნოსტიკაში
ამ სტატიაში
ნანოტექნოლოგიის შესახებ ჩვენს პირველ სტატიაში განვიხილეთ მისი განსაზღვრება და გამოყენება და კიბოს სფეროში ნანოტექნოლოგიის შესავალი შემოგთავაზეთ. ნანოტექნოლოგია ახალი მეცნიერებაა, რომელიც 1 – 100 ნანომეტრის ნაწილაკებს იყენებს და ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში, ბიომედიცინაში, ფიზიკაში, ქიმიაში, ელექტრონიკასა და ენერგიის წარმოებაში.
მედიცინაში ნანოტექნოლოგია და ნანონაწილაკები (NT-ები); გამოიყენება უფრო მგრძნობიარე ანალიზებისთვის, ბიომარკერებად, მაგნიტურ რეზონანსში, ულტრაბგერასა და კომპიუტერულ ტომოგრაფიაში მოლეკულური გამოსახულებისთვის, წამლის შექმნის სისტემებში, სამიზნე მკურნალობასა და ვაქცინების შექმნაში. NT-ები შეიძლება შეუერთდეს მისამართით მონიშნულ ბიოლოგიურ მოლეკულებს, რომლებსაც ორგანიზმის კონკრეტულ ადგილას ან უჯრედის კონკრეტულ ორგანელამდეც მიმართვა შეუძლია. მათი პროგრამირება ცოცხალ უჯრედში ცილების ან RNA მოლეკულების მოძრაობის თვალსადევნებლადაც შეიძლება. მისამართები მონოკლონური ანტისხეულები, მცირე მოლეკულები ან პეპტიდებია. ეს სამიზნე აგენტები NT-ებს იდეალურად კოვალენტური ბმით უკავშირდება, ანუ ქიმიური ბმით, რომელშიც ორ ატომს ერთი ან მეტი ელექტრონი აქვს საერთო. NT-ები სპეციალური მეთოდებით სისხლის წითელ უჯრედებში შეიძლება მოთავსდეს და იმუნურ სისტემას დაემალოს.
ნანონაწილაკების პლატფორმები
NT-ები შეიძლება მრავალი არაორგანული და ორგანული ნივთიერებით შეიქმნას. არაორგანული ორგანულის არმქონეს ნიშნავს. ბიოლოგიაში ეს ცოცხალი ორგანიზმის შემადგენელი, მაგრამ არაცოცხალი ან მის მიერ არაწარმოებული ნაერთებია, მაგალითად წყალი, მინერალები, მჟავები, ფუძეები და მარილები. ისინი ბუნებიდან მზა სახით მიიღება და მათი წარმოება შეუძლებელია. ორგანულს დღეს მრავალი მნიშვნელობა აქვს, ძირითადი კი ცოცხალის ნაწილი ან მისგან წარმოშობილი რამაა.
ყველაზე ცნობილი არაორგანული NT რკინის ოქსიდისაა. განსაკუთრებული თვისებების გამო არაორგანულ NT-ებს ხშირად დიაგნოსტიკაში იყენებენ.
ორგანული NT-ები ხშირად ლიპიდებით, პოლიმერული მიცელებით (ცუდად ხსნადი ნივთიერებების ხსნადობის გამაუმჯობესებელი წამლის გადამტანი სისტემები), ნუკლეინის მჟავებითა და პეპტიდების მსგავსი ბიოთავსებადი ნივთიერებებით ფორმულირდება. ბიოთავსებადობის გამო უმეტესად სამკურნალოდ გამოიყენება. პოლიმერულ მიცელს ხშირად ჰიდროფილური ზედაპირი და ჰიდროფობური ბირთვი აქვს. 1970-იანი წლების დასაწყისიდან გამოყენებული პაკლიტაქსელის ასეთი ფორმა 2005 წელს კიბოს სამკურნალოდ დამტკიცდა. nab-Paklitaksel-ად წოდებულმა წამალმა ძუძუს, ფილტვისა და პანკრეასის კიბოს მკურნალობაში დადებითი წვლილი შეიტანა.
NT-ები შეიძლება დაიფაროს გრძელჯაჭვიანი პოლიმერებით, რომლებიც გარემოს სტიმულზე შუპდება ან იკუმშება და სტიმულ-პასუხის ან ჭკვიანი პოლიმერები ეწოდება. მათში კიბოს წამალი იტვირთება და ზედაპირს კიბოს უჯრედისთვის სპეციფიკური ლიგანდები (ცენტრალურ მეტალთან დაკავშირებული ატომი, იონი ან მოლეკულა) უერთდება სასურველ ქსოვილზე მისამართად. სამიზნეში მისვლისას გარედან მაგნიტური ველით ტემპერატურა იზრდება და პოლიმერში ჩაკეტილი წამალი თავისუფლდება, რითაც ჯანმრთელი ქსოვილის დაუზიანებლად კიბოს მკურნალობაა მიზნად დასახული. ეს ნაწილაკები ვენაში შეყვანით სისხლში გადაადგილდება და სიმსივნეს აღწევს. სუპერმაგნიტური ნაწილაკები ელექტრომაგნიტური ველის გავლენით წამალს დაავადებულ არეში ტოვებს. მაგნიტური ტალღები რადიოტალღების მსგავსად სხეულს უვნებლად გაივლის და მხოლოდ ნაწილაკებს ათბობს. ისინი კიბოს უჯრედებს მაგნიტურ რეზონანსშიც (MR) უკეთ ხილულს ხდის.
ნანოტექნოლოგია გამოსახულებასა და დიაგნოსტიკაში
ნანოტექნოლოგიამ სამედიცინო გამოსახულებასა და დიაგნოსტიკაში დიდი წვლილი შეიტანა. რკინის ოქსიდის NT-ები შეიძლება განსაკუთრებით საეჭვო ლიმფური კვანძის მეტასტაზების (მეტასტაზი: კიბოს უჯრედების საკუთარი ქსოვილიდან პირდაპირ ან სისხლისა და ლიმფური ძარღვებით სხვა არეებში გავრცელება) აღმოსაჩენად გამოიყენონ. პროსტატის კიბოს პაციენტების კვლევაში კლასიკურ მაგნიტურ-რეზონანსულ გამოსახულებასთან (MRG) შედარებით რკინის ოქსიდის NT-ებით MRG ლიმფური მეტასტაზების აღმოჩენაში გაცილებით უკეთესი იყო.
NT-ების მეტასტაზურ ლიმფურ კვანძებში შერჩევითი დამკვიდრება (ლიმფოტროპული NT-ები) თავისა და კისრის, ძუძუსა და ანალური კიბოს რადიოთერაპიაში უფრო წარმატებულ მკურნალობას შესაძლებელს ხდის. რისკიანი ლიმფური კვანძების გამოვლენა დასხივების დაგეგმვისთვის გადამწყვეტია. აქამდე ეს უმეტესად კომპიუტერული ტომოგრაფიის (BT) გამოსახულებით ხდებოდა. პროსტატის კიბოს კვლევებში რისკიანი კვანძების გამოსავლენად BT და NT-ებით MR შეადარეს. ბიოფსიებმა დაადასტურა, რომ NT-MRG მეტასტაზურ კვანძებს უფრო ზუსტად პოულობდა. წინა ცოდნის საპირისპიროდ ასევე დადგინდა მათი მდებარეობა უფრო სისხლძარღვების, ვიდრე ძვლების გარშემო.
ნანოტექნოლოგიამ ასევე კლასიკურ რენტგენში (X-ray) წვლილის შეტანა დაიწყო. ნახშირბადის ნანომილები X-ray გამოსახულებაში ელექტრონების გამომყოფად გამოიყენეს, რამაც მეტი გარჩევადობა, ნაკლები რადიაცია და მცირე მოწყობილობები უზრუნველყო.
დაკავშირებული თემა:
წყაროები
2. Service RF: Materials and biology: Nanotechnology takes aim at cancer. Science 310:1132-1134, 2005
3. Doll TA, Raman S, Dey R, et al: Nanoscale assemblies and their biomedical applications. J R Soc Interface 10:20120740, 2013
4. Devulapally R, Paulmurugan R: Polymer nanoparticles for drug and small silencing RNA delivery to treat cancers of different phenotypes. Wiley Inter-discip Rev Nanomed Nanobiotechnol 6:40-60, 2014
5. Saksena MA, Saokar A, Harisinghani MG: Lymphotropic nanoparticle enhanced MR imaging (LNMRI) technique for lymph node imaging. Eur J Radiol 58:367-374, 2006
6. Myerson RJ, Garofalo MC, El Naqa I, et al: Elective clinical target volumes for conformal ther-apy in anorectal cancer: A Radiation Therapy Oncol-ogy Group consensus panel contouring atlas. Int J Radiat Oncol Biol Phys 74:824-830, 2009
7. Cao G, Lee YZ, Peng R, et al: A dynamic micro-CT scanner based on a carbon nanotube field emission x-ray source. Phys Med Biol 54:2323- 2340, 2009
ეს სტატია სასარგებლო იყო თქვენთვის?
თქვენი გამოხმაურება გვეხმარება შინაარსის გაუმჯობესებაში.
მკითხველთა კომენტარები
გაგვიზიარეთ თქვენი კომენტარი
თქვენი სახელი და კომენტარი მხოლოდ ადმინისტრატორის დამტკიცების შემდეგ გამოქვეყნდება. ელფოსტის მისამართი ვიზიტორებს არასოდეს ეჩვენებათ.
პირველმა დაწერეთ კომენტარი.