Grafenul: următoarea revoluție medicală

Premiul Nobel pentru Fizica 2010 a fost acordat la doi oameni de știință care au descoperit un mod simplu de a izola un singur strat de decantor, numit grafen. Această foaie bidimensional de atomi de carbon aranjate într-o rețea hexagonală, făcându-l mai subțire, iar materialul cel mai bun conducător termic eletro- din lume. În același timp, grafen - un sistem flexibil, transparent și extrem de durabil. Pentru multe dintre proprietățile sale remarcabile, care le-a câștigat numele de „materiale miraculoase“, și mulți cred că secolul XXI va fi „secolul al grafen.“

Grafenul este într-adevăr un material bine studiat și promițătoare, care are potentialul de a revolutiona fiecare aspect al vieții noastre: de la membrane selective, care poate rezolva problema lipsei de apă din lume, printr-o electronica de înlocuire de siliciu pentru a obține o performanță uimitoare în dimensiuni miniaturale, pentru a asigura o multitudine de soluții energetice din următoarea generație .

Perspectivele pentru utilizarea grafen nu sunt limitate la celule „energie verde“, solare sau baterii de telefon mobil, care sunt reîncărcate într-o chestiune de minute- pe scară largă și puternic studiat compatibilitatea grafen cu diverse aplicații biomedicale, cum ar fi de livrare de droguri, tratamentul cancerului, și biosenzori. Proprietățile unice ale materialului, cum ar fi o suprafață mare, biocompatibilitate bună și stabilitate chimică, ceea ce face grafen demn de studiu intens și ea pokladayut speranțe mari.

implanturile artificiale sunt principalele produse medicale, și grafen poate juca un rol foarte important în viitorul acestor dispozitive. graphene biocompatibil, în combinație cu rezistența mecanică, este utilă pentru o varietate de biomateriale complexe, iar conductivitatea acestuia pot fi utilizate pentru organismele care au nevoie de astfel de proprietăți, de exemplu - tesutul nervos si elemente ale maduvei spinarii.

De fapt, cercetatorii de la Michigan Technological University au făcut progrese în activitatea sa pe nervi de imprimare 3D folosind biopechati tehnologie 3D. Cercetătorii au dezvoltat materiale polimerice care acționează ca o schela pentru țesuturi și de muncă tot mai mare de a se integra grafen ca un conductor electric.

Biosenzor este o zonă în curs de dezvoltare, cu multe aplicatii medicale care vin în minte. Multe zone de studiu în acest domeniu, și grafen a arătat performanțe excepționale în detectarea toxinelor alimentare, poluarea mediului, microorganisme specifice și bacterii. oxid Grafena, forma oxigenat graphene se leaga de structura proteinelor de toxine specifice și generează un semnal amplificat care permite senzorii hipersensibili detecta toxinele într-o cantitate de 10 ori mai puțin decât senzorii convenționali.

Un alt exemplu este un senzor care prezice un atac de cord, folosind posibilitatea de a microparticulelor de oxid de grafen detecta anumite sânge, sunt eliberate într-un atac de cord. Diverși senzori pentru a detecta astfel de o varietate de boli, toxine si biomarkeri în prezent în faza de testare și dezvoltare.

Grafenul are un mare potențial pentru detectarea și tratamentul cancerului. Oamenii de stiinta chinezi au dezvoltat un senzor bazat pe tranzistori grafen care poate detecta chiar si o singura celula de cancer! Dar, probabil, mult mai interesant este potențialul grafen în tratamentul raka- Universitatea din Manchester au descoperit oamenii de știință că oxidul de grafen poate acționa ca un agent antitumoral care a tintit in mod selectiv celulele canceroase stem. În combinație cu metodele existente de tratament, aceasta poate provoca contracția tumorii și a preveni metastaza cancerului si recurenta dupa tratament.

Grafenul, de asemenea, pe larg studiate pentru a fi utilizate în livrarea de medicamente anti-cancer, mai ales datorită suprafeței sale mari, ceea ce îi permite să efectueze un număr mare de medicamente la anumite părți ale corpului. De asemenea, de detectare a cancerului si de livrare de droguri, este efectuat studiul graful ca agent antitumoral - concentrat, de exemplu, conductivitatea termică și posibilitatea convertirii undelor neionizant în energie termică la un nivel microscopic și de a crea suficientă căldură pentru a distruge proteinele și ADN-ul din celulele canceroase.

secvențierea ADN-ului, sau secvențierea de baze in ADN-ului, care constituie genomul este de mare importanță nu numai pentru o mai bună înțelegere a structurii umane, ci și pentru înțelegerea oricărei boli genetice, cancer de orice tip și a sistemului imunitar uman. secvențierea ADN-ului, folosind grafen bazat pe crearea membranei graphene plasându-l într-un lichid conductiv și aplicarea unei tensiuni la un capăt, astfel încât ADN-ul poate trece prin porii mici de grafen. Această metodă se numește nanopori secvențiere și permite analizarea structurii ADN-ului unei nucleotide (fiecare nucleotidă afectează membrana în moduri diferite, datorită dimensiunii sale unice și proprietățile electrice). Concepte suplimentare includ senzori de ADN bazate pe grafen, și alte modalități de a efectua secventiere ADN-ul mai rapid și mai eficient.

Nanomedicina este în prezent în fază incipientă, astfel cum este utilizarea grafen în scopuri medicale. Ea poate veni in multe domenii de medicina si revoluționează lor, dar acest lucru necesită o mulțime de cercetare și dezvoltare. În viitor, sperăm, vom vedea o mai eficiente metode, mai robuste de prevenire și tratament al bolilor folosind grafen.