Графен: нова революція в медицині

Відео: Революція в світовій медицині: гепатит С переможений

У 2010 році Нобелівська премія з фізики дісталася двом вченим, які знайшли простий спосіб ізолювати плоскі шари (решітки) графіту, названі графеном.

Фактично графен являє собою плоский лист з атомів вуглецю, організованих в гексагональнулую (шестигранну) кристалічну решітку.

Завдяки такій будові графен став найтоншим, електро- і теплопроводящим матеріалом в світі, який до того ж відрізняється гнучкістю і неймовірною міцністю.

Графен, без сумніву, має безліч унікальних властивостей, через які вчені називають його чудо-матеріалом. Чимало людей упевнено, що XXI століття коли-небудь назвуть століттям графена.

Матеріал, при описі якого ми використовуємо стільки епітетів, дійсно може призвести до революції в науці і техніці. З ним можна вирішити проблему дефіциту питної води на планеті, зменшити розміри і підвищити продуктивність електронних пристроїв, створити джерела енергії нового покоління.

Але потенціал графена аж ніяк не обмежується «зеленими» сонячними батареями. Графен здатний змінити образ сучасної медицини і фармації: нові засоби для доставки ліків, біосенсори, медична електроніка, імплантати тощо

Експерти в області біомедичного інжинірингу кажуть, що цінність графена для медицини визначається хорошою биосовместимостью, хімічною стабільністю, а також великою площею поверхні виробів з графена.

Графен незабаром зіграє важливу роль у розвитку штучних імплантатів. Завдяки своїй біологічній сумісності і видатним механічними властивостями графен може застосовуватися для виробництва штучних нервових тканин і елементів хребта.

В Мічиганському технічному університеті (США) вже працюють над 3D-печаткою штучних нервів, для яких може підійти графен. Вчені розробили полімер, який служить каркасом для живих тканин, а тепер хочуть інтегрувати графен, як відмінний провідний матеріал.

Біосенсори - це сьогодні одна з найбільш динамічно розвиваються медичних технологій. Біосенсори з графеном демонструють виняткову точність при виявленні харчових токсинів, забруднювачів довкілля, мікроорганізмів і ін.

Окислена форма графена, оксид графену, здатний зв`язуватися з білковими структурами певних токсинів, завдяки чому надчутливі сенсори можуть реєструвати концентрації цих речовин на порядок менші, ніж будь-які сучасні пристрої. Біосенсори на оксиді графена можуть передбачати інфаркт міокарда, виявляючи біомаркери в незначних концентраціях за багато годин до нападу.

Мікрочіпи на основі оксиду графену сьогодні намагаються застосовувати для ранньої діагностики раку, і навіть для лікування деяких онкозахворювань. Китайські вчені розробили біосенсори з графеном, який реєструє поодинокі (!) Ракові клітини.

Одним з найцікавіших варіантів використання графена в онкології стало відкриття вчених з Манчестерського університету (Великобританія). Вони встановили, що оксид графену вибірково знищує ракові стовбурові клітини. У комбінації з наявними методами лікування оксид графену може зробити справжній прорив в лікуванні раку.

Графен намагаються використовувати в новітніх засобах доставки онкологічних лікарських речовин. Завдяки величезній площі поверхні графен дозволяє доставляти значна кількість молекул ліки прямо в пухлину. А здатність графена проводити тепло і трансформувати неіонізуюче електромагнітне випромінювання в теплову енергію дозволить руйнувати протеїни і ДНК всередині ракових клітин.

Секвенування ДНК і РНК, або розшифровка генетичного коду, грає велику роль в медицині та біології. Завдяки секвенированию ми краще розуміємо природу хвороб і роботу здорового організму.

Не так давно вчені створили метод секвенування ДНК за допомогою графеновой мембрани - це так зване нанопоровое секвенування з твердотільними нанопори. Новий метод зробив секвенування більш простим і ефективним процесом.

Наномедицина сьогодні знаходиться в зародковому стані, як і застосування графена для медичних цілей. Але немає сумніву, що завдяки графену в найближчі роки наше покоління стане свідком великих змін.