Бир нече күн мурун мен бир досум менен чай ичип отурганымда, ал тамашалап: «Силер тынымсыз изилдеп жаткан глинозем, бул жөн гана керамикалык чөйчөктөр менен кум кагазынын чийки заты эмеспи?» – деди. Бул мени сөзгө жыккан жок. Чынында эле, карапайым адамдардын көз алдында,глинозем порошогужөн гана өнөр жай материалы, бирок биздин биомедициналык инженерия чөйрөсүндө ал жашыруун "көп тапшырмалуу". Бүгүн, келгиле, бул кадимкидей көрүнгөн ак порошок жашоо илимдери тармагына кантип тымызын кирип кеткени жөнүндө сүйлөшөлү.
I. Ортопедиялык клиникадан баштап
Мени эң таасирленткени өткөн жылы катышкан ортопедиялык конференция болду. Карыган профессор алюминий кычкылынан жасалган жасалма муундарды алмаштыруу боюнча он беш жылдык байкоо маалыматтарын сунуштады — жашоо деңгээли 95% дан ашты, бул катышкан жаш дарыгерлердин баарын таң калтырды. Эмне үчүн алюминий кычкылын тандаш керек? Анын артында көптөгөн илимий маалыматтар бар. Биринчиден, анын катуулугу жетиштүү деңгээлде жогору жана эскирүүгө туруктуулугу салттуу металл материалдарына караганда алда канча күчтүү. Биздин адам муундарыбыз күн сайын миңдеген сүрүлүүлөргө туруштук берет. Салттуу металл-пластик протездер убакыттын өтүшү менен эскирүү калдыктарын пайда кылып, сезгенүүнү жана сөөктүн резорбциясын пайда кылат. Бирок, алюминий кычкылынан жасалган керамиканын эскирүү деңгээли салттуу материалдардын бир пайызын гана түзөт, бул клиникалык практикадагы революциялык көрсөткүч.
Анын биошайкештиги андан да жакшы. Биздин лаборатория клетка өстүрүү боюнча эксперименттерди жүргүзүп, остеобласттар кээ бир металл беттерине караганда алюминий кычкылынын бетине жакшыраак жабышып, көбөйөрүн аныктады. Бул клиникалык жактан алюминий кычкылынын протездеринин сөөк менен өзгөчө бекем байланышын түшүндүрөт. Бирок, жөн гана эмес, белгилей кетүү маанилүү.глинозем порошогуколдонулушу мүмкүн. Медициналык класстагы глинозем 99,9% дан ашык тазалыкты талап кылат, кристалл данчаларынын өлчөмү микрон деңгээлинде көзөмөлдөнөт жана ал атайын бышыруу процессинен өтүшү керек. Бул тамак бышыруу сыяктуу эле - кадимки туз да, деңиз тузу да тамак-ашка татымал кошо алат, бирок жогорку класстагы ресторандар белгилүү бир жерден чыккан тузду тандашат.
II. Стоматологиядагы "Көрүнбөгөн коргоочу"
Эгер сиз заманбап стоматологиялык клиникада болгон болсоңуз, анда сиз алюминий кычкылын буга чейин эле кездештирген чыгарсыз. Көптөгөн популярдуу толугу менен керамикалык таажылар алюминий кычкылы бар керамикалык порошоктон жасалат. Салттуу металл-керамикалык таажылардын эки көйгөйү бар: биринчиден, металл эстетикага таасир этет жана бүйлө сызыгы көк түскө айланууга жакын; экинчиден, кээ бир адамдар металлга аллергиясы бар. толугу менен керамикалык алюминий кычкылы бар таажылар бул көйгөйлөрдү чечет. Анын тунуктугу табигый тиштерге абдан окшош жана натыйжада пайда болгон калыбына келтирүүлөр ушунчалык табигый болгондуктан, тиш доктурлар да айырмалоо үчүн кылдаттык менен карашы керек. Мен билген улук тиш техниги абдан ылайыктуу салыштырууну колдонгон: "Алюминий кычкылы бар керамикалык порошок камырга окшош - ал абдан ийкемдүү жана ар кандай формага келтирилиши мүмкүн; бирок бышыргандан кийин ал таштай катуу болуп, жаңгактарды жарып жибере тургандай күчтүү болуп калат (бирок биз муну чындыгында жасоону сунуштабайбыз)." Акыркы жылдары 3D басып чыгарылган алюминий кычкылы бар таажылар андан да популярдуу болуп калды. Санариптик сканерлөө жана дизайн аркылуу алар түз эле глинозем суспензиясын колдонуу менен басып чыгарылат, бул ондогон микрометрлердин тактыгына жетишет. Бейтаптар эртең менен келип, кечинде таажылары менен кете алышат — бул он жыл мурун элестетүүгө мүмкүн эмес нерсе.
III. Дары-дармек жеткирүү системаларындагы "так навигация"
Бул тармактагы изилдөөлөр өзгөчө кызыктуу. Глинозем порошогунун бетинде көптөгөн активдүү жерлер болгондуктан, ал дары молекулаларын магнит сыяктуу адсорбциялап, андан кийин аларды жай бошотуп жибере алат. Биздин команда ракка каршы дары-дармектер менен толтурулган тешиктүү глинозем микросфераларын колдонуп эксперименттерди жүргүздү. Шишик жайгашкан жердеги дары-дармек концентрациясы салттуу дары-дармек жеткирүү ыкмаларына караганда 3-5 эсе жогору болгон, ал эми системалык терс таасирлери бир кыйла азайган. Принципти түшүнүү кыйын эмес: жасоо мененглинозем порошогуr нано же микро өлчөмдөгү бөлүкчөлөргө айланып, бетин өзгөртүп, аны бутага алган молекулаларга байланыштырса болот, мисалы, дарыны түз жабыркоого баруу үчүн "GPS навигация" системасын берүү. Андан тышкары, глинозем акыры организмде алюминий иондоруна ажырайт, алар организм тарабынан кадимки дозаларда метаболизденет жана узак убакыт бою топтолбойт. Боор рагын максаттуу терапия менен изилдеген кесиптешим мага алар химиотерапиялык дарыларды жеткирүү үчүн глинозем нанобөлүкчөлөрүн колдонушканын, чычкан моделинде шишиктин ингибирлөө ылдамдыгын 40% га жогорулаткандыгын айтты. "Эң негизгиси - бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн көзөмөлдөө; 100-200 нанометр идеалдуу - өтө кичинекей жана алар бөйрөктөр тарабынан оңой тазаланат, өтө чоң жана алар шишик тканына кире алышпайт." Мындай детал изилдөөнүн маңызы болуп саналат.
IV. Биосенсорлордогу "сезимтал зонддор"
Глинозем ошондой эле ооруну эрте аныктоодо маанилүү ролду ойнойт. Анын бетин антителолор, ферменттер жана ДНК зонддору сыяктуу ар кандай биомолекулалар менен оңой эле өзгөртүп, өтө сезгич биосенсорлорду түзүүгө болот. Мисалы, кээ бир кан глюкоза өлчөгүчтөрү азыр глиноземге негизделген сенсордук чиптерди колдонушат. Кандагы глюкоза чиптеги ферменттер менен реакцияга кирип, электрдик сигналды пайда кылат, ал эми глинозем катмары бул сигналды күчөтүп, аныктоону так кылат. Салттуу тест тилкелеринин ыкмаларында 15% ката деңгээли болушу мүмкүн, ал эми глинозем сенсорлору катаны 5% чегинде сактай алат, бул диабет менен ооругандар үчүн олуттуу айырмачылык. Андан да алдыңкысы - рак биомаркерлерин аныктаган сенсорлор. Өткөн жылы *Biomaterials* журналындагы макалада простатага мүнөздүү антигенди аныктоо үчүн глинозем нанозым массивдерин колдонуу кадимки ыкмаларга караганда эки эсе жогору сезгичтикке алып келгени көрсөтүлгөн, демек, рактын белгилерин бир топ эрте этапта аныктоого болот.
V. Ткандар инженериясындагы "Имараттарды колдоочу түзүлүш"
Ткань инженериясы биомедицинада актуалдуу тема. Жөнөкөй сөз менен айтканда, ал тирүү ткандарды in vitro шартында өстүрүп, андан кийин аны организмге көчүрүүнү камтыйт. Эң чоң кыйынчылыктардын бири - каркас материалы - ал уулуу терс таасирлерди жаратпастан клеткаларды колдоону камсыз кылышы керек. Тешиктүү алюминий оксиди каркастары бул жерде өз ордун тапты. Процесстин шарттарын көзөмөлдөө менен, клеткалардын өсүшү үчүн керектүү тешикчелердин өлчөмү менен 80% дан ашкан алюминий губка сымал структураларды түзүүгө болот, бул азык заттардын эркин агышына мүмкүндүк берет. Биздин лаборатория сөөк тканын өстүрүү үчүн алюминий оксиди каркастарын колдонуп көрдү жана натыйжалар күтүлбөгөн жерден жакшы болду. Остеобласттар жакшы жашап гана тим болбостон, сөөк матрицасын көбүрөөк бөлүп чыгарышты. Анализ көрсөткөндөй, алюминий оксидинин бетинин бир аз одуракай болушу чындыгында клетканын функциясынын экспрессиясын күчөттү, бул жагымдуу сюрприз болду.
VI. Кыйынчылыктар жана келечек
Албетте, колдонууглиноземМедицина тармагында кыйынчылыктар жок эмес. Биринчиден, баа маселеси бар; медициналык класстагы глиноземди даярдоо процесси татаал, бул аны өнөр жайлык класстагы глиноземге караганда ондогон эсе кымбатыраак кылат. Экинчиден, узак мөөнөттүү коопсуздук маалыматтары дагы эле топтолууда. Азыркы келечек оптимисттик болгону менен, илимий тактык үзгүлтүксүз мониторингди талап кылат. Мындан тышкары, нано-глиноземдин биологиялык таасири андан ары терең изилдөөнү талап кылат. Наноматериалдар уникалдуу касиетке ээ жана алардын пайдалуу же зыяндуу экендиги так эксперименталдык маалыматтарга көз каранды. Бирок, келечек жаркын. Айрым топтор азыр акылдуу глинозем материалдарын изилдеп жатышат - мисалы, дары-дармектерди белгилүү бир рН маанилеринде гана же ферменттердин таасири астында бөлүп чыгаруучу ташуучулар же стресстин өзгөрүшүнө жооп катары өсүү факторлорун бөлүп чыгаруучу сөөктү калыбына келтирүүчү материалдар. Бул тармактардагы жетишкендиктер дарылоо ыкмаларын түп-тамырынан бери өзгөртөт.
Мунун баарын уккандан кийин, досум: «Мен бул ак порошокто мынчалык көп нерсе бар деп эч качан ойлогон эмесмин», - деди. Чынында эле, илимдин сулуулугу көбүнчө кадимки нерселерде жашырылган. Алюминий кычкылы порошогунун өнөр жай цехтеринен операциялык бөлмөлөргө жана лабораторияларга чейинки сапары дисциплиналар аралык изилдөөлөрдүн сүйкүмдүүлүгүн эң сонун чагылдырат. Материал таануучулар, дарыгерлер жана биологдор салттуу материалга жаңы өмүр берүү үчүн биргелешип иштеп жатышат. Дал ушул дисциплиналар аралык кызматташуу заманбап медицинадагы прогресстин кыймылдаткыч күчү болуп саналат.
Ошентип, кийинки жолу көргөндөалюминий кычкылы продукт, муну карап көрүңүз: бул жөн гана керамикалык идиш же майдалоочу дөңгөлөк эмес болушу мүмкүн; ал кандайдыр бир формада, лабораторияда же ооруканада адамдардын ден соолугун жана жашоосун кандайдыр бир жол менен тынч жакшыртып жатышы мүмкүн. Медициналык прогресс көбүнчө ушундай жол менен болот: кескин жетишкендиктер аркылуу эмес, көбүнчө алюминий кычкылы сыяктуу материалдар аркылуу, акырындык менен жаңы колдонмолорду таап, практикалык маселелерди үнсүз чечип. Биз эмне кылышыбыз керек болсо, кызыгуубузду жана ачык ой жүгүртүүбүздү сактап, кадимки нерселерден укмуштуудай мүмкүнчүлүктөрдү ачышыбыз керек.