Как Работят Частиците От Нинджа

{h1}

Частиците от нинджа могат да решат два въпроса, които пораждат съвременната медицина: резистентни на антибиотици бактерии и биофилми. Научете повече за тях в WordsSideKick.com.

Нинджа са били крадци воини в японската история, които често са били натоварени с проникването и убийството на врагове. Частиците от нинджа правят почти едно и също нещо: атакуват и убиват.

Създадени и наречени от изследователи от IBM и Сингапурския институт за биоинженерство и нанотехнологии, тези дребни нападатели могат да разрешат два проблема, които пораждат съвременната медицина: резистентни на антибиотици бактерии и биофилми. На първия фронт половината от хоспитализираните пациенти в САЩ страдат от придобити в болница инфекции с резистентни на лекарства бактерии, според някои оценки, а инфекциите от тези бактерии се лекуват все по-трудно [източник: Лю]. Супер бъгове, като инфекция, устойчива на метицилин Стафилококус ауреус и Ешерихия коли, са развили резистентност към традиционните антибиотици. В резултат на това учените и лекарите са принудени да търсят алтернативни възможности за лечение, за да убият тези бактерии. Второ, биофилмите, които се образуват по повърхностите на медицинските изделия, също представляват огромен проблем. Тъй като тези отвлечени от бактерии субстанции покриват катетри и други медицински импланти, устройствата се превръщат в средство за пренасяне на бактерии в тялото.

Въведете частицата нинджа. В класически стил на нинджа, тези мънички частици (1000 пъти по-малки от пясъчно зърно!) Може един ден да могат да проникнат в тялото, да издирят обидната бактерия и да я убият по начин, който оставя микроба да изглежда така, сякаш е нападнат със звезда нинджа. Подобно на своя съименник, тази частица е добра в работата си. Той нулира в целта си и успява да остави другите клетки невредими. Частиците са еднакво квалифицирани в изтриването на биофилми, които се образуват на повърхности, което прави тези дребни нинджи сили да се съобразяват.

Продължете да четете, за да научите повече за това как тези частици са се преборили в лабораторията и какво могат да направят за нас.

Какво е необходимо да бъде частица нинджа

Изглежда като бактериална клетка, от която няма от какво да се страхувате, нали? Отидете на следващата страница, за да видите как изглежда, след като частица от нинджа стигне до нея.

Изглежда като бактериална клетка, от която няма от какво да се страхувате, нали? Отидете на следващата страница, за да видите как изглежда, след като частица от нинджа стигне до нея.

Когато изследователят Й Ян Ян чу за химика на работата Джим Хедрик в IBM по микроелектроника, тя веднага се обърна към него за сътрудничество, като му каза, че успехите му в научните изследвания могат да бъдат използвани по-добре в медицината. Оттогава партньорството им доведе до създаването на много обещаваща група от наночастици, наречени „частици на нинджа“.

Имунната система на човека вдъхнови тяхното създаване. Когато човек се разболее, тялото му се секретира антимикробни пептиди, Тези молекули, борещи се с бактерии, търсят микроб, закопчават го и го убиват (тази последна част може да се случи по няколко различни начина). Хедрик и Ян решиха да направят частица в лабораторията, която би направила същото.

Наночастиците, които създадоха, са изработени от специален тип полимер. Полимери са супер дълги верижни молекули. Пластмасите например са всички полимери. Полимерната наночастица, която разработиха Хедрик и Ян, има три части, които я правят толкова умела да убива бактериите.

  1. Веригите имат допаминова молекула, висяща от нея. Да, говорим за същия допамин, който помага да се контролира центровете за възнаграждение и удоволствие на мозъка. Тук той служи с чисто функционална цел да помогне за прикрепянето на полимерната наночастица към нейната цел.
  2. Дългите вериги съдържат също къса верига от различен тип полимер, полиетилен гликол (или PEG). PEG има много индустриални и медицински приложения. В този случай той работи за борба с растежа на организма на повърхности, като превантивна мярка за борба с бактериите.
  3. И накрая, наночастиците съдържат положително заредена част, която има антибактериални свойства. Тази част помага да се насочите към отрицателно заредените бактерии в тялото и да ги убиете, след като ги намерите.

С тези три части нинджа частиците са доказани като ефективни при убиване на метицилин-резистентни Стафилококус ауреус (MRSA), E. coli и някои видове гъби [източник: Ян]. В допълнение, наночастиците могат да бъдат използвани за покриване на медицински изделия като катетри, които са известни за отглеждането на биофилми, отървени от бактерии. Покритието предотвратява образуването на бактерии по повърхностите, намалявайки вероятността от инфекции при пациенти с тези имплантирани устройства.

Частиците от нинджа се насочват и унищожават

Ето как изглежда бактериалната клетка, след като частица от нинджа се е заложила върху нея: изскочила (или лизирала).

Ето как изглежда бактериалната клетка, след като частица от нинджа се е заложила върху нея: изскочила (или лизирала).

Така че частиците от нинджа са специално проектирани да целят бактерии и да ги убиват, но как? Първата стъпка е намирането на нарушаващите бактериални клетки в море от бозайникови клетки. Това е мястото, където се приема тази основна постановка за „противоположностите привличат“. Повърхността на бактериалните клетки е по-отрицателно заредена от тази на клетките на бозайниците. За да бъдат привлечени конкретно към бактериалните клетки, нинджа частиците трябва да имат обратен заряд - положителен. Те получават този положителен заряд на повърхността си чрез процес, наречен самосглобяване, Всяка частица е съставена от много, много по-малки нишки от полимери. Тези полимери се съединяват или се самосглобяват, за да образуват малки наречени топчета мицели, Поради атрактивни взаимодействия между различни части на полимерната верига, тези мицели се образуват естествено във вода с външната част на топката, покрита с положителен заряд. И воала - топката с положителен заряд естествено се привлича към отрицателно заредения микроб.

Веднъж там, частицата нинджа се прикрепя към бактериалната клетка. Положително заредените части на частицата, които помогнаха селективно да се намерят бактериалните клетки, също действат като антибактериални агенти, пробивайки дупки в клетъчната стена. Този процес, наречен мембранен лизис, разрушава структурата на клетката, причинявайки вдлъбнатините на клетката, без надежда за възстановяване. Това всъщност е мястото, където изследователите измислиха името „нинджа“ за техните частици. Методът на убиване на перфориране на клетъчната стена с дупки е подобен на това, което може да се случи, ако клетката бъде нападната със звезда от нинджа.

Една от най-добрите части на този процес е, че бактериите никога не получават шанс да развият някаква резистентност. Антибиотиците действат чрез избирателно осакатяване на определени части от механизма на клетката, запазвайки повечето структурни характеристики непокътнати. Методът на частиците от нинджа е много физически вреден за клетката и бактериите нямат възможност потенциално да развият резистентност към частиците на нинджа [източник: Nederberg et al].

Животът на частиците от нинджа може да бъде прецизно настроен, така че те да могат да убият бактериалните клетки, преди да бъдат убити сами. В крайна сметка обаче ензимите в тялото започват да разграждат частиците и те се разпадат, като получените по-малки парченца се отделят от тялото [източник: Хедрик].

Предимства от използването на частици от нинджа за лечение на инфекции

Бактериофагите могат да представляват друг вариант на лечение за лекари, които се борят с бактериални инфекции.

Бактериофагите могат да представляват друг вариант на лечение за лекари, които се борят с бактериални инфекции.

С напредването към пост-антибиотичния свят учените настояват да намерят алтернативни методи за лечение на инфекция, които не включват антибиотици. Напредък е постигнат с вируси, наречени бактериофаги, които отвличат вътрешната машина на бактерията и я причиняват да се спука като балон. Проведена е друга работа с токсините, произведени от бактерии (бактериоцини) да убие бактериите, причиняващи инфекция. Напредъкът, който е най-тясно свързан с частиците на нинджа, са терапии, включващи катионни или антимикробни пептиди, Тези молекули също могат да селектират селективно бактерии поради противоположно привличане на заряди върху повърхностите им. Техният метод за убиване на бактериалните клетки се корени в нарушаване на комуникацията между клетките [източник: Borel]. Тази терапия обаче се повлиява от няколко въпроса: токсичност за здрави, небактериални клетки (например, клетките на бозайниците могат да разрушат и да освободят съдържанието си); кратък полуживот in vivo (те не издържат много дълго в тялото) и високи производствени разходи [източник: Nederberg et al].

Частиците от нинджа решават много от тези проблеми. Те са съвместими с кръвта, като имат минимална до никаква токсичност за червените кръвни клетки; са достатъчно стабилни, за да останат ефективни in vivo; биоразграждане лесно и са с порядък по-евтино да се направи. Частиците от нинджа не са единствените бактерии, борещи се с частици там. Изследователи по целия свят постигат подобни крачки, развивайки други малки молекули с антимикробни свойства или създавайки базирани на наночастици подходи за доставяне на лекарства [източници: Джу и Гао]. Тези частици се присъединяват към нарастваща общност от терапии, базирани на наночастици. Наночастиците се използват в лекарствени приложения като медицински изображения (като ЯМР) и при лечение на широк спектър от заболявания като рак и СПИН.

Целеви приложения на нинджа частици

Частиците от нинджа имат потенциал да направят огромно влияние в нашия живот. Демонстрираната им способност да търсят и убиват бактерии, резистентни на антибиотици, означава, че един ден можем да ги видим под формата на инжекционно лекарство. Изследователите продължават да събират данни за ефикасността и токсичността (или всъщност липсата на токсичност) на тези частици. След като приключат тестовете си, фармацевтичните компании могат да се намесят да правят опити върху хора, които наблюдават как тези частици се борят с бактериалните инфекции в тялото.

Извън тялото може да започнем да виждаме частици нинджа, използвани като дезинфектант и за спиране на образуването на биофилми. Бактериите, които образуват биофилми, са много добри в защитата си. Много спрейове на пазара трудно се пробиват през защитните слоеве на биофилма, за да дезинфекцират повърхностите. Частиците от нинджа, от друга страна, са в състояние да изкоренят бактериите в тези биофилми при контакт, осигурявайки чудесен начин за почистване на медицински изделия или дори повърхности за приготвяне на храна.

Тези наночастици може да намерят място и в нашите продукти за лична хигиена, по същество на всяко място, където не бихме искали бактериално натрупване. Те могат да бъдат използвани за покриване на контактни лещи или поставени като добавки към неща като вода за уста, дезодоранти и почистващи препарати. Те дори могат да се използват в системи за пречистване на вода. Лошите бактерии са навсякъде и тези частици на нинджа са готови да ги намерят и унищожат.

Забележка на автора: Как работят частиците от нинджа

Най-доброто е, когато нещо, което има готино име, наистина отговаря на името си. А частиците от нинджа са толкова страхотни, колкото и името им. Докато писах тази статия, обичах да си представям тези частици, които крадешком проникват през тялото, като намирам лошите бактерии и ги разрязват отворени. Това изследване е толкова обещаващо; Нямам търпение да намеря тези частици на пазара. Единствената част, която ме натъжава е, че когато един ден го направят в нашите продукти за лична хигиена или в нашите лекарства, няма да мога да превъртя съставките и да видя в списъка „частици нинджа“. За съжаление, мисля, че FDA и други регулиращи организации може да изискват действителните си химически наименования. Много лошо.


Видео Добавка: Какво представлява кредитът?.




Изследване


"Crackpot" Теорията На Всичко Разкрива Тъмната Страна На Партньорската Проверка

Редки Сини Цветя Разкриват Как Венчелистчетата Придобиват Своя Цвят
Редки Сини Цветя Разкриват Как Венчелистчетата Придобиват Своя Цвят

Наука Новини


В Коя Посока Тоалетната Вода Се Завърта При Екватора?
В Коя Посока Тоалетната Вода Се Завърта При Екватора?

Мейдей! 17 Мистериозни Корабокрушения, Които Можете Да Видите В Google Earth
Мейдей! 17 Мистериозни Корабокрушения, Които Можете Да Видите В Google Earth

Банановите Кори Могат Да Помогнат За Филтриране На Замърсители Извън Водата
Банановите Кори Могат Да Помогнат За Филтриране На Замърсители Извън Водата

Изображения: Полет В Страната В Слънчева Равнина
Изображения: Полет В Страната В Слънчева Равнина

Моногамни Ли Са Някакви Животни?
Моногамни Ли Са Някакви Животни?


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com