Нанотехнології в медицині та біології
Название книги на русском языке: Нанотехнологии в медицине и биологии
Год выпуска: 2022
Автор: Заячук Д.М.
Жанр: Учебное пособие
Специальность/раздел медицины: Наномедицина
Издательство: Вид-во Львівської політехніки
ISBN: 978-966-941-736-7
Язык мед-книги : Украинский
Количество страниц: 304
Формат: PDF/DjVu
Интерактивное оглавление: Да
Качество: Отсканированные страницы + слой распознанного текста
Описание: Викладено основи нанотехнологій в їх застосуванні до потреб медицини і біології: основні поняття наномедицини; візуалізація нанооб’єктів біологічного походження; адресна доставка ліків та системи її реалізації; питання наноносіїв для транспорту ліків, засобів їх адресації та наведення на мішень; сучасні матеріали для наномедицини: ліпосоми, дендримери, наноструктури карбону — фулерени і нанотрубки, металеві нанооболонки і металовмісні наночастинки, напівпровідникові квантові точки; лабораторії на чипі, їх переваги та сфери застосування; розглянуто потенційні ризики, які може створювати використання нанотехнологій в медицині.
Для студентів, аспірантів та молодих вчених.
Изложены основы нанотехнологий в их применении к потребностям медицины и биологии: основные понятия наномедицины; визуализация нанообъектов биологического происхождения; адресная доставка лекарств и системы её реализации; вопросы наноносителей для транспорта лекарств, средств их адресации и наведения на мишень; современные материалы для наномедицины: липосомы, дендримеры, наноструктуры углерода — фуллерены и нанотрубки, металлические нанооболочки и металлосодержащие наночастицы, полупроводниковые квантовые точки; лаборатории на чипе, их преимущества и сферы применения; рассмотрены потенциальные риски, которые может создавать использование нанотехнологий в медицине.
Для студентов, аспирантов и молодых учёных.
Оглавление
ПЕРЕДМОВА — 9
ВСТУП ДО КУРСУ “НАНОТЕХНОЛОГІЇ В МЕДИЦИНІ ТА БІОЛОГІЇ” — 11
ТЕМА 1. ВІЗУАЛІЗАЦІЯ НАНООБ’ЄКТІВ: ОПТИЧНІ ТА ЕЛЕКТРОННІ МІКРОСКОПИ — 21
1.1. Оптична мікроскопія та її обмеження — 23
1.2. Флуоресцентна мікроскопія — 25
1.3. Конфокальна мікроскопія — 27
1.4. Електрони і візуалізація нанооб’єктів — 30
1.5. Сканувальний електронний мікроскоп — 31
1.6. Просвічуючий електронний мікроскоп — 35
Підсумки — 39
Контрольні запитання і завдання — 41
ТЕМА 2. ВІЗУАЛІЗАЦІЯ НАНООБ’ЄКТІВ: СКАНУВАЛЬНІ ЗОНДОВІ МІКРОСКОПИ — 43
2.1. Сканувальна зондова мікроскопія — 45
2.2. Сканувальний тунельний мікроскоп — 45
2.2.1 Фізичні засади СТМ — 46
2.2.2. Принципи і режими роботи СТМ — 49
2.2.3. Візуалізація нанооб’єктів — 51
2.2.4. Маніпулювання атомами — 52
2.3. Атомно-силовий мікроскоп — 54
2.3.1. Слабка електромагнітна взаємодія — 54
2.3.2. Використання слабкої електромагнітної взаємодії в силовій атомній мікроскопії — 58
2.3.3. Принципи і режими сканування поверхні — 59
2.3.4. Візуалізація зображень — 61
Підсумки — 62
Контрольні запитання і завдання — 63
ТЕМА 3. НАНОМЕДИЦИНА — 65
3.1. Наномедицина — визначення та основні цілі — 67
3.2. На шляху до медичних нанотехнологій — 69
3.3. Конструювання наносистем для потреб наномедицини — 75
3.4. Наноматеріали для застосувань у наномедицині — 78
3.4.1. Наноструктурні алотропні модифікації карбону — 78
3.4.2. Наночастинки — 81
3.4.3. Квантові точки — 82
3.5. Лабораторія на чипі — 82
3.6. Фармакологічні аспекти наномедицини — 83
Підсумки — 86
Контрольні запитання і завдання — 87
ТЕМА 4. АДРЕСНА ДОСТАВКА ЛІКІВ — 89
4.1. Адресна доставка ліків як медична нанотехнологія та метод лікування — 91
4.2. Системи адресної доставки ліків — 94
4.3. Допустимі розміри засобів адресної доставки ліків — 99
4.4. Вимоги до систем адресної доставки ліків — 100
4.5. Пасивне й активне наділення систем адресної доставки ліків — 103
4.6. Адресна доставка ліків і біологічні бар’єри — 105
4.7. Наночастинки в системах адресної доставки ліків — 109
Підсумки — 110
Контрольні запитання і завдання — 111
ТЕМА 5. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ НАНОМЕДИЦИНИ: ЛІПОСОМИ — 113
5.1. Ліпіди — 115
5.2. Фосфоліпіди — 116
5.3. Самоорганізація ліпідів і ліпідні бішари — 117
5.4. Ліпосоми та їх властивості — 119
5.5. Ліпосоми як транспортні агенти лікувальних препаратів — 124
5.6. Ліпосоми другого покоління і “ліпосоми-невидимки” — 127
5.7. Заряджені ліпосоми — 128
5.8. Ліпосоми, що реагують на подразник — 131
5.9. Сфери застосування ліпосом — 132
5.10. Виготовлення ліпосом: матеріали і способи — 136
Підсумки — 137
Контрольні запитання і завдання — 139
ТЕМА 6. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ НАНОМЕДИЦИНИ: ДЕНДРИМЕРИ — 141
6.1. Дендримери та їх архітектура — 143
6.2. Синтез дендримерів — 144
6.2.1. Дивергентний метод синтезу дендримерів — 147
6.2.2. Конвергентний метод синтезу дендримерів — 148
6.3. Ліміт росту, граничні розміри, конфігурація дендримерів — 150
6.4. Дендримери як наноконтейнери для лікувальних препаратів — 154
6.5. Взаємодія дендримерів з мембраною клітини — 157
6.6. Дендримери і цільова доставка ліків — 159
Підсумки — 163
Контрольні запитання і завдання — 167
ТЕМА 7. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ НАНОМЕДИЦИНИ: ФУЛЕРЕНИ — 169
7.1. Фулерени: структура, формування, стабільність — 171
7.2. Похідні фулеренів — фулериди — 177
7.3. Ідентифікація фулеренів — 179
7.4. Технологія вирощування фулеренів — 183
7.5. Розчинення фулеренів у органічних розчинниках — 184
7.6. Екстракція фулеренів із розчину — 185
7.7. Сепарування фулеренів на фракції — 185
7.8. Технологія отримання ендофулеренів — 187
7.9. Застосування фулеренів у наномедицині — 188
Підсумки — 189
Контрольні запитання і завдання — 191
ТЕМА 8. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ НАНОМЕДИЦИНИ: КАРБОНОВІ НАНОТРУБКИ — 193
8.1. Карбонові нанотрубки та їх просторова структура — 195
8.2. Дефекти у карбонових нанотрубках — 200
8.3. Сорбційні властивості карбонових нанотрубок — 201
8.4. Заповнення карбонових нанотрубок різними речовинами — 202
8.5. Технологічні методи одержання і модифікації карбонових нанотрубок — 203
8.6. Розділення та очищення карбонових нанотрубок — 208
8.7. Застосування карбонових нанотрубок у наномедицині — 212
Підсумки — 214
Контрольні запитання і завдання — 217
ТЕМА 9. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ НАНОМЕДИЦИНИ: МЕТАЛЕВІ НАНООБОЛОНКИ ТА МЕТАЛОВМІСНІ НАНОЧАСТИНКИ — 219
9.1. Нанооболонки золота на діелектричних осердях — 221
9.2. Нанооболонки золота на полімерних осердях — 224
9.3. Біомедичні застосування металевих нанооболонок — 225
9.4. Наночастинки золота і срібла — 227
9.5. Металовмісні матеріали для біомедицини — 232
9.5.1. Наночастинки біметалевих композицій — 233
9.5.2. Наночастинки магнітних і немагнітних оксидів — 234
Підсумки — 236
Контрольні запитання і завдання — 239
ТЕМА 10. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ НАНОМЕДИЦИНИ: КВАНТОВІ ТОЧКИ — 241
10.1. Квантові точки — 243
10.1.1. Енергетичні характеристики — 243
10.1.2. Поглинання і випромінювання світла — 245
10.2. Технологія синтезу квантових точок — 247
10.3. Реальні форми квантових точок — 251
10.4. Унікальність флуоресцентних властивостей квантових точок — 253
10.5. Квантові точки і біомедицина — 256
10.6. Матеріали для квантових точок — 257
10.7. Проблемні питання — 258
Підсумки — 259
Контрольні запитання і завдання — 262
ТЕМА 11. ЛАБОРАТОРІЯ НА ЧИПІ — 265
11.1. Лабораторія на чипі: загальна характеристика — 267
11.2. Лабораторії на чипі: формування флюїдних потоків — 270
11.2.1. Лабораторія на чипі, що управляється тиском — 271
11.2.2. Лабораторія на чипі, що управляється капілярами — 273
11.2.3. Лабораторія на чипі, керована електрокінетично — 276
11.2.4. Лабораторія на чипі на основі крапель — 277
11.3. Переваги пристроїв лабораторії на чипі — 279
11.4. Застосування технологій лабораторії на чипі — 280
11.5. Проектування та виробництво пристроїв лабораторії на чипі — 284
11.6. Матеріали і методи технології лабораторії на чипі — 286
Підсумки — 291
Контрольні запитання і завдання — 294
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ — 296
ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК — 298
