Istraživači ubrizgavaju kvantne tačke u kožu korišćenjem plastičnih mikroigala, omogućavajući na taj način potencijalno sredstvo za dijagnostikovanje i lečenje bolesti. (Na slici: Šuplje igle od polimera, ovde prikazane kroz elektronski mikroskop, duge su oko 700 nanometara)
Korišćenjem inovativne tehnike na bazi lasera, istraživači sa Državnog Univerziteta Severne Karoline napravili su nizove sićušnih, šupljih plastičnih igala koje su upotrebili da bi ubacili fluorescentne boje kvatnih tačaka u kožu. Profesor biomedicinskog inženjeringa Roger Narayan, koji predvodi ovo istraživanje, kaže da bi mikroigle i kvantne tačke, koje su testirane na svinjama, mogle biti korišćene za dijagnostikovanje i lečenje raka, kao i drugih hroničnih bolesti.
Istraživači su nedavno razvili načine upotrebe kvantnih tačaka – nanokristala poluprovodnika kao što su selenid kadmijuma i sulfid cinka koji svetle u različitim bojama – da bi snimili tumore i ubacili lekove u ćelije. Tačke su mnogo svetlije i stabilnije unutar tela od tradicionalnih organskih boja. Mark Prausnitz, profesor hemijskog i biomolekularnog inženjeringa na Institutu za Tehnologiju u Džordžiji, kaže da kada se kombinuju sa mikroiglama, kvantne tačke mogu da ponude moćnu metodu ulaska u kožu i druga tkiva. Prausnitz je napravio biorazgradive polimerske mikroigle koje se rastapaju u koži u roku od nekoliko minuta (pisali smo o njima u članku o flasterima protiv gripa, jul 2010).
Tehnologija mikroigala je u razvoju već 15 godina kao bezbolan način unosa lekova i, kod dijabetičara, provere nivoa šećera u krvi. Igle, obično napravljene od silikona različitih polimera, najčešće su duge par stotina mikrometara a širina im je suviše mala da bi izazvale bol kada se ubrizgaju u kožu. Mogu biti čvrste – u tom slučaju se sastoje od leka ili su njime obložene – ili šuplje, a tako služe za ubrizgavanje neke supstance u kožu.
Silikonske mikroigle se obično prave istim litografskim metodama koje se koriste za izradu računarskih mikročipova. Ali nova laserska metoda olakšava kontrolu oblika i veličine polimerskih igala, kaže Narayan. On dodaje da je ova metoda jednostavna, za nju je potreban samo jedan korak, i pogodna je za jeftinu masovnu proizvodnju u konvencionalnim proizvodnim pogonima – nije neophodno imati "bolnički" čiste ili bilo kakve specijalno namenjene prostorije.
Istraživači prave ove igle u obliku trna tako što usmere femtosekundu lasera na tečnu smolu osetljivu na svetlost koja se polimerizuje pod istom. Polimerske smole, koje se koriste u proizvodnji slušnih aparata i drugih medicinskih uređaja i pomagala, jeftine su i vrlo dostupne. Narayan i njegove kolege se usredsređuju na medicinsku primenu mikroigala – zajedno sa istraživačima iz medicinskog centra Chapel Hill Univerziteta Severne Karoline i Univerzitetom Mercer, oni procenjuju upotrebu ovih igala na životinjama. Oni sada pokušavaju da shvate koliko vremena prolazi između unosa doze i pojave fiziološke reakcije.
Rožnjače od kolagena vraćaju vid
Thursday, 26 August 2010 18:22
Ljudima sa oštećenom rožnjačom je povraćen vid uz pomoć implantata napravljenih od kolagena – koji vremenom srastaju sa okom primaoca. Oštećenja rožnjače, koja za posledicu imaju teško zamućen vid, trenutno se leče ili presađivanjem rožnjača od ljudskih donatora – kojih ima vrlo malo – ili uz pomoć proteze koja nije baš lep prizor i izgleda kao mala kamera.
Sada su May Griffith sa Linköping Univerziteta u Švedskoj i njene kolege stvorili rožnjaču od kolagena koja je napravljena u obliku i veličini prirodne ljudske rožnjače. Griffith kaže da ona izgleda kao kontaktno sočivo – razlika je u tome što "biosintetička" rožnjača podstiče sopstvene ćelije primaoca da urastu u njenu strukturu, pošto je napravljena od slične supstance kao i prirodna rožnjača.
Njen tim je usadio svoje biosintetičke rožnjače u oči deset osoba sa ošetećenjem rožnjače. Najlonski šavovi oko rožnjače su je držali na mestu, a primaoci su uzimali lekove za potiskivanje imuniteta tokom šest nedelja da bi se sprečilo odbacivanje. Nakon dve godine, rožnjača kod svih pacijenata je postala ispunjena sopstvenim ćelijama pacijenta, čineći da ova na taj način sraste za oko. Nervi su takođe narasli preko svih rožnjača, što je važno za preživljavanje ćelija kao i za održavanje reakcija na treptaj.
Za šest ovih osoba je sada povraćen vid. Ostalih četvoro i dalje imaju "izmaglicu" u vidu, za koju Griffth smatra da je posledica ožiljaka od šavova, koji su se nalazili posred rožnjače. Christopher Ta, profesor oftalmologije na Univerzitetu Stanford u Kaliforniji kaže da smatra da ovaj projekat ima potencijal da napravi revoluciju na polju presađivanja rožnjače – moguće je da ćemo imati široko rasprostranjenu upotrebu ove vrste veštački napravljenih rožnjača, i to već za pet godina.
Moždani talasi utiču na dobar san
Monday, 09 August 2010 17:17
Neki od nas mogu da prespavaju i zemljotres dok druge iz sna budi i najmanji šum. Sada, u novom istraživanju koje će obradovati mnoge, naučnici su otkrili tajnu dobrog noćnog sna. Istraživanje pokazuje da se sve svodi na nalete moždanih talasa duboko u mozgu. Oni među nama koji proizvode više ovih električnih vihora, poznatijih kao vretena, imaju njačvrstiji san.
Za moždane talase se smatra da su znak da mozak naporno radi na blokiranju zvukova sirena, buke saobraćaja, lupanja vratima i drugih zvukova koji škode snu. Ako prevarite svoj mozak i naterate ga da generiše više vretena, ujutro biste mogli da ustajete mnogo odmorniji, kažu istraživači. Jeffrey Ellenbogen, sa prestižne Medicinske Škole na Harvardu, rekao je da su oni želeli da istraže šta to mozak čini da bi podstakao stabilan san, čak i uz prisustvo buke, i zašto je nekim ljudima lakše da spavaju nego drugima. Sredine u kojima spavamo su postale izuzetno kompleksne i problematične, uz neprestano pištanje, zvonjavu i ostale zvuke koji prate moderan život. Cilj ovih istraživača je da pronađu rešenja na nivou mozga koja će spavača integrisati u njegovu sredinu na način koji će mu omogućiti da spava i uz prisustvo buke – ovi nalazi ih za jedan korak približavaju tom cilju.
Dr Ellenbogen je posmatrao moždane aktivnosti 12 zdravih muškaraca i žena koji su proveli tri noći u njegovoj laboratoriji za san. Prva noć je bila mirna i tiha ali sledeće dve su bile sve bučnije, sa 14 različitih zvukova kao što su alarmi, saobraćaj i ljudski glasovi koji su bivali sve glasniji i glasniji. Oni čiji mozgovi su proizvodili najviše vretena, bili su imuni na buku, navodi časopis "Cell". Ova vretena, koja se pojavljuju samo kada spavamo, generiše deo mozga pod nazivom talamus. Duboko u mozgu, on prenosi zvuke do drugih delova mozga koji ih registruju i na njih reaguju. Smatra se da je veliki broj vretena znak da talamus naporno radi da bi sprečio da se zvuci prenesu – što nam omogućava da čvrsto spavamo. Drugim rečima, mozak je aktivan čak i kada spavamo – a što je talamus aktivniji, bolje ćemo spavati.
Dr Ellenbogen, stručnjak za medicinu sna, rekao je da su tokom sna naši neuroni zauzeti obavljanjem veoma komplikovanih procesa, što podrazumeva, kako ova studija pokazuje, generisanje vretena da bi nas zaštitila od buđenja u sred noći zbog spoljašnjih smetnji. Međutim, još uvek nije jsano zašto neki ljudi prozivode više vretena od drugih – ali ako se sazna više o ovom fenomenu, moglo bi se doći do efikasnijih pilula za spavanje. U međuvremenu, oni kojima je čvrst san preko potreban, mogli bi da ulože u dobar dušek, debele zavese, svež vazduh u spavaćoj sobi, kao i izbegavanje fizičkih vežbi pre spavanja. Takođe bi trebalo da idu na spavanje u ustaju u isto vreme svaki dan – kao i da drugima stave do znanja da imaju lak san.
Obrazovanje, lek protiv demencije
Wednesday, 28 July 2010 19:18
Obrazovani ljudi imaju bolju sposobnost da se nose sa fizičkim efektima demencije, a čak i jedna dodatna godina obrazovanja može značajno da umanji rizik od razvijanja ove bolesti koja razara mozak, kažu naučnici.
Nalazi naučnika iz Velike Britanije i Finske mogli bi imati važnog uticaja na javno zdravlje u doba kada populacije u mnogim zemljama ubrzano stare i kada se očekuje oštar porast u brojkama što se tiče demencije. Istraživači su otkrili da su ljudi koji nastave obrazovanje na fakultetu ili višoj školi nakon srednjeg obrazovanja pod manjim uticajem moždanih promena, ili patologije, povezanih sa demencijom od onih koji obrazovanje prekinu ranije. Hanna Keage sa Univerziteta Kembridž, koja je radila na ovoj studiji sa englesko-finskim timom, rekla je da više obrazovanja nije povezano sa promenama bilo koje vrste kod oštećenja mozga, ali da ljudi sa većim obrazovanjem mogu bolje da se nose sa tim oštećenjima. Tokom protekle decenije, studije o demenciji su pokazale da što više vremena provedete obrazujući se, to vam je niži rizik od demencije – ali do sada naučnici nisu znali da li je to zbog toga što obrazovanje na neki način štiti od ošetćenja mozga, ili zato što ono samo čini ljude sposobnijim da se nose sa tim oštećenjima.
U ovoj studiji, koja je objavljena u časopisu "Brain", post-mortem ispitivanja su pokazala da je patologija, ili promene, na mozgu slična kod onih koji su se duže obrazovali i kod onih koji nisu, ali da je efekat bolesti na obrazovanije ljude bio umanjen njihovom sposobnošću da je prevaziđu. Keage je rekla da je ovo možda slučaj zbog psihološke snage, koja može omogućiti onima sa više obrazovanja da razmotre probleme koje im nameće njihova bolest ili im pomoći da ih prevaziđu. Takođe je utvrđeno da svaka dodatna godina obrazovanja daje 11 posto umanjenja rizika od razvoja demencije.
Oko 35 miliona ljudi širom sveta ima demenciju. Njen najčešći oblik je Alchajmerova bolest, kod koje pacijenti postepeno gube pamćenje, sposobnost da razumeju svet oko sebe i da se brinu sami o sebi. Uprkos decenijama istraživanja, lekari i dalje imaju vrlo malo efikasnih oružja protiv nje. Razvoj načina za prevenciju demencije postaje sve važniji i važniji za vlade širom sveta pošto se očekuje da broj slučajeva demencije na globalnom nivou poraste skoro duplo svakih 20 godina - na 66 miliona 2030. i preko 115 miliona 2050, a troškovi suočavanja sa ovom bolešću kod populacija koje stare će verovatno dramatično skočiti u narednim decenijama.
Ovaj tim je rekao da kada bi se u SAD, na primer, pojava demencije mogla odložiti za dve godine kod onih koji imaju preko 50 godina, bilo bi skoro dva miliona manje slučajeva demencije tokom sledećih 40 godina – smanjenje koje bi takođe dramatično uticalo na predviđene finansijske troškove ove bolesti. Naučnici su ispitali mozgove 872 osobe koje su bile uključene u tri velike evropske studije o starenju i koje su, pre smrti, ispunile upitnike o svom obrazovanju, kada su završile školu i da li su išle na fakultet. Keage je rekla da ova studija pokazuje da obrazovanje u ranom periodu života neke ljude osposobljava da se nose sa mnogim promenama u svom mozgu i pre pokazivanja simptoma demencije.
Do 2015. imaćemo flaster protiv gripa
Tuesday, 20 July 2010 09:20
Revolucionarni flaster koji omogućava da se vakcine bezbolno absorbuju kroz kožu mogao bi da zameni uobičajenu vakcinaciju protiv gripa u roku od pet godina, kažu naučnici. (Na slici levo: Mikroskopski prikaz mikroiglica napunjenih roze bojom da bi se simuliralo kako ce vakcina biti uneta u igle. Dole: Flaster sa mikroiglicama pored novčića, radi poređenja veličine)
Ova nalepnica sadrži na stotine mikroskopski sitnih iglica koje prodiru u spoljašnji sloj kože a zatim se rastapaju, oslobađajući tako odgovarajuću dozu vakcine protiv gripa. Pacijenti koji budu koristili ovaj flaster moći će da se sami zaštite od gripa bez ikakve medicinske obuke – što će biti neprocenjivo tokom velikih pandemija. To će takođe omogućiti vakcinaciju milionima ljudi u zemljama u razvoju gde postoji manjak medicinskog osoblja. Ovaj flaster je sa uspehom testiran na životinjama a istraživači željno iščekuju početak testiranja na ljudima.
Dr Sean Sullivan, sa Instituta za Tehnologiju u Džordžiji, SAD, rekao je da je zamišljeno da ljudi ovaj flaster nabavljaju u prodavnicama i apotekama, a zatim da ga sami upotrebljavaju kod kuće. A zbog toga što se mikro-iglice sa nalepnice rastapaju u koži, posle toga ne bi ostajale opasne oštre igle – to bi takođe značilo da se igle ne bi mogle ponovo koristiti, a na taj način bi se umanjio rizik od infekcije HIV-om ili hepatitisom. Ovaj flaster na sebi ima iglice dužine samo 0.65mm, koje su napravljene od polimera pod nazivom polivinil pirolidon koji se rastvara u dodiru sa kožom. Pre nego što se pomeša sa mikro-iglama, vakcina se suvo zamrzava – to znači da ne mora da se drži u frižideru nakon proizvodnje, kao i da se može lako i jeftino transportovati u bilo koji deo sveta.
Dr Sullivan i njegov tim su koristili minijatrune flastere sa oko 100 iglica na miševima, a uspešni rezultati ovog testiranja su objavljeni u časopisu "Nature Medicine". Njegov kolega, Dr Mark Prausnitz, rekao je da su oni u ovoj studiji pokazali da flaster sa mikro-iglama koje se rastvaraju vakciniše protiv gripa bar podjednako dobro, ako ne i bolje od tradicionalne hipodermičke igle. Jednog grupi miševa data je vakcina protiv gripa uz pomoć tradicionalne igle, dok je drugoj data vakcina putem flastera. Trećoj grupi je dat placebo flaster u kome nije bilo nikakve vakcine. Kada su nakon 30 dana bile inficirane virusom gripa, obe grupe koje su dobile vakcinu ostale su zdrave, dok se grupa kojoj je dat placebo razbolela. Tri meseca nakon vakcinacije, naučnici su izložili sasvim različitu grupu imunizovanih miševa virusu gripa i otkrili da su životinje vakcinisane flasterom imale jači imuni odgovor.
Dr Prausnitz je rekao da bi verzija za ljude mogla biti velika čak samo jedan kvadratni centimetar i da verovatno ne bi koštala više od uobičajene vakcine. On je dodao da je ova tehnologija spremna za testiranje na ljudima, i da čim se prikupe sredstva za finansiranje kliničkih proba, počeće se sa njima. Ovi naučnici sa velikim optimizmom veruju da će već za tri godine postojati proizvodi za unos drugih lekova na bazi mikro-iglica, a za pet godina možemo očekivati i pravi flaster protiv gripa u komercijalnoj proizvodnji.