Kvantne Pike So Antibiotike Naredile 1000-krat Močnejše: Sinteza Fizike In Medicine - Alternativni Pogled

Kazalo:

Kvantne Pike So Antibiotike Naredile 1000-krat Močnejše: Sinteza Fizike In Medicine - Alternativni Pogled
Kvantne Pike So Antibiotike Naredile 1000-krat Močnejše: Sinteza Fizike In Medicine - Alternativni Pogled

Video: Kvantne Pike So Antibiotike Naredile 1000-krat Močnejše: Sinteza Fizike In Medicine - Alternativni Pogled

Video: Kvantne Pike So Antibiotike Naredile 1000-krat Močnejše: Sinteza Fizike In Medicine - Alternativni Pogled
Video: Монтаж умягчителя воды кабинетного типа! 2024, Marec
Anonim

Znanstvenikom je s pomočjo kvantnih tehnologij uspelo večkrat povečati učinkovitost antibiotikov, kar bo zdravnikom pomagalo pri soočanju z najpomembnejšim problemom 21. stoletja - odpornostjo bakterij na zdravila.

Kvantne pike so najmanjši delci prevodnikov ali polprevodnikov, katerih nosilci naboja (tj. Elektroni) so v vseh treh dimenzijah omejeni v prostoru. V tem primeru mora biti velikost takšnega delca tako majhna, da so kvantni učinki vsaj nekoliko pomembni. Znanstveniki jih namesto barvil uporabljajo v različnih poskusih, povezanih s fotoelektroniko, za sledenje poti gibanja drog in drugih molekul v telesu. Izkazalo se je, da to ne izčrpa potenciala kvantnih pik: raziskovalci so zanje našli nove aplikacije in očitno bo to velik korak v boju proti patogenom, ki so odporni na zdravila in okužb, ki jih povzročajo.

Antibiotiki in kvantne tehnologije: znanstvena sinteza

V novi raziskavi so se antibiotiki, opremljeni z eksperimentalno različico kvantnih pik, izkazali za 1000 (!) Krat učinkovitejših v boju proti bakterijam kot njihove "redne" različice. Širina pike je enakovredna verigi DNK, ki ima premer le 3 nm. Narejeni so bili iz kadmijevega telurida, stabilne kristalne spojine, ki se pogosto uporablja v fotovoltaiki. Elektroni v kvantnih pikah reagirajo na zeleno svetlobo določene frekvence, zaradi česar se vežejo na molekule kisika v telesu in tvorijo superoksid. Bakterije, ki ga absorbirajo, se ne morejo upreti antibiotikom - po takšnem "kosilu" je njihova notranja kemija popolnoma motena.

Skupina znanstvenikov je pomešala različno število kvantnih pik z različnimi koncentracijami vsakega od petih antibiotikov, da bi ustvarili široko paleto vzorcev za testiranje. Nato so te vzorce dodali petim sevom bakterij, odpornih na zdravila, vključno z meticilinsko odpornim Staphylococcus aureus, znan tudi kot MRSA. V 480 testih z različnimi kombinacijami kvantnih pik, antibiotikov in bakterij je več kot 75% vzorcev kvantnih pik uspelo zavirati rast bakterij in celo popolnoma ubiti bakterije z nižjimi odmerki antibiotikov.

Odpornost proti antibiotikom: nadloga 21. stoletja

Promocijski video:

Po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije (WHO) je odpornost na antibiotike ena največjih groženj varnosti, zdravju in razvoju hrane na svetu. Vpliva lahko na vsakogar v kateri koli državi: okužbe, ki jih je bilo v preteklosti enostavno zdraviti (kot so gonoreja, pljučnica in tuberkuloza), z leti postajajo vse bolj odporne na antibiotike in jih je zato težje obvladati. Odpornost na antibiotike poleg očitnih zdravstvenih tveganj in še višje stopnje umrljivosti vpliva na gospodarstvo: povečuje zdravstvene stroške in povečuje dolžino bivanja v bolnišnici. In čeprav je razvoj odpornosti naravni evolucijski proces, ga ljudje še bolj poslabšajo. Na primer, zloraba in pogosta uporaba antibiotikov pri ljudeh,pri živalih pa ta postopek močno pospeši.

Image
Image

Samo v ZDA vsako leto zaradi povečane odpornosti na antibiotike trpi vsaj 2.000.000 ljudi. Če se to ne bo spremenilo, bo do leta 2050 odpornost na antibiotike ubila več kot 10 milijonov ljudi! Zato se raziskovalci po vsem svetu trudijo vplivati na ta trend na različne načine. Nekateri uporabljajo CRISPR za neposredno napadanje bakterijskih povzročiteljev, drugi pa iščejo načine za boj proti glivičnim okužbam. Znanstveniki se celo skušajo spoprijeti s samim mehanizmom nastanka odpornosti in bakterijam odvzamejo glavno prednost.

Zaključek

Seveda pa je uporaba kvantnih pik tudi nabita s težavami. Eden od njih je svetloba, ki aktivira postopek: ne bi smel imeti le vira, temveč tudi samo sevanje, ki sije skozi le nekaj milimetrov mesa. Zato je trenutno uporaba kvantne terapije resnično učinkovita le za reševanje površinskih težav. Kljub temu je mogoče to težavo zaobiti na zelo eleganten način: ekipa že dela na ustvarjanju nanodelcev, ki reagirajo na infrardečo svetlobo - prehaja skozi celotno telo in se lahko uporablja za zdravljenje celo okužb, katerih žarišča ležijo globoko v mehkih in kostnih tkivih.

Vasilij Makarov