Чанд рӯз пеш ман бо як дӯстам сари чой сӯҳбат мекардам ва ӯ шӯхӣ карда гуфт: «Оби алюминий, ки шумо ҳамеша таҳқиқ мекунед, оё ин танҳо маводи хом барои пиёлаҳои сафолӣ ва коғази сунъӣ нест?» Ин маро аз забон ронд. Дар ҳақиқат, дар назари одамони оддӣ,хокаи алюминийтанҳо як маводи саноатӣ аст, аммо дар доираи муҳандисии биотиббии мо, он як "коргари бисёрвазифагӣ"-и пинҳонӣ аст. Имрӯз, биёед дар бораи он сӯҳбат кунем, ки чӣ гуна ин хокаи сафеди зоҳиран оддӣ ба соҳаи илмҳои ҳаётӣ ворид шудааст.
I. Аз клиникаи ортопедӣ сар карда
Маро бештар аз ҳама конфронси ортопедие, ки ман соли гузашта дар он иштирок кардам, ба ҳайрат овард. Як профессори пир маълумоти пайгирии понздаҳсоларо дар бораи иваз кардани буғумҳои сунъии сафолии алюминий пешниҳод кард - ки сатҳи зинда мондан аз 95% зиёд буд, ки ҳамаи табибони ҷавони ҳозирро ба ҳайрат овард. Чаро алюминийро интихоб кунед? Дар паси он бисёр илмҳо мавҷуданд. Аввалан, сахтии он ба қадри кофӣ баланд аст ва муқовимати фарсудашавии он нисбат ба маводҳои анъанавии металлӣ хеле қавитар аст. Буғумҳои инсонии мо ҳар рӯз ҳазорҳо соишро таҳаммул мекунанд. Протезҳои анъанавии металлӣ ба пластикӣ бо мурури замон пораҳои фарсудашавиро ба вуҷуд меоранд, ки боиси илтиҳоб ва резорбсияи устухон мешаванд. Аммо, сатҳи фарсудашавии сафолии алюминий танҳо як фоиз аз маводи анъанавӣ аст, ки ин рақами инқилобӣ дар амалияи клиникӣ мебошад.
Мутобиқати биологии он боз ҳам беҳтар аст. Лабораторияи мо таҷрибаҳои парвариши ҳуҷайраҳоро анҷом дод ва муайян кард, ки остеобластҳо дар сатҳи алюминий нисбат ба баъзе сатҳҳои металлӣ беҳтар пайваст ва афзоиш меёбанд. Ин шарҳ медиҳад, ки чаро аз ҷиҳати клиникӣ протезҳои алюминий бо устухон махсусан мустаҳкам пайваст мешаванд. Аммо, қайд кардан муҳим аст, ки на танҳо ягонхокаи алюминийметавонад истифода шавад. Алюминийи дараҷаи тиббӣ ба покии беш аз 99,9% ниёз дорад, ки андозаи донаҳои булӯрӣ дар сатҳи микрон назорат карда мешавад ва он бояд аз раванди махсуси пухтани он гузарад. Ин мисли пухтупаз аст - намаки оддӣ ва намаки баҳрӣ метавонанд ҳам ба хӯрок таъм диҳанд, аммо тарабхонаҳои боҳашамат намакро аз манбаъҳои мушаххас интихоб мекунанд.
II. «Нигоҳбони ноаён» дар дандонпизишкӣ
Агар шумо дар клиникаи муосири дандонпизишкӣ буда бошед, эҳтимол дорад, ки аллакай бо оксиди алюминий дучор шуда бошед. Бисёре аз тоҷҳои маъмули сафолӣ аз хокаи сафолӣ сохта шудаанд. Тоҷҳои анъанавии металлӣ-сафолӣ ду мушкилӣ доранд: аввал, металл ба эстетика таъсир мерасонад ва хати милки дандон ба кабуд шудан майл дорад; дуюм, баъзе одамон ба металл аллергия доранд. Тоҷҳои сафолӣ аз оксиди алюминий ин мушкилотро ҳал мекунанд. Шаффофияти он ба дандонҳои табиӣ хеле монанд аст ва барқароркуниҳои ҳосилшуда он қадар табиӣ ҳастанд, ки ҳатто дандонпизишкон бояд барои фарқ кардан бодиққат назар кунанд. Як техники калони дандонпизишкӣ, ки ман мешиносам, як қиёси хеле муносибро истифода бурд: "Хокаи сафолӣ аз оксиди алюминий ба хамир монанд аст - он хеле чандир аст ва онро ба шаклҳои гуногун шакл додан мумкин аст; аммо пас аз пухтан, он ба мисли санг сахт мешавад ва ба қадри кофӣ қавӣ мешавад, ки чормағзро шиканад (гарчанде ки мо дар асл ин корро тавсия намедиҳем)." Дар солҳои охир тоҷҳои чопшудаи 3D аз оксиди алюминий боз ҳам маъмултаранд. Тавассути сканкунӣ ва тарроҳии рақамӣ, онҳо мустақиман бо истифода аз лағжиши алюминий чоп карда мешаванд ва дақиқии даҳҳо микрометрро ба даст меоранд. Беморон метавонанд субҳ биёянд ва шом бо тоҷҳои худ раванд - чизе, ки даҳ сол пеш тасаввурнашаванда буд.
III. «Нақлиётгирии дақиқ» дар системаҳои интиқоли доруворӣ
Таҳқиқот дар ин соҳа махсусан ҷолиб аст. Азбаски хокаи алюминий дар сатҳи худ бисёр марказҳои фаъол дорад, он метавонад молекулаҳои доруро мисли магнит адсорбсия кунад ва сипас онҳоро оҳиста раҳо кунад. Гурӯҳи мо таҷрибаҳоро бо истифода аз микросфераҳои сӯрохи алюминий, ки пур аз доруҳои зидди саратон мебошанд, анҷом додааст. Консентратсияи дору дар макони варам 3-5 маротиба нисбат ба усулҳои анъанавии интиқоли дору баландтар буд, дар ҳоле ки таъсири манфии системавӣ ба таври назаррас коҳиш ёфт. Фаҳмидани принсип душвор нест: бо роҳи сохтанихокаи алюминийr-ро ба зарраҳои нано ё микроандоза табдил дода, сатҳро тағйир медиҳад, онро метавон бо молекулаҳои ҳадафгир пайваст кард, ба монанди додани системаи "GPS navigation" ба дору, ки мустақиман ба осеб меравад. Ғайр аз ин, алюминий дар ниҳоят дар бадан ба ионҳои алюминий таҷзия мешавад, ки онро бадан дар вояҳои муқаррарӣ мубодила карда метавонад ва дар муддати тӯлонӣ ҷамъ намешавад. Як ҳамкори ман, ки терапияи мақсаднокро барои саратони ҷигар меомӯзад, ба ман гуфт, ки онҳо аз нанозарраҳои алюминий барои интиқоли доруҳои химиотерапия истифода кардаанд ва дар модели муш суръати боздории варамро 40% зиёд кардаанд. "Калиди асосӣ назорати андозаи зарраҳо аст; 100-200 нанометр беҳтарин аст - хеле хурд ва онҳо аз ҷониби гурдаҳо ба осонӣ тоза карда мешаванд, хеле калон ва онҳо наметавонанд ба бофтаи варам ворид шаванд." Ин гуна тафсилот моҳияти таҳқиқот аст.
IV. «Зондҳои ҳассос» дар биосенсорҳо
Алюминий инчунин дар ташхиси барвақти беморӣ нақши муҳим мебозад. Сатҳи онро бо биомолекулаҳои гуногун, ба монанди антителоҳо, ферментҳо ва зондҳои ДНК, ба осонӣ тағир додан мумкин аст, то биосенсорҳои хеле ҳассос эҷод кунанд. Масалан, баъзе глюкометрҳои глюкозаи хун ҳоло чипҳои сенсории алюминийро истифода мебаранд. Глюкоза дар хун бо ферментҳои дар чип буда реаксия карда, сигнали электрикиро ба вуҷуд меорад ва қабати алюминий ин сигналро тақвият медиҳад ва муайянкуниро дақиқтар мекунад. Усулҳои анъанавии тасмаҳои санҷишӣ метавонанд сатҳи хатогии 15% дошта бошанд, дар ҳоле ки сенсорҳои алюминий метавонанд хатогиро дар ҳудуди 5% нигоҳ доранд, ки ин фарқияти назаррас барои беморони диабет аст. Ҳатто пешрафтатар сенсорҳое мебошанд, ки биомаркерҳои саратонро муайян мекунанд. Соли гузашта, мақолае дар маҷаллаи *Biomaterials* нишон дод, ки истифодаи массивҳои наносимҳои алюминий барои муайян кардани антигени мушаххаси простата боиси ҳассосияти ду дараҷа баландтар аз усулҳои анъанавӣ гардид, ки маънои онро дорад, ки метавонад нишонаҳои саратонро дар марҳилаи хеле барвақттар муайян кардан мумкин бошад.
V. «Дастгирии сохтмон» дар муҳандисии бофтаҳо
Муҳандисии бофтаҳо дар биотиб мавзӯи доғ аст. Ба ибораи оддӣ, он парвариши бофтаи зиндаро дар in vitro ва сипас кӯчонидани онро ба бадан дар бар мегирад. Яке аз мушкилоти бузургтарин маводи сохтмонӣ аст - он бояд барои ҳуҷайраҳо дастгирӣ кунад, бе он ки таъсири манфии заҳролуд ба вуҷуд орад. Корпусҳои сӯрохидори алюминий дар ин ҷо мавқеи худро пайдо кардаанд. Бо назорати шароити раванд, имкон дорад, ки сохторҳои исфанҷмонанди алюминий бо сӯрохии зиёда аз 80% эҷод карда шаванд, ки андозаи сӯрохиҳо барои афзоиши ҳуҷайраҳо мувофиқ аст ва имкон медиҳад, ки моддаҳои ғизоӣ озодона ҷараён гиранд. Лабораторияи мо кӯшиш кард, ки корпусҳои алюминийро барои парвариши бофтаи устухон истифода барад ва натиҷаҳо ғайричашмдошт хуб буданд. Остеобластҳо на танҳо хуб зинда монданд, балки матритсаи устухонро бештар ҷудо карданд. Таҳлил нишон дод, ки ноҳамвории ночизи сатҳи алюминий воқеан ифодаи функсияи ҳуҷайраро афзоиш дод, ки ин як тааҷҷуби гуворо буд.
VI. Мушкилот ва дурнамоҳо
Албатта, татбиқиалюминийдар соҳаи тиб бе мушкилот нест. Аввалан, масъалаи хароҷот вуҷуд дорад; раванди тайёр кардани алюминийи дараҷаи тиббӣ мураккаб аст, ки онро даҳҳо маротиба нисбат ба алюминийи дараҷаи саноатӣ гаронтар мекунад. Дуюм, маълумоти бехатарии дарозмуддат ҳанӯз ҳам ҷамъоварӣ карда мешавад. Гарчанде ки дурнамои кунунӣ хушбинона аст, дақиқии илмӣ назорати доимиро талаб мекунад. Илова бар ин, таъсири биологии нано-алюминий ба таҳқиқоти амиқтар ниёз дорад. Наноматериалҳо хосиятҳои беназир доранд ва фоидаовар ё зараровар будани онҳо аз маълумоти таҷрибавии боэътимод вобаста аст. Аммо, дурнамо дурнамо дурахшон аст. Баъзе гурӯҳҳо ҳоло маводҳои интеллектуалии алюминийро таҳқиқ мекунанд - масалан, интиқолдиҳандаҳое, ки доруҳоро танҳо дар арзишҳои мушаххаси рН ё таҳти таъсири ферментҳо озод мекунанд, ё маводҳои таъмири устухон, ки омилҳои афзоишро дар посух ба тағирёбии стресс озод мекунанд. Пешрафтҳо дар ин соҳаҳо усулҳои табобатро инқилоб хоҳанд кард.
Пас аз шунидани ҳамаи ин, дӯстам гуфт: «Ман ҳеҷ гоҳ тасаввур намекардам, ки дар ин хокаи сафед ин қадар зиёд аст». Дар ҳақиқат, зебоии илм аксар вақт дар одатҳои оддӣ пинҳон аст. Сафари хокаи алюминий аз коргоҳҳои саноатӣ то утоқҳои ҷарроҳӣ ва озмоишгоҳҳо ҷозибаи таҳқиқоти байнифанниро комилан нишон медиҳад. Олимони мавод, табибон ва биологҳо якҷоя кор мекунанд, то ба маводи анъанавӣ ҳаёти нав бахшанд. Ин ҳамкории байнифаннӣ маҳз ҳамон чизест, ки пешрафтро дар тибби муосир пеш мебарад.
Пас, дафъаи оянда шумо мебинедоксиди алюминий маҳсулот, инро ба назар гиред: он метавонад на танҳо косаи сафолӣ ё чархи суфтакунӣ бошад; он метавонад саломатӣ ва ҳаёти одамонро дар ягон шакл, дар ягон озмоишгоҳ ё беморхона дар ҷое оромона беҳтар кунад. Пешрафти тиббӣ аксар вақт чунин рух медиҳад: на тавассути пешрафтҳои назаррас, балки бештар тавассути маводҳо ба монанди оксиди алюминий, тадриҷан пайдо кардани барномаҳои нав ва ҳалли мушкилоти амалӣ. Он чизе ки мо бояд анҷом диҳем, ин нигоҳ доштани кунҷковӣ ва зеҳни кушода ва кашф кардани имконоти ғайриоддӣ дар чизҳои оддӣ аст.