Kvantne Točke Učinile Su Antibiotike 1000 Puta Snažnijim: Sinteza Fizike I Medicine - Alternativni Prikaz

Sadržaj:

Kvantne Točke Učinile Su Antibiotike 1000 Puta Snažnijim: Sinteza Fizike I Medicine - Alternativni Prikaz
Kvantne Točke Učinile Su Antibiotike 1000 Puta Snažnijim: Sinteza Fizike I Medicine - Alternativni Prikaz
Anonim

Uz pomoć kvantnih tehnologija, znanstvenici su uspjeli povećati učinkovitost antibiotika više puta, što će pomoći liječnicima da se nose s najvažnijim problemom 21. stoljeća - otpornošću bakterija na lijekove.

Kvantne točke su najmanji fragmenti vodiča ili poluvodiča čiji su nosači naboja (tj. Elektroni) u sve tri dimenzije ograničeni u prostoru. U ovom slučaju, veličina takve čestice mora biti toliko mala da su kvantni učinci barem pomalo značajni. Znanstvenici ih koriste umjesto boja u raznim eksperimentima vezanim za fotoelektroniku da bi pratili putove kretanja lijekova i drugih molekula u tijelu. Pokazalo se da se time ne iscrpljuje potencijal kvantnih točkica: istraživači su pronašli nove aplikacije za njih i, čini se, to će biti ozbiljan korak u borbi protiv patogena otpornih na lijekove i infekcija koje uzrokuju.

Antibiotici i kvantne tehnologije: znanstvena sinteza

U novoj studiji pokazali su se da su antibiotici opremljeni eksperimentalnom verzijom kvantnih točkica 1000 (!) Puta učinkovitiji u borbi protiv bakterija od njihovih "redovitih" verzija. Širina točke jednaka je vrpci DNA koja je u promjeru samo 3 nm. Napravljeni su od kadmij-telurida, stabilnog kristalnog spoja koji se često koristi u fotonaponskim proizvodima. Elektroni u kvantnim točkama reagiraju na zeleno svjetlo određene frekvencije, zbog čega se oni vežu na molekule kisika u tijelu i tvore superoksid. Bakterije koje ga apsorbiraju ne mogu odoljeti antibioticima - nakon takvog "ručka" njihova je unutarnja kemija potpuno narušena.

Tim znanstvenika pomiješao je različit broj kvantnih točkica s različitim koncentracijama svakog od pet antibiotika kako bi stvorili širok spektar uzoraka za testiranje. Zatim su te uzorke dodali u pet sojeva bakterija otpornih na lijekove, uključujući Staphylococcus aureus otporan na meticilin, također poznat kao MRSA. U 480 testova s različitim kombinacijama kvantnih točkica, antibiotika i bakterija, preko 75% uzoraka kvantnih točaka uspjelo je inhibirati rast bakterija, pa čak i potpuno ubiti bakterije nižim dozama antibiotika.

Otpornost na antibiotike: bič 21. stoljeća

Promotivni video:

Prema Svjetskoj zdravstvenoj organizaciji (WHO), rezistencija na antibiotike jedna je od najvećih prijetnji sigurnosti hrane, zdravlju i razvoju u svijetu. Može utjecati na bilo koga u bilo kojoj zemlji: infekcije koje je bilo lako liječiti u prošlosti (poput gonoreje, upale pluća i tuberkuloze) s godinama postaju sve otpornije na antibiotike i stoga ih je teže nositi. Pored očiglednih zdravstvenih rizika i još većih stopa smrtnosti, otpornost na antibiotike utječe na ekonomiju jer povećava medicinske troškove i povećava dužinu boravka u bolnici. I iako je razvoj otpornosti prirodni evolucijski proces, ljudi ga uspijevaju još više pogoršati. Na primjer, zlouporaba i česta uporaba antibiotika kod ljudi,a kod životinja to proces ubrzava.

Image
Image

Samo u Sjedinjenim Državama najmanje 2.000.000 ljudi godišnje pati od povećane rezistencije na antibiotike. Ako se to ne promijeni, otpornost na antibiotike će do 2050. godine ubiti više od 10 milijuna ljudi! Stoga istraživači širom svijeta rade na utjecaju na taj trend na različite načine. Neki koriste CRISPR za izravno napadanje bakterijskih uzročnika, dok drugi traže načine borbe protiv gljivičnih infekcija. Znanstvenici se čak pokušavaju nositi sa samim mehanizmom nastanka otpornosti i lišavaju bakterija glavnu prednost.

Zaključak

Naravno, upotreba kvantnih točkica također je prepuna poteškoća. Jedna od njih je svjetlost, koja aktivira proces: ona ne bi trebala imati samo izvor, već i samu radijaciju koja prolazi kroz samo nekoliko milimetara tijela. Stoga je u ovom trenutku uporaba kvantne terapije uistinu učinkovita samo za rješavanje površinskih problema. Ipak, ovaj se problem može zaobići na vrlo elegantan način: tim već radi na stvaranju nanočestica koje reagiraju na infracrveno svjetlo - prolazi kroz cijelo tijelo i može se koristiti za liječenje čak i infekcija, čije žarište leži duboko u mekim i koštanim tkivima.

Vasily Makarov