Нанотехнологии в медицине

Пояснительная записка

Лекция «нанотехнологии в медицине» изучается для расширения научного мировоззрения. Данный материал очень эффективно будет преподнести вместе с видеофрагментами.

Факты действительности, которые упоминаются в этой лекции, становятся фактами науки как основы научного мировоззрения. Отражая общие и наиболее существенные стороны множества явлений, обобщения служат средством их объяснения и предвидения, дают принципы решения не только тех задач, на основе которых они были выведены, но и всех других, относящихся к данной целостности. На протяжении формирования научного мировоззрения у школьников необходимо вырабатывать именно мировоззренческие обобщения.

Научное мировоззрение во всей полноте его структуры выполняет ряд важных функций:

-просветительная функция состоит в том, что научное мировоззрение делает для человека понятным мир природы и общества, формирует просвещенное сознание, избавляет от социальных, политических, религиозных предрассудков и пережитков, обогащает человека системой духовно-ценностных ориентаций;

-воспитательная функция мировоззрения реализуется в результате того, что принятые на основе познанного взгляды и убеждения требуют от человека формирования у себя определенных морально-волевых качеств и эстетического отношения к действительности (воспитывается воля, твердость характера, гуманизм, чувства ответственности и долга, формируются эстетические идеалы общественной и личной жизни);

-развивающая функция заключается в том, что работа по усвоению мировоззрения включает в активную деятельность мышление, делает его гибким, творческим, изучающим явления в движении, взаимосвязи. Развивается способность к новым обобщениям, к творческому осмыслению явлений природы и общества;

-организационная функция мировоззрения проявляется в том, что оно является исходной позицией в практической деятельности людей. Научное мировоззрение является активным организующим началом в жизни человеческого общества, в эволюционном преобразовании экономики, образа жизни;

-прогностическая функция научного мировоззрения, основывающегося на знании законов природного и общественного развития, проявляется в научно-теоретическом и практическом осмыслении направлений, тенденций общественного бытия, в выдвижении идей по созиданию будущего в настоящем.

На уроке – лекции «Нанотехнологии в медицине» научное мировоззрение выполняет все функции

Тема: Нанотехнологии в медицине

Цель: Познакомить учащихся с нанотехнологиями и как их используют в медицине.

Задачи:

1.Образовательные: изучить понятие нанотехнологии; познакомиться с их значением. Дать понятие о новых достижениях в медицине и как они работают.

2.Развивающие: развитие понятий «нанотехнологии», умение работать с уинформацией; развитие мышления.

3.Воспитательные:формирование научного мировоззрения, на примере открытия новых достижений; гигиеническое воспитание, на примере знакомства с факторами положительно или отрицательно влияющих на здоровье; экологическое воспитание.

Образовательные результаты:

Личностные: формирование познавательного интереса, формирование эстетического отношения к живым объектам, формирование навыков поведения в природе, осознания ценности живых объектов; осознание ценности здорового и безопасного образа жизни.

Метапредметные: умение делать выводы, структурировать материал, усвоение системы научных знаний о живой природе и закономерностях её развития для формирования естественнонаучной картины мира; объяснение роли биологии в практической деятельности людей, места и роли человека в природе.

Предметные:понимать значение слова нанотехнологии, понимание значения нанотехнологии в современной медицине, знание новых веществ.

Основные понятия: нанотехнологии, биосиликон, противораковое лекарство, микродатчик, наноробот, наносенсор.

Методы: словесные (рассказ, объяснение), наглядные (демонстрация изобразительных пособий).

Оборудование: презентация к уроку, монитор, проектор, интерактивная доска.

Урок лекция

ХОД УРОКА

Организационный момент (1-2 мин)

Актуализация.

Человечество во все времена стремилось улучшить условия своего существования. Для этого в первобытном обществе люди использовали различные орудия труда, несколько позже они приручили диких животных, которые стали приносить пользу человеческому сообществу. Шли годы, менялся мир, менялись люди и их потребности. Теперь большинство из нас уже не может представить себе жизнь без современных благ цивилизации, достижений науки, техники, медицины. Следующим шагом в этом развитии станет освоение нанотехнологий, в частности, систем очень малого размера, способных выполнять команды людей.

Так особое внимание стоит уделить, как нанотехнологии стали отличным помощником в медицине.

Как Вы думаете, чем нанотехнологии удостоились такого внимания в медицине?!

Последние успехи нанотехнологий, по словам ученых, могут оказаться весьма полезными в борьбе с раковыми заболеваниями. Разработано противораковое лекарство непосредственно к цели - в клетки, пораженные злокачественной опухолью. Новая система, основанная на материале, известном как биосиликон.

Наносиликон обладает пористой структурой (десять атомов в диаметре), в которую удобно внедрять лекарства, протеины и радионуклиды. Достигнув цели, биосиликон начинает распадаться, а доставленные им лекарства берутся за работу. Причем, по словам разработчиков, новая система позволяет регулировать дозировку лекарства.

На протяжении последних лет сотрудники Центра биологических нанотехнологий работают над созданием микродатчиков, которые будут использоваться для обнаружения в организме раковых клеток и борьбы с этой страшной болезнью.

Новая методика распознания раковых клеток базируется на вживлении в тело человека крошечных сферических резервуаров, сделанных из синтетических полимеров под названием дендримеры (от греч. dendron - дерево). Эти полимеры были синтезированы в последнее десятилетие и имеют принципиально новое, не цельное строение, которое напоминает структуру кораллов или дерева.

Оказавшись внутри тела, эти крошечные датчики проникнут в лимфоциты - белые кровяные клетки, обеспечивающие защитную реакцию организма против инфекции и других болезнетворных факторов. При иммунном ответе лимфоидных клеток на определенную болезнь или условия окружающей среды - простуду или воздействие радиации, к примеру, - белковая структура клетки изменяется. Каждый наносенсор, покрытый специальными химическими реактивами, при таких изменениях начнет светиться.

Наномедицина представлена следующими возможностями:

1. Лаборатории на чипе, направленная доставка лекарств в организме.

2. ДНК – чипы (создание индивидуальных лекарств).

3. Искусственные ферменты и антитела.

4. Искусственные органы, искусственные функциональные полимеры (заменители органических тканей). Это направление тесно связано с идеей искусственной жизни и в перспективе ведёт к созданию роботов, обладающих искусственным сознанием и способных к самовосстановлению на молекулярном уровне. Это связано с расширением понятия жизни за рамки органического

5. Нанороботы-хирурги (биомеханизмы осуществляющие изменения и требуемые медицинские действия, распознавание и уничтожение раковых клеток). Это является самым радикальным применением нанотехнологии в медицине будет создание молекулярных нанороботов, которые смогут уничтожать инфекции и раковые опухоли, проводить ремонт повреждённых ДНК, тканей и органов, дублировать целые системы жизнеобеспечения организма, менять свойства организма.

Рассматривая отдельный атом в качестве кирпичика или "детальки" нанотехнологии ищут практические способы конструировать из этих деталей материалы с заданными характеристиками. Многие компании уже умеют собирать атомы и молекулы в некие конструкции.

Что же следует нам ждать дальше?!

В перспективе, любые молекулы будут собираться подобно детскому конструктору. Для этого планируется использовать нанороботов (наноботов). Любую химически стабильную структуру, которую можно описать, на самом деле, можно и построить. Поскольку нанобот можно запрограммировать на строительство любой структуры, в частности, на строительство другого нанобота, они будут очень дешевыми. Работая в огромных группах, наноботы смогут создавать любые объекты с небольшими затратами, и высокой точностью. В медицине проблема применения нанотехнологий заключается в необходимости изменять структуру клетки на молекулярном уровне, т.е. осуществлять "молекулярную хирургию" с помощью наноботов. Ожидается создание молекулярных роботов-врачей, которые могут "жить" внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения, или предотвращая возникновение таковых. Манипулируя отдельными атомами и молекулами, наноботы смогут осуществлять ремонт клеток. Прогнозируемый срок создания роботов-врачей, первая половина XXI века.

В заключении хочется сказать, что несмотря на существующее положение вещей, нанотехнологии - как кардинальное решение проблемы старения, являются более чем перспективными.

Домашнее задание:

Подготовить презентацию на темы:

«Нанороботы- хирурги»

«Наносиликон»

«Значение нанотехнологии в медицине»

©Павлова Венера Вячеславовна,

СГСПУ ЕГФ

Самара, 2018

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/312131-nanotehnologii-v-medicine