Россия закупает собственные зубные нанопротезы

 

"Российские нанотехнологии пришли в США" с таким заголовком ИТАР-ТАСС, а потом и официальный сайт Международного форума по нанотехнологиям "Роснанотех" публикует материал о том, что "в минувшую пятницу в штате Нью-Мексико был дан старт производству наноструктурного титана и имплантатов из него для применения в стоматологии. Участие в проекте принимали "несколько российских институтов", Лос-Аламосская национальная лаборатория США и американская компания "Манхэттен сайентификс", офис которой расположен в Нью-Йорке. Со стороны России в проекте, в частности, была задействована научно-производственная компания "Наномет", базирующаяся в Москве. Зубной имплантат из нанотитана стал первым таким продуктом, одобренным для запуска в продажу американским федеральным Управлением по контролю за качеством продовольствия и медикаментов. Американская компания "Манхэттен сайентификс" владеющая патентом", также планирует "принять участие в продаже зубных имплантатов в России". Основатель "Манхэттен сайентификс" Марвин Маслоу подчеркнул, что компания ставит перед собой амбициозную цель: открыть при помощи нанотитана "новую эру в протезировании", причем далеко не только стоматологическом, и в "сфере производства медицинских инструментов". С технологией нанотитана "Манхэттен сайентификс", совместно с НПК "Наномет" собирается принять участие в Международном форуме по нанотехнологиям "Роснанотех", который организует в Москве Государственная корпорация "Роснано" 1-3 ноября.

Как удалось выяснить корреспонденту ИА REGNUM Новости, в ГК "Роснано" существует собственный проект производства нанотитана для медицинской промышленности. Причем основанный на оригинальной отечественной технологии, которая разработана еще 5 лет назад в Научно-образовательном и инновационном центре "Наноструктурные материалы и нанотехнологии" Белгородского госуниверситета под руководством профессора Колобова из Института физики прочности и материаловедения СО РАН, где, в свою очередь, разработан спектр технологических решений для создания имплантатов и имплантируемых материалов для остеосинтеза (восстановления дефектов костной ткани в травматологии, ортопедии и стоматологии) нового поколения. К ним относится технология получения наноструктурного нелегированного титана для изготовления имплантатов остеосинтеза и дентальных стоматологических имплантатов, технология создания пористой (гидрофильной) биосовместимой поверхности металлических имплантатов остеосинтеза, технология синтеза высокочистого нанокристаллического гидроксилапатита и остеопластических материалов (паст и гранул) на его основе. Данные материалы и имплантаты (имплантируемые материалы) на их основе были созданы в рамках программ Федеральных целевых программ Минобрнауки, прошли все необходимые технические и клинические испытания, часть разработок уже прошла стадию регистрации и сертификации, как продукция медицинского назначения.

С декабря 2009 г. разработанным технологиям открыта дорога для внедрения в промышленность и коммерческого использования. Год назад по инициативе Центра "Наноструктурные материалы и нанотехнологии" Белгородского госуниверситета в соответствии с Федеральным законом №217-ФЗ открыто при БелГУ малое инновационное предприятие (МИП) "Металл-деформ". Которое, в свою очередь, с начала 2010 г. ведет совместно с ГК "Роснано" проект "Наноструктурный нелегированный титан для медицины".

Как заявил в интервью корреспонденту ИА REGNUM Новости Максим Иванов, заведующий лабораторией биоматериалов, директор Научно-образовательного и инновационного центра "Наноструктурные материалы и нанотехнологии" Белгородского госуниверситета, комментируя сложившуюся ситуацию - "Нанотитан изобретен в России и производится уже не первый год. Почему сегодня увезенная в былые времена часть нашей родной технологии в США возвращается на российский рынок уже в виде дорогостоящей продукции в заграничной цветастой обертке не ясно. Когда президент России Дмитрий Медведев дал старт повсеместному развитию в России научных разработок в наносфере и их внедрению, научное сообщество восприняло это как новый ренессанс. Сегодня мы уже производим в Казани совместно с ГК "Роснано" подобные образцы протезов на основе нанотитана для наших граждан".

"Ориентированная же на Штаты компания получает пиар, выпуск российских имплантатов подвергается критике: медицинская промышленность на грани существования, костопластическая хирургия (стоматология, травматология, ортопедия, челюстно-лицевая хирургия) базируется в 90% случаев (если не больше) на зарубежных имплантатах. Зачем России нанотитан на внутреннем рынке - ключевой вопрос, которые задают ангажированные эксперты на наши инициативы, пытаясь доказать их экономическую несостоятельность. А это, мягко говоря, лукавство.

"Вот интересно, по какой цене будет продавать "Манхэттен сайентификс" зубные протезы в Россию? Не простые, а с приставкой "нано"? И в чей карман попадет немалая добавочная стоимость на высокотехнологичную конечную продукцию?" заключил российский ученый.

nanomaxxblog

Шелковый имплантант

Шелк – из этой древней нити человечество скоро сможет выткать самые современные технологии. Последние открытия ученых показывают, что шелк несет новаторские решения в области медицины и техники.

Столетиями шелк превозносили за его прочность, легкость и красоту. Однако, до сих пор шелковые нити применялись только в текстильной промышленности. Сейчас исследователи обнаружили, что из кокона шелка можно получать чистый протеин, открывающий новые перспективы в целом ряде отраслей.

Например, ученые создали пластину с дифракционными оптическими свойствами, полностью состоящую из шелка. Для этого шелковый раствор наносится на нано-структурированную поверхность, высушивается на ней, выкристаллизовывается и сам принимает такую же структуру. Результат – шелковая пластина настолько эластична, что ее можно свернуть в рулончик. Эта разработка наверняка найдет широкое применение в современной технике.

«За последние годы шелковые материалы превратились из товаров текстильной промышленности в основу для целого ряда отраслевых технологий, причем высшего класса», - добавляют разработчики.

В своей последней публикации Каплан и Оменетто объясняют, что разработка гидрогелей, мембран, волокон и губок на основе шелка готовит путь для прогресса в фотонике, оптике, нанотехнологии, электронике, для создания новых концепций клеящих веществ и струйной техники нового поколения, и даже для появления «шелковых» костей и сухожилий. Секрет потенциала шелка как материала для интегрируемых в живой организм элементов – в его высокой экологичности. Ведь шелковые нити изготавливаются без применения токсических веществ, и весь процесс производства шелка абсолютно безопасен для природы и для человека. Так, Каплан и Оменетто считают, что скоро шелк найдет применение в производстве расщепляемых и эластичных дисплеев для сенсоров, которые благодаря своей экологической безвредности будут применяться в имплантируемых оптических системах для установления диагноза и лечения. Еще одна характеристика шелка, обеспечивающая его блестящее будущее в ультрасовременных технологиях – его высокая прочность.

Успехи в создании шелковой дифракционной оптики и имплантируемой электроники Каплан и Оменетто из Университета Джона Роджерса уже не раз демонстрировали на научных симпозиумах. Так, имплантанты на основе шелка могут использоваться для измерения концентрации в организме биомаркеров, например, инсулина. По истечении определенного времени такие имплантанты сами расщепляются, отбрасывая необходимость в хирургическом вмешательстве. Пытаясь разрешить загадку производства этого простого белкового волокна, ученые установили, что в создании шелковой нити задействованы и химия, и микробиология, и биофизика. Калан и Оменетто признаются, что они пытаются создать естественный шелк в лаборатории, чтобы получить источник материала, необходимого для их разработок.

Кроме того, ученые ищут способы регенерации естественных протеинов шелка. Так, шелк уже подвергали клонированию, создавали методом генетического биосинтеза с помощью грибов, растений, млекопитающих и генетически модифицированных шелкопрядов. «Быстрое развитие технологий шелковых материалов и их высокая экологичность позволяет ожидать не только ответов на вопросы ученых о секретах этого волокна, но и широкого внедрения шелка в науку и технику», - сообщают Оменетто и Каплан в своем докладе.

nanomaxxblog

Нанотехнологии и области их применения

Президент России Дмитрий Медведев уверен, что в стране есть все условия для успешного развития нанотехнологий.
Нанотехнологии – это новое направление науки и технологии, активно развивающееся в последние десятилетия. Нанотехнологии включают создание и использование материалов, устройств и технических систем, функционирование которых определяется наноструктурой, то есть ее упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нанометров.
Приставка "нано", пришедшая из греческого языка ("нанос" по гречески   гном), означает одну миллиардную долю. Один нанометр (нм) – одна миллиардная доля метра.
Термин "нанотехнология" (nanotechnology) был введен в 1974 году профессором материаловедом из Токийского университета Норио Танигучи (Norio Taniguchi), который определил его как "технология производства, позволяющая достигать сверхвысокую точность и ультрамалые размеры ...порядка 1 нм ...".
В мировой литературе четко отличают нанонауку (nanoscience) от нанотехнологий (nanotechnology). Для нанонауки используется также термин   nanoscale science (наноразмерная наука).
На русском языке и в практике российского законодательства и нормативных документов термин "нанотехнологии" объединяет "нанонауку", "нанотехнологии", и иногда даже "наноиндустрию" (направления бизнеса и производства, где используются нанотехнологии).
Важнейшей составной частью нанотехнологии являются наноматериалы, то есть материалы, необычные функциональные свойства которых определяются упорядоченной структурой их нанофрагментов размером от 1 до 100 нм.
Согласно рекомендации 7 ой Международной конференции по нанотехнологиям (Висбаден, 2004 г.) выделяют следующие типы наноматериалов:

•   нанопористые структуры;
•   наночастицы;
•   нанотрубки и нановолокна
•   нанодисперсии (коллоиды);
•   наноструктурированные поверхности и пленки;
•   нанокристаллы и нанокластеры.

Наносистемная техника полностью или частично созданные на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям.
Области применения нанотехнологий
Перечислить все области, в которых эта глобальная технология может существенно повлиять на технический прогресс, практически невозможно. Можно назвать только некоторые из них:

•  элементы наноэлектроники и нанофотоники (полупроводниковые транзисторы и лазеры;
•  фотодетекторы; солнечные элементы; различные сенсоры);
•  устройства сверхплотной записи информации;
•  телекоммуникационные, информационные и вычислительные технологии; суперкомпьютеры;
•  видеотехника — плоские экраны, мониторы, видеопроекторы;
•  молекулярные электронные устройства, в том числе переключатели и электронные схемы на молекулярном уровне;
•  нанолитография и наноимпринтинг;
•  топливные элементы и устройства хранения энергии;
•  устройства микро  и наномеханики, в том числе молекулярные моторы и наномоторы, нанороботы;
•  нанохимия и катализ, в том числе управление горением, нанесение покрытий, электрохимия и фармацевтика;
•   авиационные, космические и оборонные приложения;
•   устройства контроля состояния окружающей среды;
•  целевая доставка лекарств и протеинов, биополимеры и заживление биологических тканей, клиническая и медицинская диагностика, создание искусственных мускулов, костей, имплантация живых органов;
•  биомеханика; геномика; биоинформатика; биоинструментарий;
•  регистрация и идентификация канцерогенных тканей, патогенов и биологически вредных агентов;
•  безопасность в сельском хозяйстве и при производстве пищевых продуктов.

Компьютеры и микроэлектроника
Нанокомпьютер — вычислительное устройство на основе электронных (механических, биохимических, квантовых) технологий с размерами логических элементов порядка нескольких нанометров. Сам компьютер, разрабатываемый на основе нанотехнологий, также имеет микроскопические размеры.
ДНК компьютер — вычислительная система, использующая вычислительные возможности молекул ДНК. Биомолекулярные вычисления — это собирательное название для различных техник, так или иначе связанных с ДНК или РНК. При ДНК вычислениях данные представляются не в форме нулей и единиц, а в виде молекулярной структуры, построенной на основе спирали ДНК. Роль программного обеспечения для чтения, копирования и управления данными выполняют особые ферменты.
Атомно силовой микроскоп   сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения, основанный на взаимодействии иглы кантилевера (зонда) с поверхностью исследуемого образца. В отличие от сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), может исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности даже через слой жидкости, что позволяет работать с органическими молекулами (ДНК). Пространственное разрешение атомно силового микроскопа зависит от размера кантилевера и кривизны его острия. Разрешение достигает атомарного по горизонтали и существенно превышает его по вертикали.
Антенна осциллятор   9 февраля 2005 года в лаборатории Бостонского университета была получена антенна осциллятор размерами порядка 1 мкм. Это устройство насчитывает 5000 миллионов атомов и способно осциллировать с частотой 1,49 гигагерц, что позволяет передавать с ее помощью огромные объемы информации.
Наномедицина и фармацевтическая промышленность
Направление в современной медицине, основанное на использовании уникальных свойств наноматериалов и нанообъектов для отслеживания, конструирования и изменения биологических систем человека на наномолекулярном уровне.
ДНК нанотехнологии   используют специфические основы молекул ДНК и нуклеиновых кислот для создания на их основе четко заданных структур.
Промышленный синтез молекул лекарств и фармакологических препаратов четко определенной формы (бис пептиды).
В начале 2000 го года, благодаря быстрому прогрессу в технологии изготовления частиц наноразмеров, был дан толчок к развитию новой области нанотехнологии   наноплазмонике. Оказалось возможным передавать электромагнитное излучение вдоль цепочки металлических наночастиц с помощью возбуждения плазмонных колебаний.
Робототехника
Нанороботы   роботы, созданные из наноматериалов и размером сопоставимые с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Нанороботы, способные к созданию своих копий, т.е. самовоспроизводству, называются репликаторами.
В настоящее время уже созданы электромеханические наноустройства, ограниченно способные к передвижению, которые можно считать прототипами нанороботов.
Молекулярные роторы   синтетические наноразмерные двигатели, способные генерировать крутящий момент при приложении к ним достаточного количества энергии.
Место России среди стран, разрабатывающих и производящих нанотехнологии
Мировыми лидерами по общему объему капиталовложений в сфере нанотехнологий являются страны ЕС, Япония и США. В последнее время значительно увеличили инвестиции в эту отрасль Россия, Китай, Бразилия и Индия. В России объем финансирования в рамках программы "Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008   2010 годы" составит 27,7 млрд.руб.
В последнем (2008 год) отчете лондонской исследовательской фирмы Cientifica, который называется "Отчет о перспективах нанотехнологий", о российских вложениях написано дословно следующее: "Хотя ЕС по уровню вложений все еще занимает первое место, Китай и Россия уже обогнали США".
В нанотехнологиях существуют такие области, где российские ученые стали первыми в мире, получив результаты, положившие начало развитию новых научных течений.
Среди них можно выделить получение ультрадисперсных наноматериалов, проектирование одноэлектронных приборов, а также работы в области атомно силовой и сканирующей зондовой микроскопии. Только на специальной выставке, проводившейся в рамках XII Петербургского экономического форума (2008 год), было представлено сразу 80 конкретных разработок.
В России уже производится целый ряд нанопродуктов, востребованных на рынке: наномембраны, нанопорошки, нанотрубки. Однако, по мнению экспертов, по коммерциализации нанотехнологических разработок Россия отстает от США и других развитых стран на десять лет. nanomaxxblog