CC BY
86
дискусп
© О. Ю. Микитюк, О. I. Олар УДК 615. 4-033. 5 ± 548:61 О. Ю. Микитюк, О. I. Олар
СКЛО I КРИСТАЛИ В МЕДИЦИН!
Буковинський державний медичний унiверситет, м. Чернiвцi
Вiдновлення здоров'я людей, функцм окремих органiв iсторично розпочалося з використання при-родних матерiалiв. З розвитком сусптьства в медицин почали використовуватися матерiали з задани-ми властивостями, якi створенi в процес дiяльностi рiзних галузей промисловост [1]. Одним iз найста-рших створених людиною матерiалiв е скло. Техно-логií його виготовлення датуються ще третiм тися-чолiттям до н. е. Але i сьогодн використання скла е актуальним i залежить вiд хiмiчного складу, способiв виготовлення, призначення, розмiрiв та ш.
скло (неорганiчне скло) - це вс аморфнi тiла, прозорi в тм чи iншiй частинi оптичного дiапазону (в залежностi вiд складу), отриман шляхом перео-холодження розплаву. Результатами рентгенострук-турних дослiджень пщтверджуеться невпорядкова-не просторове розташування частинок речовини, що знаходиться в склоподiбному станi.
Неорганiчне силiкатне скло виробляють на осно-вi двоокису кремню У залежностi вiд вмiсту складо-вих компонентiв скло бувае прозорим, непрозорим, кольоровим чи незабарвленим, може поглинати чи пропускати ультрафюлетове (УФ), Ыфрачервоне (1Ч) та iонiзуюче випромЫювання. Основнi фiзико-механiчнi характеристики скла визначаються його складом.
Зацiкавлення викликають електрофiзичнi влас-тивостi скла. Скло може бути iзолятором, натвпро-вiдником чи провщником струму, в залежностi вщ хiмiчного складу та температури оточуючого серед-овища. Зi скла виготовляють iонселективнi електро-ди, що використовуються для визначення активностi iонiв Н ± , Ыа ± i К ±у водних середовищах у присутност iнших iонiв та вщслщковування íх активноí змiни в середовищах iз рiзними рН.
Завдяки сво'|м електричним властивостям скло застосовують для виготовлення рiзних освгглю-вальних та електровакуумних приладiв, у тому чи^ рентгенiвських трубок, томографiв i лазерiв.
Найважливiшi специфiчнi властивостi скла - його оптичн властивостi: прозорiсть, вщбивання, розЫ-ювання, поглинання i заломлення свггла. Звичайне незабарвлене скло пропускае до 90 %, вщбивае ~ 8 % i поглинае ~ 1 % видимого i частково 1Ч випро-мiнювання; УФ поглинаеться майже повнютю. Прозорим для УФ е кварцове скло. Скло з вмютом РЬО поглинае рентгеывське випромiнювання. Тому скло
широко використовуеться майже у вЫх галузях науки i технiки, у побутi та у медицин.
Сучасна скляна промисловють виготовляе ме-дичне скло, яке використовуеться для фасуван-ня, збер^ання та транспортування рiзноманiтних пастоподiбних та твердих медикамен^в, iн'екцiйних i бактерюлопчних розчинiв, а також предметiв догляду за хворими. Медичне скло може бути прозорим або забарвленим у захисний колiр для недо-пущення впливу св™а на вмют тари. Перевагами скляноí медично'| тари е: гiгiенiчнiсть, прозорiсть, можливють виготовлення тари рiзноманiтних розм^ рiв та форми, можливiсть герметичного закривання. Скло не видтяе шкiдливих речовин, не мае запаху, забезпечуе тривале збертання продуктiв, добре миеться i дезiнфiкуеться, легко утилiзуеться. Зi скла виготовляють також лабораторний посуд, термоме-три та шип вироби медичного призначення. Хiмiко-лабораторне скло мае високу хiмiчну й температур-ну стмкють, що е важливим при проведены дослав.
Оптичне скло використовують для виготовлення окулярних лшз, призм, дзеркал, кювет та i н. Оптика широко використовуеться у таких приладах ме-дично'| дiагностики, як спектроскопи, тепловiзори, апарати для голографií. Оптичн методи здiйснили iстотний вплив на розвиток практично'! медицини. Напр., використання мiкроскопа та лазера в офтальмологи, хiрургií, створило широкi можливост для ми крохiрургií ока.
Увюлеве скло мае пiдвищену прозорiсть в УФ об-ластi спектру. До увюлевого вiдноситься також кварцове скло, яке нечутливе до рiзких змш температур внаслiдок малостi коефщента теплового розши-рення. Тому його застосовувують для виготовлення ртутно-кварцових ламп, що використовуються в медицин в якостi джерел УФ випромшювання.
Особливо чисте кварцове скло використовуеться для виготовлення волоконних свiтловодiв, Воло-конно-оптичнi свiтловоди застосовуються у ендос-копií для отримання ч^кого зображення порожнин органiзму - грудноí, черевноí та i н. Волоконн св^-ловоди електробезпечнi i використовуються також у мiкрохiрургií ока, нейрохiрургií.
Органiчне скло - це прозорi пластмаси на осно-вi рiзних полiмерiв. Мае переваги над неоргаычним склом: малу густину, вищу мщнють, добру техноло-гiчнiсть: легко формуеться у вироби, обробляеться рiзанням, добре зварюеться i склеюеться. Недолiком
оргаычного скла е низька поверхнева твердють. По-лiметилметакрилат, який характеризуемся оптич-ною прозорiстю до 92 %, стмкий до дИ вуглеводыв, розчинiв кислот та лугiв, застосовуеться в медицин для виготовлення багатошарового скла, оптичних лiнз, свiтлотехнiчних деталей та ш.
Рiдке скло - це сумш силiкатних розчинiв: калю i натрiю. До складу рщкого скла також входить д^ оксид кремню, який одержують iз кварцового пюку. Розчин з таким вмютом пiсля введення молекул води здатний лягати на оброблювану поверхню над-тонким шаром, товщиною не бтьше 3-4 мкм. Рiдке скло надмно захищае оброблену ним поверхню вщ бактерiй i будь-яких забруднень, також вщштовхуе воду, захищае поверхню вщ УФ i е слабким тепло-iзолятором. Одночасно з цим рщке скло пропус-кае повiтря, дозволяючи «дихати» поверхнi, на яку воно нанесено, Завдяки незвичайним властивостям рщке скло використовуеться у медицин як бюлопч-но шертне покриття для медичних iмплантатiв.
Пористе скло. Варювання хiмiчного складу скла, режимiв вщпалу i подальшо! обробки рiзними роз-чинниками дозволило отримувати пористе скло з розмiром пор вiд кiлькох десятюв до 1000 ангстрем. Пористе скло широко застосовуються як адсорбент i як «молекулярне сито». Молеку-лярнi сита були вико-ристанi, напр., при отриманн протигрипозних вакцин.
Сьогоднi за допомогою скла вiдновлюють по-шкоджен кiстки i суглоби [10]. Вчен застосували матерiал, який утворюеться в результат змiшування маленьких частинок скла зi спецiальним полiмером, для введення отримано! маси, наприклад, в ушко-джений хребець для заповнення трщини i склею-вання поверхнi пошкоджено! кiстки [8].
Для лiкування артриту запропонували викорис-товувати мiкроскопiчнi склян кульки з радiоактивним матерiалом. Вони вводяться в порожнину суглоба i опромЫюють хворi тканини. Самi кульки поступово руйнуються i виводяться з оргаызму. Подiбна техно-логiя знайшла застосування i в iнших областях меди-цини. Гранули, заповненi лками, вводяться в хворий орган або на поверхню шюри. Така форма лЫв вже застосовуеться при л^ваны псорiазу та екземи, а також для лкування раку печiнки [12].
У юстковому ендопротезуваннi перспективним е використання комбшаци стронцiю з кальцмфосфат-ними скломатерiалами, яка мае високу бiологiчну активнiсть, що проявляеться в юстковому метабо-лiзмi, зокрема утворюеться мщний апатитовий шар на поверхн iмплантату [3].
Вченi Прiнстонського уыверситету (США), створили технологiю, що дозволяе радикально змЫити можливостi медично! дiагностики захворювань за допомогою виявлення специфiчних маркерiв у кровi або слин потенцiйного пацiента завдяки викорис-танню створеного зi скла наноматерiалу, який у рази збiльшуе флуоресцентне свтння [15].
Наноматерiал - це мережа з розташованих на об'емнм пiдкладцi скляних стовпчикiв, покритих золотом. Висота одного стовпчика становить ~70 нм, а промiжок мiж ними 220 нм. Дослщи з матер^ алом показали, що вiн сильно збтьшуе поглинання
i передачу свггла, а також флуоресценцiю. Вдало-ся посилити флуоресцентне свiчення в 2,5 мтьйо-ни разiв, а це означае, що для ранньо! дiагностики напр., таких захворювань, як рак i хвороба Альцгей-мера, достатньо концентрацп бiомаркерiв не 0,8 на-номоль, як ранiше, а всього 330 атоммоль.
У вересн 2013 року з'явилося повщомлення про те, що мiжнародна група вчених з Австри, Нмеччи-ни, США та ФЫлянди представила найтоншу в свт пластинку зi скла товщиною в три атомы шари [13].
Вчен стверджують, що зробити тонший матер^ ал просто неможливо, оскiльки атомна решмтка скла ЗЮ2 не допускае складання в плоский одно атомний шар. Найтонше скло утворилося пщ час дослщв з графеновими листами, яю вирощували на пiдкладцi з кварцового скла. На одному зi зразюв фiзики по-мiтили налгг, який пiсля проведення дослiджень ви-явився тонким шаром скла. Його вдалося дослщити в електронному мiкроскопi i отримати зображення окремих атомiв. На атомному рiвнi структура скла виявилася частково схожою на кристалiчну гратку графену. Однак у скл^ яке е аморфним тiлом, немае дальнього порядку: кристалiчна гратка нерегулярна i в нiй поеднуються комiрки рiзного розмiру.
Дослiдники вважають, що подiбне надтонке скло на графеновм основi може застосовуватися, як м^-мум, для аналiзу атомно! структури аморфних мате-рiалiв, а як максимум - для створення електронних або оптичних приладiв нового поколшня на основi двовимiрних структур, яю можуть привнести новi можливостi у медичну науку i практику [5].
На вщмЫу вiд аморфного скла кристали (крис-талiчнi речовини) - це твердi тiла з упорядкованою внутршньою будовою, що мае вигляд багатогран-ника з природними плоскими гранями. Для еле-мен^в кристала характерна певна повторюванють у просторi - кристалiчна кратка. Кристалiчнi речовини мають таю характеры властивости сталу температуру плавлення, спайнють, анiзотропiю та пруж-нiсть. Фiзичнi властивостi кристалiв визначаються !х складом, геометрiею кристалiчно! структури i типом хiмiчного зв'язку в них. Кристали застосовують у рiзних областях науки i технки, зокрема у медичнiй науцi i практицi.
У медичнiй промисловостi для виготовлення лез рiжучих iнструментiв для мiкрохiрургi! використовуеться рiзновид алмазу - карбонадо, а також сапфiр -мшерал класу оксидiв та гiдрооксидiв. Лейкосапфiр - це безколiрний прозорий матерiал, з якого виго-товляють оптичнi лiнзи, зокрема штраокуляры лiнзи для офтальмологi!. У медициы використовуються також лiкувальнi кiмнати, виготовлеы з пластин сап-фiру. Дрiбнодисперсний порошок, одержаний з вiд-ходiв сапфiрового виробництва, може бути викорис-таний в якостi iнгредiента стоматолопчних пломб.
Синтез негативних iонiв у медичних прила-дах, призначених для юызацп повiтря, вiдбуваеть-ся завдяки п'езоелектричним властивостям тур-малiну (турмалш - мiнерал з групи боровмютних алюмосилiкатiв).
На основi кристалiв ванадату гадолiнiю з неодимом - (Ш3 ± : GdVO4) створюють ефективы
лазери з дюдним накачуванням, яю застосовуються в медицинi.
Багато кристалiчних речовин у медицинi вико-ристовуються здавна, часто у виглядi розчиыв. В^ дома всiм «свинцева примочка» - водний розчин безколiрних прозорих кристалiв ацетату свинцю, використовуеться як зовышнм протизапальний i в'яжучий заЫб.
Камфора - це майже нерозчинн у водi бiлi крис-тали з характерним запахом. Камфора входить до складу ефiрних масел, тоызуе дихання, посилюе роботу симпатичних нервiв, сприяе виведенню шлаюв з оргаызму, допомагае позбавлятися вiд хроычних пневмонiй, використовуеться для лiкування рожистого запалення.
Сильн дезiнфiкуючi властивостi мае карболова кислота - безбарвна кристалiчна речовина, добре розчинна в гарячм вод^ спиртi та ефiрi.
Лимонна кислота - велик прозорi кристали, без запаху, пркувато-кислого смаку, якi добре розчиня-ються у водi та спирт^ застосовуеться як стимулятор роботи пiдшлунковоí залози i обмшу речовин у органiзмi.
Салiцилова кислота - це безбарвн голчастi кристали, розчинн в гарячiй водi, спирту ефiрi, хло-роформi - мае сильн антисептичнi та дезiнфiкуючi властивосД а також антиревматичну, жарознижую-чу i протигрибкову дiю але, як сильна кислота, вжи-ваеться лише зовншньо.
Марганцевокислий калiй - дрiбнi кристалики темно-червоного або темно-фюлетового кольору, застосовуеться для дезiнфекцií, а розбавлен роз-чини знайшли застосування в медицин як антисеп-тичний заЫб.
Ляпiс - азотнокисле срiбло, безбарвна крис-талiчна речовина. У медичнм практицi застосовуеться у формi паличок для припiкань. Його лку-вальна дiя полягае в придушены життедiяльностi мiкроорганiзмiв.
Кристали бшофпу - бiлi або безбарвнi зернис-тi, волокнистi, листкуватi утворення, прко-солоы на смак, дуже гiгроскопiчнi. Бшоф^ використовують при захворюваннях опорно-рухового апарату, при патологií центральноí та периферичноí нервовоí системи, в дерматологií, в лкуваны захворювань серцево-судинноí системи. Бшоф^ застосовуеться як зовнiшнiй засiб i виявляе протизапальну, регене-руючу i болезаспокiйливу дiю.
Гiгроскопiчнi бiлi кристали лiзидину застосовуються в медицин як розчинник сечовоí кислоти. Як протиглисний заЫб рекомендують безбарвнi кристали органiчноí речовини - птеразину.
Безбарвнi кристали хлористого амонiю використовують у медицин у виглядi нашатирного спирту, фiзiологiчна дiя якого при вдиханн викликана рiзким запахом амiаку.
Галуни - бiлi кристалогщрати сульфатiв лужних одновалентних металiв i тривалентних металiв. Во-лодiють антисептичними, протизапальними, крово-спинними i абсорбуючими властивостям. Дiя галу-нiв, заснована на в'яжучому i пiдсушуючому ефектк
Кристалiчний ментол - це безбарвн кристали з сильним запахом перцевоí м'яти, якi володiють здатнiстю до мiсцевоí анестезií, антисептичними властивостями, стимулюють холодовi рецептори шкiри i слизових оболонок, е компонентом рiзних л^ кувальних засобiв.
Знаходять свое застосування в медицин також бiлковi кристали. Зокрема, при цукровому дiабетi краще використовувати препарат, що мiстить кристали шсулЫу: при повiльному розчиненн кристалiв дiя кристалiчного препарату виявляеться бтьш три-валою, нiж розчину Ысулшу.
Специфiчним станом речовини, якому властивi риси як рiдини (текучють), так i кристалу (анзотро-ня властивостей) е рiдкi кристали. На змн оптичних властивостей рiдких кристалiв заснована контактна холестерична термографiя, яка використовуеться для дiагностики запальних процеЫв у м'яких тканинах, судинах, лiмфатичних вузлах. Кольоровi термо-грами отримують завдяки здатност рiдких кристалiв змiнювати свiй колiр залежно вщ температури шкiри над обстежуваною дтянкою. Даний метод використовуеться в хiрургií, онкологií, у хiрургiчнiй стоматологи при запальних захворюваннях м'яких тканин щелепно-лицевоí дтянки. Точнiсть реестраци - в межах 0,2 °С.
В галузi офтальмологií рiдкi кристали були вико-ристанi для створення лЫз електронних окулярiв. Цi лшзи мають здатнiсть змiнювати заломлюючу силу в залежност вiд сили струму, що проходить через них. Таю окуляри успшно замшяють бiфокальнi окуляри. Фокусна вiдстань змiнюеться автоматично, якщо датчики вщстан, що вбудованi в оправу, визнача-ють, куди дивиться людина [6].
Нещодавно розроблен телескончн контактнi лiнзи з рiдких кристалiв, якi можуть допомогти ви-ршити проблеми iз зором у людей, яю страждають вiд вiковоí макулярноí дегенерацií. Простими окулярами наслщок даноí хвороби виправити не вдаеться через пошкодження сiткiвки. Рiдкi кристали у скги цих окулярiв змшюють поляризацiю свiтла, що до-зволяе направляти св™о в рiзнi частини контактних лiнз. Цим самим забезпечуеться ясна картинка з великим полем зору [17].
У 1985 роц були вщкрит новi кристалiчнi форми вуглецю - фулерени, яю почали дослiджуватися у фармакологií на предмет створення нових лшв. Проведен дослiдження показали, що цi речовини можуть виявитися перспективними для розробки протиалерпчних засобiв. Для вирiшення цього за-вдання необхiдно було створити водорозчинн не-токсичнi сполуки фулеренв [7].
Похiднi фулеренiв виявились ефективними засо-бами в лiкуваннi вiрусу iмунодефiциту людини: бiлок, вiдповiдальний за проникнення вiрусу в кров'янi кт-тини, мае сферичну порожнину дiаметром 10 А, яка близька до дiаметру молекули фулерену, що блокуе активний центр В1Л - протеази [11].
Активно обговорюеться щея створення проти-пухлинних медичних препаратiв на основi водо-розчинних молекул фулеренв, усерединi яких по-мiщений один або деюлька атомiв радiоактивного
iзотопу. Введення таких лiкiв у тканину дозволить вибiрково впливати на уражен клiтини.
В основi бюлопчно! активностi фулеренiв лежать три властивост цих молекул: лiпофiльнiсть, що ви-значае мембранотропнi властивостi, електроноде-фщитнють, яка веде до здатностi взаемодiяти з вть-ними радикалами, i здатнiсть !х збудженого стану передавати енерпю молекулi звичайного кисню i перетворювати його на синглетний кисень. Влас-тивiсть фулерену утворювати активы форми кисню використовуеться в фотодинамiчнiй терапи, що е одним iз способiв лiкування раку. У кров пацiентовi вводять фотосенсибiлiзатори, в даному випадку -фулерени або !х похiднi. Оскiльки потiк кровi в пух-линi слабкiший, нiж у рент оргаызму, то фотосенси-б^затори накопичуються в нiй. Пiсля спрямованого опромшення пухлини вiдбуваеться збудження молекул фотосенсибкгмзатора i генерацiя активних форм кисню, що викликае апоптоз клггин пухлини та !! руй-нування. Фулерени володiють антиоксидантними властивостями - е активними акцепторами радика-лiв, що дозволяе використовувати !х в якостi пасток для активних форм кисню. Вивчення фулереыв та !х похiдних тривае [18].
В останне десятил^я сучасна медицина почала використовувати неоргаычн нанокристали - так зван квантовi точки (КТ), як здатнi випромiнювати свiтло рiзних довжин хвиль у залежностi вщ розм^ ру кристала. (х свтння значно яскравiше i тривае
довше, ыж у бiльшостi флуоресцентних молекул. Розглядаеться можливють застосування КТ в якост контрасту для виявлення пухлин мозку. Враховуючи результати, отриманi при проведених доотдженнях, можна припускати, що буде можливо одноразово використовувати КТ в медицин для локалiзацi! пухлини перед операщею з !! видалення [4].
Унiкальнi властивостi КТ дозволяють використовувати !х практично у вЫх системах мiчення та вiзуалi-заци бiологiчних об'ектiв (за винятком флуоресцентних внутршньокттинних мток - флуоресцентних бiлкiв). 1нший аспект застосування - щентифка^я бiологiчних об'екпв при розвитку методiв ранньо! дiагностики. Метод Ыдикаци та щентифкацп поля-гае в тому, що до кожного спектрально кодованого елементу мiкрочiпа приеднуеться певна розтзнава-юча молекула. У розчин присутня iнша розтзнава-юча молекула, до яко! приеднаний сигнальний флу-орофор. Одночасна поява флуоресценцп мiкрочiпа i сигнального флуорофора свщчить про присутнiсть в аналiзованiй сумiшi дослiджуваного об'екта[16].
Квантовi точки у формi коло!дних нанокристалiв е перспективними об'ектами нано-, бiонано- i бюмед-нанотехнологiй. Спостерiгаеться рiзкий пщйом в областi створення нових пристро!в та iнструментiв, заснованих на застосуванн напiвпровiдникових на-нокристалiчних КТ в бюлоги, медицинi, тому можна оч^вати, що квантовi точки стануть основою техы-ки i технологiй наступного поколiння.
Лiтература
1. Материалы для современной медицины : Учебное пособие / В. Н. Канюков, А. Д. Стрекаловская, В. И. Килькинов [и др.]. - Оренбург : ГОУ ОГУ, 2004. - 113 с.
2. Олейников В. А. Квантовые точки в биологии и медицине / В. А. Олейников // Природа. - 2010. - № 3. - С. 22-28.
3. Bruyere O. Effects of strontium ranelat on spinal osteoarthritis progression / O. Bruyere, D. Delferriere, C. Roux // Ann. Rheum. Dis. - 2008. - Vol. 67. - Р. 335-339.
4. Compact biocompatible quantum dots functionalized for cellular imaging / W. Liu, M. Howarth, A. B. Greytak [et al.] // Journal of the American Chemical Society. - 2008. - Vol. 130, № 4. - P. 1274-1284.
5. Direct Imaging of a Two-Dimensional Silica Glass on Graphene / P. Y Huang, S. Kurasch, A. Srivastava [et al.] // Nano Lett. -2012. - Vol. 12 (2). - P. 1081-1086.
6. Electronic eyeglasses and methods of manufacturing: Appl. No.: 13/916, 480 United State: Patent application Publication Blum et al. ; Applicant: PixelOptics, Inc., Roanoke, VA (US); Pub. No.: US 2014/0028966 A1, pub. date Jan. 30, 2014. - 105 p.
7. Enhancement of Immunoassay's Fluorescence and Detection Sensitivity Using Three-Dimensional Plasmonic Nano-Anten-na-Dots Array / L. Zhou, F. Ding, H. Chen [et al.] // Analytical Chemistry. - 2012. - Vol. 84 (10). - P. 4489-4495.
8. Freeze Extrusion Fabrication of 13-93 Bioactive Glass Scaffolds for Bone Repair / N. D. Diophode, T. Huang, M. C. Leu [et al.] // J. Matl's. Sci. Mater. Med. - 2011. - Vol. 22, Iss. 3. - P. 515-523.
9. Fullerene Nanomaterials Inhibit the Allergic Response// J. J. Ryan, H. R. Bateman, A. Stover [et al.] // J. Immunol. - 2007. -Jul 1. - Vol. 179(1). - Р. 665-672.
10. Glass & Medicine / L. L. Hench, D. E. Day, W. Holand [et al.] // Intl. Jour. Applied Glass. - 2010. - Vol 1, Iss. 1. - P. 104-117.
11. Inhibition of the HIV-1 protease by fullerene derivatives: model building studies and experimental verification / S. H. Friedman, D. L. DeCamp, R. P. Sijbesma [et al.] // J. Am. Chem. Soc. - 1993. - Vol. 115 (15). - Р. 6506-6509.
12. Jones J. R. Glasses for Radiotherapy / J. R. Jones, A. G. Clare, D. E. Day // Published Online: 21 May 2012. DOI: 10. 1002/9781118346457. ch13.
13. Ju A. Shattering records: Thinnest glass in Guinness book / A. Ju // Cornell Chronicle. - Published Online Sept. 12, 2013. [Електронний ресурс]. - Режим доступу: URL http://www. news. cornell. edu/stories/2013/09/ shattering- records -thinnest- glass-guinness-book.
14. Ros T. Twenty Years of Promises: Fullerene in Medicinal Chemistry / T. Da Ros // Medicinal Chemistry and Pharmacological Potential of Fullerenes and Carbon Nanotubes. - 2008. - P. 1-21.
15. Schultz S. Nanotechnology breakthrough could dramatically improve medical tests / S. Schultz // Princeton University School of Engineering and Applied Science official site. - Posted May 31, 2012. - [Електронний ресурс]. - Режим доступу: URL: http://www. princeton. edu/engineering/news/ archive/?id = 7609.
16. Semiconductor Quantum Dots for Multiplexed Bio-Detection on Solid-State Microarrays / G. Rousserie, A. Sukhanova, K. Even-Desrumeaux [et al.] // Crit. Rev. Oncol. Hematol. - 2009. - Vol. 74. - P. 1-15.
17. Switchable telescopic contact lens / E. J. Tremblay, I. Stamenov, R. D. Beer [et al.] // Optics Express. 2013. - Vol. 21, Iss. 13. - P. 15980-15986.
18. Zhou L. Enhancement of Immunoassay's Fluorescence and Detection Sensitivity Using Three-Dimensional Plasmonic Nano-Antenna-Dots Array // L. Zhou, F. Ding, H. Chen [et al.] . - Analytical Chemistry. - 2012. - Vol. 84 (10). - P. 4489-4495.
УДК 615. 4-033. 5 ± 548:61
СКЛО i КРИСТАЛИ в МЕДИЦИН
Микитюк О. Ю., Олар О. i.
Резюме. У статт розглянуто застосування аморфно! речовини - скла - у медицин. Показано, що прак-тичне використання в рiзних галузях медицини залежить вщ властивостей скла i його рiзновидiв. Кристалiчнi речовини також широко використовуються у медичнм практицi як з л^вальною метою, так i у дiагностицi. Зокрема, у виглядi розчинiв кристалiчних речовин, рiдких кристалiв, кристалiв - фулеренiв i квантових точок, як е перспективними об'ектами сучасних технологiй.
Ключовi слова: скло, кристали, медицина.
УДК 615. 4-033. 5 ± 548:61
СТЕКЛО И КРИСТАЛЛЫ В МЕДИЦИНЕ
Микитюк О. Ю., Олар О. И.
Резюме. В статье рассмотрено применение аморфного вещества - стекла - в медицине. Показано, что практическое использование в различных областях медицины зависит от свойств стекла и его разновидностей. Кристаллические вещества также широко используются в медицинской практике как с лечебной целью, так и в диагностике. В частности, в виде растворов кристаллических веществ, жидких кристаллов, кристаллов-фуллеренов и квантовых точек, которые являются перспективными объектами современных технологий.
Ключевые слова: стекло, кристаллы, медицина.
UDC 615. 4-033. 5 ± 548:61
Glass and crystals in medicine
Mykytiuk O. Yu., Olar O. I.
Abstract. The paper considers the use of glass and crystals in medicine. Practical use in various fields of medicine is caused by glass and its variants properties. Due to its electrical properties glass is used for various lighting appliances and electrovacuum devices, including x-ray tubes, imaging system and laser manufacturing. There are important optical properties of the glass. Quartz glass is transparent to ultraviolet radiation. Glass containing PbO absorbs X-rays. it contributes to wide using of glass in scientific researches and medicine. Medical glass is used for packaging, storage and transportation of drugs, and of injecting and bacteriological solutions. Glass does not emit harmful substances, has no smell, provides long-term storage of products, is washed and disinfected well. Optical glass is used for eyeglass lenses, prisms, mirrors, cuvette etc. Optics is widely used in such devices as medical diagnostics spectroscope, thermal imagers, equipment for holography. Quartz glass is used for production of optical fibers used in endoscopy and UV lamps manufacturing.
Organic glass is used for multilayer glass, optical lenses and lighting details manufacturing. Liquid glass is used as a biologically inert coating for medical implants. The porous glass is widely used as adsorbents and molecular strainer.
Damaged bones and joints are repaired using the glass. Microscopic glass beads with radioactive materials introduced into the diseased organ are used for the treatment of many diseases. Nanomaterial that increases fluorescence is designed from glass. Therefore, for any disease diagnosis is needed a much smaller concentration of biomarkers than before. Ultrathin glass obtained in 2013 on the basis of graphene can be used to create electronic or optical devices for a new generation of medicine.
Crystalline materials are also widely used in medical practice as therapeutic purposes as well as in diagnosis, in particular, crystalline materials solutions, liquid crystals, the crystals-fullerenes and quantum dot.
The liquid crystals optical properties changing is basis cholesteric contact thermography. This method is used in surgery, oncology, and dental surgery for inflammatory diseases of maxillo-facial area soft tissues. The registration accuracy is approximately 0. 2 ° C.
New electronic glasses of liquid crystals that replace bifocals are invented. These glasses change the refractive power depending on the current intensity passing through it.
New crystalline forms of carbon - fullerenes possess biological activity that allows its using for the treatment of diseases. Modern medicine began to use inorganic nanocrystals - quantum dots that are capable to emit light at different wavelengths depending on the crystal size. Its glow is much brighter and lasts longer than most fluorescent molecules. It is therefore considered possible to use quantum dots as contrast to identify brain tumors. Quantum dots in the form of colloidal nanocrystals are perspective targets of modern medical technology.
Key words: glass, crystals, medicine.
Стаття надшшла 12. 02. 2014 р.
