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Nanoparticles Für Biohazard-Behandlung - Neue Technologie

Nanoparticles kommt möglicherweise eines Tages die Leute zu Hilfe, die den Chemikalien-, biologischen oder radiologischengefahren ausgesetzt werden. Argonne-Forscher sind in den frühen Prüfungsstufen einer Anlage, die das Blut von Verschmutzern unter Verwendung der kleinen Magnetteilchen und eines tragbaren, externen Magnetabscheiders reinigen würde.

Gängige Methoden des Säuberns des Bluts der radioaktiven und anderen Gefahrstoffe sind hauptsächlich auf Dialyse begrenzt und Filtrationstechniken, sagten Michael D. Kaminski Argonnes der Industriechemie-Abteilung. Kaminski entwickelt die neue Anlage mit Axel J. Rosengart der Universität von Chicago.

Leider werden die aktuellen medizinischen Prozeduren, zum des menschlichen Bluts zu entgiften auf nur einige Baumuster Giftstoffe eingeschränkt und drastisch begrenzen Behandlungsmöglichkeiten für freigelegte Opfer. Auch einige wichtige Mängel existieren mit der zur Zeit verfügbaren Technologie. Behandlungen können einige Stunden nehmen, um zu beenden, benötigen den Umsatz und die Filtration von großen Volumen Blut, sind am Löschen von Giftstoffen ziemlich ineffizient und können für den Patienten riskant sein. Aus diesen Gründen werden gängige Methoden größtenteils auf Patienten mit Nierenversagen und bestimmten Baumustern von Drogenüberdosis eingeschränkt.

Alternative Behandlungen existieren, solche Antikörper und Chelierer - Substanzen, die mit kombinieren und Giftstoffe neutralisieren. Diese Behandlungen können für spezifische Arten von Giftstoffen verwendet werden, aber sind nicht effizient. Darüber hinaus können sie ernste Nebenwirkungen, wie allergische Reaktionen und Organversagen verursachen.

„Das Beste, das Doktoren für die meiste Biohazardberührung tun können, ist unterstützende Behandlung,“ sagte Kaminski. „Diese neue Anlage wird konstruiert, um die Giftstoffe vom Blutstrom direkt zu löschen - schnell und effizient.“

Die Biohazardentgiftungsanlage, die durch Kaminski und Rosengart vorgestellt wird, verwendet biologisch abbaubare nanoparticles zwischen 100 und 5.000 nm (ein nm ist ein zehn-millionstel eines Zentimeter), an Größe - klein genug, um durch kleine Blutgefäße zu passieren und doch groß genug, vom Blutstrom durch die Nieren gefiltert zu werden zu vermeiden. Die Partikel enthalten ein magnetisches Eisenmittel und werden mit einem Baumuster Polyäthylenglykol beschichtet, das sie an von den weißen Blutkörperchen angegriffen werden verhindert. Die Partikel enthalten ein spezifisches Protein, das an einen spezifischen Giftstoff bindet.

Die Partikel würden intravenös in den Patienten und während des Blutstroms zu verteilen eingespritzt, in dem die Giftstoffe an die Nanoparticleantitoxin Oberflächen binden würden. Um die nanoparticles und die befestigten Giftstoffe nachfolgend zu löschen, würde ein kleiner Zweikanalshunt (ähnlich Austauschtransfusionsrohrleitung) eingeschoben in eine Waffen- oder Fahrwerkbeinarterie Blut nach und von einem externen Magnetabscheider verteilen. Innerhalb des Abscheiders würde Blut eine Verzweigungsreihe kleine Gefäße durchfließen, in denen starke Magneten die Eisen-basierten Partikel stillstellen würden. Gereinigtes Blut würde fortfahren, die Gefäße und zurück in das Gehäuse durchzufließen.

Neue Prüfungen auf Ratten zeigten das Versprechen der Anlage. Die Wissenschaftler verwendeten Meerrettichperoxydase, ein Enzym, das in den Biologieexperimenten, um einen Giftstoff zu simulieren allgemein verwendet ist. Die nanoparticles wurden vom Magnetit, ein in hohem Grade magnetisches Mineral gemacht, eingekapselt in den Polystyrenkugeln. Verschiedene Nanoparticlegrößen und -zusammensetzungen wurden geprüft; das Niveau „des Giftstoffs“ in den Blutströmen der Ratten fiel durch 50 Prozent in einer halben Stunde oder weniger.

„Obgleich die unmittelbare Aufmerksamkeit der Forschungszentren auf wahrscheinlichen Giftstoffen der biologischen, chemischen und radiologischen Kriegsführung, die Technologie auf andere Beschwerden ausgedehnt werden könnte,“ sagte Rosengart. Die Anlage leiht möglicherweise zu den Drogen- und Medikationsüberdosisnotn-, zum Beispiel oder zur Behandlung von verschiedenen chronischen oder akuten Krankheiten.

Der Grundstein für diese Arbeit wurde letztes Jahr gelegt, als Kaminski, Rosengart und ihre Kollegen ein kleines Forschungsforschungsprojekt beendeten, das das direkt zu dieses größere DARPA-finanzierte Forschungsprogramm führte.

Zukünftige Forschung zentriert auf der Bestimmung der optimalen Nanoparticlezusammensetzung, dem Finden von Baumustern von Empfängern, um an verschiedene Giftstoffe zu binden und dem Entwickeln eines kompakten externen Abscheiders, der von den Notbeantwortern verwendet werden kann.

Am 10. November 2003 Bekannt gegebenth

Date Added: Jan 9, 2004 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 08:07

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