Лекция по теме: Биотехнология
План:
1. Биоинженерия
2. Биомедицина и наномедицина
3. Биофармакология
Биоинженерия
Биоинженерия или биологическая инженерия — направление науки и техники, развивающее применение инженерных принципов в биологии и медицине.
Биоинженерия— это применение понятий и методов биологии для решения актуальных проблем, связанных с науками о живых организмах или их приложениями, с использованием аналитических и синтетических методологий инженерного дела, а также его традиционной чувствительности к стоимости и практичности найденных решений
Сфера деятельности биоинженерии простирается от создания искусственных органов с помощью технических средств или поиска способов выращивания органов и тканей методами регенеративной медицины для компенсации пониженных либо утраченных физиологических функций и до разработки генетически модифицированных организмов, например, сельскохозяйственных растений и животных (генетическая инженерия), а также молекулярного конструирования соединений с заданными свойствами. В немедицинских аспектах биоинженерия тесно соприкасается с биотехнологией.
Особенно важным приложением биоинженерии является анализ и эффективное решение проблем, связанных со здоровьем людей, однако, оно не единственное: биологическая инженерия охватывает намного большую сферу знаний. Например, биомиметику — ветвь биоинженерии, ищущую пути использования структур и функций живых организмов как моделей для разработки и изготовления машин и материалов. Системная биология, с другой стороны, занимается приложением инженерных представлений о сложных искусственных системах для облегчения понимания структур и функций сложных биологических систем.
Биомедицина и наномедицина
Термин " биомедицина" стал применяться с 50-х гг. XX в. и получил повсеместное распространение к рубежу XX–XXI вв. Его используют преимущественно в отношении наиболее высокотехнологичных стремительно развивающихся отраслей медико-биологических наук – таких, например, как молекулярная генетика, биоинформатика, биоинженерия, трансплантология, регенеративная медицина. Более того, это понятие выступает в некотором смысле как синоним современной медицины вообще.
Как видно из самого этого названия, биомедицина есть некоторое объединение биологии и медицины. Точнее, под биомедициной можно понимать современную общемедицинскую установку на систематическое применение фундаментальных биологических знаний и биотехнологий к медицинским задачам диагностики, профилактики, лечения, реабилитации и др.
Именно здесь ожидаются наиболее решающие открытия и достижения, способные вывести медицину к совершенно новым рубежам. Таким образом, биомедицина – это центральная тенденция современного прогресса в медицине.
Наномедицина — медицинское применение нанотехнологии.
Новое междисциплинарное направление медицинской науки в настоящее время находится в стадии становления. Её методы только выходят из лабораторий, а большая их часть пока существует только в виде проектов. Однако большинство экспертов полагает, что именно эти методы станут основополагающими в XXI веке.
Две формы наномедицины уже протестированы на мышах и ожидают испытаний на людях. Это использование золотых нанокапсул, которые помогают диагностировать и лечить рак, и использование липосом как вспомогательного средства для вакцин в качестве транспорта для лекарств. Аналогично, избавление от токсичности лекарств — это другое применение наномедицины, которое показало многообещающие результаты на крысах польза от использования наноразмеров в медицинских технологиях состоит в том, что меньшие устройства менее инвазивны, и их можно имплантировать внутрь тела, кроме того значительно меньше времени занимают биохимические реакции. Эти устройства быстрее и чувствительнее, чем типичные средства доставки лекарств Продвижения в липидной нанотехнологии также используются в инженерии медицинских наноустройств и новых систем доставки лекарств, и в разработке медицинских сенсоров.
Липосомы — сферические везикулы, имеющие один или несколько липидных бислоёв. Образуются в смесях фосфолипидов с водой. Внутри липосом содержится вода или раствор, в котором проводилась ультразвуковая обработка.
Биофармакология
Биофармакология — раздел фармакологии, который изучает физиологические эффекты, производимые веществами биологического и биотехнологического происхождения.
Крупной вехой в истории биофармакологии стоит 1923 г., когда сотрудники университета Торонто (Канада), такие как Фредерик Бантинг и Дж. Дж. Р. Маклеод получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за практическое получение инсулина. Важным этапом дальнейшего развития биофармакологических знаний явились успехи в промышленном получении пенициллина. Непосредственное влияние на возникновение этой науки оказали:
· успехи молекулярной биологии, генетики и органической химии высокомолекулярных соединений;
· возникновение технологий промышленного культивирования живых систем invitro;
· возникновение технологий очищения и фракционирования промышленно полученной биомассы.
Объектом биофармакологических исследований является изучение биофармацевтических препаратов, планирование их получения, организация производства. Биофармакологические лечебные средства и средства для профилактики заболеваний получают с использованием живых биологических систем, тканей организмов и их производных, с использованием средств биотехнологии, то есть лекарственные вещества биологического и биотехнологического происхождения.