Hogyan változtatja meg a nanotechnológia az orvostudomány jövőjét?

Hirdetés

Régóta hallottuk a nanotechnológiáról mind a tudományos fantasztikában, mind a médiában, de eddig nem sokat érkeztek belőle. Ugyanakkor a nanotechnológián alapuló terápiák új hulláma van a láthatáron, és készen állnak az orvostudomány világának megváltoztatására.

A nanotechnológiát, a technológiai koncepciót, amelyet Richard Feynman kezdte 1959. évi előadásában, az „Alsó rész van a szobában” című előadása során, Erik Drexler népszerűsítette 1986-ban, könyvével.A teremtés motorjai.” A könyv felvázolta az önreplikáló, molekuláris léptékű gépek képességét, amelyek képesek... nagyjából bármit megtenni.

Az előfeltétel számos tudományos fantasztikus művet inspirált, köztük Michael Crichton „Prey” és Neil Stephenson kitűnő „The Diamond Age” című műjét. A nanotechnológia lehetősége hosszú ideig tartott ideje megmutatni arcát, de végül kifinomult orvosi beavatkozások formájában érkezik, amelyek a közeljövőben alaposan megváltoztatják az egészségügyi ellátás jellegét.

Nanotechnológia és orvostudomány

A nanotechnológia teljes potenciálja, teljes Drexler-értelemben, példátlan. Az igaz univerzális összeszerelők, ha kitaláljuk, hogyan lehet őket felépíteni, az emberi állapot alapos megváltoztatásával lépnek életbe. Természetesen még hosszú utat kell megtenni. Sok szempontból még csak nem is vagyunk közel. Más módon a haladás meglepő módon - és hasznos módon is - folytatódott.

Moore törvénye Mi a Moore törvénye, és mi köze van hozzád? [MakeUseOf magyarázat]A szerencsének nincs köze Moore törvényéhez. Ha ez az egyesület volt, akkor összekeverjük Murphy törvényével. Azonban nem voltál messze, mert Moore törvénye és Murphy törvénye ... Olvass tovább folyamatosan mozgatja a nanotechnológia fejlődését - gyárthatunk tranzisztorokat, amelyek szó szerint léteznek nano-méretben és több száz atom átmérőjűek.

Hasonlóképpen az orvostudományban, az egyik legnagyobb kérdés az, hogy nem tudjuk megfelelően beavatkozni. A pszichoaktív gyógyászatban és klinikai pszichológia 6 Gondolkodó TED beszél a pszichológiáról és az emberi viselkedésrőlAz emberi agy összetett és zavaró, ami magyarázza az emberi viselkedés miért olyan összetett és zavaró. Az emberek hajlamosak úgy cselekedni, ha valami teljesen más érzést éreznek. Itt van néhány ... Olvass tovább például az orvosok valójában azt akarják stimulálni, hogy egyes agyrégiókat stimulálnak, és másokat elnyomnak, hogy szelektíven oldják meg a beteg problémáját. A történelem pusztán véletlenszerű következménye, hogy ezt a legmegfelelőbb módszert a gyógyszerek beadása mellett hajtják végre egyébként, az agy és a test megváltoztatásának mindenféle módjánál van valamelyikük a kívánt hatások.

Ha a sebészek vezetékeket vezethetnek az emberek agyába, és szelektíven stimulálhatnak bizonyos régiókat biztonságos módon, akkor a mentális egészség területén elkerülhetők a hagyományos pszichoaktív gyógyszerek mellékhatásai. Az alapvető technika rendelkezik már megmutatták a depresszióban dolgozni, a Idegsejt számos különféle klinikai vizsgálat összefoglalása.

Gondoljon a rákra is - az onkológiában az orvosok valóban azt akarják, hogy megölik a tumorsejteket. Sajnálatos, hogy a tumorsejtek meggyilkolásának egyik legjobb eszköze a kemoterápia, amelynek a szerencsétlen mellékhatása is a normál sejtek elpusztítása. Ez a betegeket is nagyon betegessé teszi.

A nanotechnológia lehetőséget kínál az emberi testbe történő közvetlen beavatkozásra, potenciálisan az egyén szintjén sejteket, olyan intelligens működtető elemekkel, amelyek annyira kicsik, hogy fizikailag nem zavarják a normális testet funkció. A finom ujjak kevesebb kárt okoznak, és a test legfinomabb kapillárisánál kisebb gépek bárhova menhetnek, ahol a vér megy.

Ha elegendő okossá tehetők, az ilyen nanomedicinális eszközök megfontolhatóan választhatják meg, hogy hol és hogyan kell beavatkozni. Nyilvánvaló, hogy több lesz lehetséges, ha a mérnökök bonyolultabb viselkedésű (például a a képesség, hogy mozgathassák saját erejük alatt), de a mai viszonylag primitív nanomáknak is nagyon sok van érték.

Nanotechnológia és rák

Az egyedi DNS-szálakat úgy állítják elő, hogy tetszőleges alakba hajlanak, és fehérjékkel és enzimek kötődtek hozzájuk, lehetővé téve intelligens viselkedést és reagálni az ember változó helyzetére test. Daniel Levner, a harvardi biomérnök úgy gondolja, hogy ez a viselkedés nagyon erős.

A DNS-nanorobók potenciálisan összetett programokat hajthatnak végre, amelyeket egy napon példátlan kifinomult betegségek diagnosztizálására vagy kezelésére lehet felhasználni.

Ezeket a gépeket ketrecek készítésére lehet felhasználni, amelyek a vegyi útmutatások hatására kinyílhatnak vagy bezáródhatnak Például a kemoterápia csak akkor engedhető el, ha azok kimerülnek a kifejezetten a daganathoz kapcsolódó protein markerekbe szövet.

Ez lehetővé teszi a célzott kemoterápia alkalmazását, miközben minimalizálja vagy kiküszöböli a mellékhatásokat. Ez lehetővé teszi a kemoterápiák alkalmazását is, amelyek hatékonyabbak, mint a meglévő terápiák, de jelenleg nem alkalmazhatók a mellékhatások súlyossága miatt.

Hasonló, de eltérő megközelítés használjon apró, szilícium-dioxidból és aranyból készült nanorészecskéket amelyek kötődnek a tumorszövethez és telítetik a tumort. Ezután közeli infravörös lézereket lehet alkalmazni, amelyek nem sokkal kölcsönhatásba lépnek az emberi szövettel, de felmelegítik az arany nanorészecskéket.

Ez a folyamat lehetővé teszi a szövetek bizonyos területeinek (nanorészecskékkel kitöltött és a lézer útjában lévő) égetését. A lézerek és a részecske-eloszlás hangolásával az orvosok nagyon szelektíven elpusztíthatják a rákos szöveteket. A meghalt szövetet műtéti úton eltávolíthatja vagy megtisztíthatja maga az immunrendszer, a betegség mértékétől függően. Az eljárás variációja üreges aranyhéjak használata, amelyek melegítéskor felszabadítják a kemoterápiás hasznos terhet. lehetővé téve a lézerek használatának további finomítását, ahol a gyógyszereket alkalmazzák (ha a tumor marker fehérje nem elégséges különleges).

Nanotechnológia és diagnosztika

Egy másik olyan terület, ahol a nanotechnológia az orvosi terület forradalmasításához vezethet az orvosi adatok gyűjtésében. A nanotechnológia segítségével nanorétegű diagnosztikai eszközöket lehet elosztani az egész testben észleli a kémiai változásokat amint történnek. Ez lehetővé teszi a beteg egészségének és állapotának pontosabb valós idejű nyomon követését olyan módon, amely egyébként nem lehetséges.

A testen kívül a nanotechnológia felhasználható a génszekvenálás és a kémiai elemzés felgyorsítására is kvantumpontok részleges DNS-szekvenciákhoz vagy olyan proteinekhez, amelyek más orvosokhoz kötődnek az orvosok iránt. Ezután csak megnézheti az izzó elemek eloszlását, és megnézheti, mi volt a mintában.

Ez potenciálisan gyorsabbá, olcsóbbá és megbízhatóbbá tenné a testön kívüli bizonyos típusú vizsgálatok elvégzését - tehetnéd készítsen olyan teszteket, amelyekből kicsi szövetmintát vesznek, és szekvenálják a HIV-genom darabjaira, a fertőzések korábbi felismerésére és így tovább megbízhatóan. A Stanford kutatói ezt a technikát alkalmazták az egyes rákos betegségekben gyakran előforduló sérült gének keresésére, mint a tumorszövetek gyorsabb szűrésének módjára:

Mivel a qdotok hosszú ideig megfigyelhetik több molekula jelenlétét, A kutatók arra törekszenek, hogy egyfajta optikai vonalkódot hozzanak létre, amely tükrözi a különféle szinteket tumorsejtek. A vonalkód jelölheti a daganat típusát és stádiumát.

Hosszú távon, ha a nanotechnológiai fejlesztők tovább folytathatják az alkatrészek miniatürizálását (vagy kölcsönözhetnek technikákat a mikrochipből) gyártás), egyszerű mikroszkopikus kamerákat építhetnek, amelyek kisebbek, mint a kapilláris átmérője (10 mikron, vagy körülbelül 100 000 atomok át). Ezek a kamerák az egész testet leképezhetik, és telefonálhatják az eredményeket.

Mindezek az adatok, amelyek együttesen szintetizáltak, teljes térképet adhatnak az emberi test legtöbb szövetének, a a hajszálerek perspektíva, amely az egész emberi testet olyan részletességgel mutatja, amely röntgen vagy MRI. Az ilyen jellegű építkezés egyik javaslata az úgynevezett „érrendszeri térképészeti szkennelési nanokészülék”, amelyet Frank Boehm, a „Nanomedical készülékek és rendszerek tervezéseBoehm úgy véli,:

A nano-orvosi diagnosztika és terápia sejt- és molekuláris szinten működik, pontosan ott, ahol sok betegségfolyamatról származik a genezis […] [N] anomedicine képes számos állapot megelőzésére diagnosztizálni és kezelni, mielőtt elterjednének a lehetőségeik. [...] Elképzelhető, hogy képesek lesznek a rendkívül pontos diagnózisok és a gyakorlatilag bármilyen kórokozó vagy toxikus betegség állapotának aprólékos és alapos felszámolására. fenyegetés.

Nanotechnológia és idegtudomány

A nanotechnológia megváltoztathatja azt is, hogy az orvosok hogyan kezelik az agyi rendellenességeket. A dolgok adatgyűjtési oldalán lehet használni nanoméretű gyémánt részecskék, amelyek az agy elektromos aktivitására válaszul világítanak, hogy az agyaktivitást olyan fényfrekvenciákká alakítsák át, amelyek elkerülhetik a koponyát, és amelyeket külső érzékelők regisztrálhatnak.

Ez lehetővé tenné a kutatók számára, hogy az agyat sokkal részletesebben tanulmányozzák. Az agyi tevékenység pontos mintáinak megismerése hasznos lenne a rohamok és a mentális betegségek dinamikájának kimutatásában az egyes agyokban, lehetővé téve a célzott beavatkozások hogy megoldja a problémát.

A flip oldalán lehetséges, hogy szén nanocsöveket használunk jelek továbbítására az egyes idegsejtekbe és az onnan. Jelenleg a technológia van amelyet az olasz kutatók alkalmaztak az elektromos aktivitás hordozására az elhalt agyszövetben stroke vagy fertőzés miatt, de felhasználható lenne az elektróda rácsok készítésére is, amelyek sokkal finomabbak és biokompatibilisek, mint a meglévő technológia, lehetővé téve kifinomultabb implantátumok miközben kevesebb kárt okoz az eredeti szövetben.

Ez elvileg sokkal nagyobb felbontással és szélesebb körben működhet, mint a hagyományos beültetett elektródok, lehetővé téve új típusú agy implantátumok Az agy és a test bedugása - a beültetett számítógépek jövőjeA műszaki innováció és az előrelépés jelenlegi trendjével a megfelelő alkalom a számítógép-ember technológiák korszerűségének feltárására. Olvass tovább és agystimuláló eszközök. Még a jelenleg elérhető viszonylag durva elektróda-implantációval is, az agyi stimuláció hatása jelentős:

Alternatív megoldásként használhatja a ugyanazok a technikák nano-bejuttató kemoterápiában használják más vegyszerek, például neurotranszmitterek és pszichiátriai bejuttatáshoz gyógyszerek sokkal pontosabban meghatározott agyi régiókba (ideértve a gyógyszereket az egyénen belül is) sejtek). A jobb idegrendszeri stimulátorok mellett ez a terápiák sokkal szélesebb körére is kiterjedhet, ideértve a depresszió, szorongás és akár személyiségzavarok kezelését is.

Ez a fajta terápia felhasználható a protézisekkel való szorosabb interfészek létrehozására és további kommunikációs lehetőségek biztosítására a bekapcsolt betegek számára.

Ez a fajta, pontosan megcélzott technológia radikálisan megváltoztathatja a neurológiai orvoslás gyakorlatát. Az adatközpontú pszichiátriai orvosláshoz vezethet, és sokkal inkább a közvetlen beavatkozásra támaszkodhat hatékony és sokkal egzisztenciálisan idegesítő (képzelje el az első számítógépes vírust, amely megfertőzheti a hangulatszabályozó agyat) implantátumok).

A nanotechnológia, ahogy fejlődik, súlyos hatással lesz az emberi állapotra, lehetővé téve számunkra a sejtek károsodásainak kijavítását és az emberi különféle sérülések új és jobb módszereket, de magában foglalja annak szükségességét is, hogy jobban megértsük azokat a testrendszereket, amelyeket megtévesztünk, valamint fel kell ismernünk az etikát, amely együtt jár hogy.

Hogyan vállalja a nanotechnológiát az orvostudományban? Úgy érzi, hogy ez az orvostudomány új határa, vagy a kezdetektől kudarcra van ítélve? Ossza meg gondolatait az alábbi megjegyzés szakaszban.

Kép-jóváírások: nanobots Shutterstockon keresztül, “A DNS tépőzárasként működhet a nanorészecskéknél, ”, Írta: Argonne National Labs,„B0006421 emlőrákos sejtek“, Szerző: Amy Dame,Kvantumpontok„, Írta: Argonne National Labs,“autizmus neuro-képalkotó vizsgálat„Írta: Ian Ruotsala,életkézi 2„, Készítette az Università Campus Bio-Medico di Roma