Nanoteknoloji Tıbbın Geleceğini Nasıl Değiştiriyor?

Hem bilim kurgu hem de medyada uzun süredir nanoteknoloji hakkında bir şeyler duyuyoruz, ancak bugüne kadar pek bir şey gelmedi. Bununla birlikte, yeni bir nanoteknolojik tedaviler dalgası ufukta ve tıp dünyasını değiştirmeye hazır.

Nanoteknoloji, ilk olarak 1959 dersinde Richard Feynman tarafından önerilen teknolojik bir kavramdır., “Dipte Bol Oda Var”, 1986'da Erik Drexler tarafından kitabı ile popülerleştirildi. “Yaratılış Motorları.” Kitapta, kendi kendini kopyalayan, moleküler ölçekli makinelerin yapabileceklerini ve neredeyse her şeyi yapabilecekleri özetlendi..

Mülkiyet Michael Crichton da dahil olmak üzere birçok bilim kurgu çalışmalarına ilham verdi “Av” ve Neil Stephenson mükemmel “Elmas Çağı.” Nanoteknolojinin potansiyelinin yüzünü göstermesi uzun zaman aldı ancak nihayet sağlık hizmetlerinin doğasını derinden değiştirecek olan sofistike tıbbi müdahaleler haline gelmeye başlıyor..

Nanoteknoloji ve Tıp

Tam Drexlerian anlamında nanoteknoloji potansiyeli görülmemiştir. Gerçek evrensel montajcılar, nasıl inşa edileceğini bulabilirsek, insan koşullarında derin bir kaymaya neden olur. Tabii ki, gitmek için uzun bir yol var. Birçok yönden, yakın bile değiliz. Diğer yollarla, ilerleme bazı şaşırtıcı şekillerde devam etti - ve faydalı olanlar.

Moore Yasası Moore Yasası Nedir ve Sizinle ne ilgisi var? [MakeOseOf 'Açıklar] Moore Yasası Nedir ve Sizinle Ne Yapmalı? [Açıklamayı Yapın] Kötü şansın Moore Yasası ile ilgisi yok. Eğer bu yaptığın birlikse, Murphy Yasası ile karıştırıyorsun. Bununla birlikte, çok uzak değildiniz, çünkü Moore Yasası ve Murphy Yasası… nanoteknolojide sürekli gelişmelere neden oluyor - artık nano ölçekte tam anlamıyla var olan ve yüzlerce atom çapındaki transistörleri üretebiliyoruz..

Aynı şekilde tıpta da en büyük sorunlardan biri müdahaleleri doğru hedeflemememizdir. Psikoaktif tıp ve klinik psikolojide 6 Psikoloji ve İnsan Davranışı Üzerine Zihin-Üfleme TED Konuşmaları 6 Zihin-Üfleme TED Psikoloji ve İnsan Davranışı İle İlgili Konuşmalar İnsan beyninin karmaşık ve kafa karıştırıcı olması insan davranışının neden bu kadar karmaşık ve kafa karıştırıcı olduğunu açıklar. İnsanlar tamamen farklı bir şeyler hissettiğinde bir şekilde hareket etme eğilimindedirler. İşte bunlardan bazıları… örneğin, doktorların gerçekten yapmak istedikleri, bazı beyin bölgelerini uyarmak ve diğerlerini hastanın hangi problemi olursa olsun seçerek çözmelerini sağlamaktır. Şu anda bunu yapmanın en iyi yolunun, tesadüfen, beyni ve vücudu değiştirmenin çeşitli şekillerinde, istenen etkilerden bazılarına sahip olan ilaçları vermektir..

Cerrahlar telleri halkların beynine sokup spesifik bölgeleri güvenli bir şekilde seçici bir şekilde uyarabilseydi, zihinsel sağlık alanı geleneksel psikoaktif ilaçların yan etkilerinden kaçınabilir. Neuron'da bir dizi farklı klinik çalışmayı özetleyen bir makaleye göre, temel tekniğin zaten depresyonda çalıştığı gösterilmiştir..

Kanseri de düşünün - doktorların gerçekte istedikleri şey onkolojide tümör hücrelerini öldürmektir. Tümör hücrelerini öldürmek için en iyi araçlardan birinin, normal hücrelerin de öldürülmesinin talihsiz yan etkisine sahip olan kemoterapi olması talihsiz bir durumdur. Bu da hastaları çok hasta ediyor.

Nanoteknoloji, fiziksel olarak normal vücut fonksiyonuna müdahale etmeyecek kadar küçük akıllı işletim elemanları kullanarak, potansiyel olarak bireysel hücreler düzeyinde, insan vücudundaki müdahaleleri yönlendirmenin bir yolunu sunar. İnce parmaklar daha az zarar verir ve vücuttaki en iyi kılcal damardan daha küçük olan makineler kanın gittiği her yere gidebilir.

Yeterince akıllı hale getirilebilirlerse, bu tür nanomedikal cihazlar, nerede ve nasıl müdahale edileceğini makul bir şekilde seçebilir. Açıkçası, mühendisler daha karmaşık davranışlara sahip (kendi güçleri altında hareket edebilme kabiliyetleri gibi) robotlar inşa edebilirler, ancak bugünün nispeten ilkel nanomakinlerinin çok büyük bir değeri var.

Nanoteknoloji ve Kanser

Özel DNA zincirleri, rastgele şekillerde katlanacakları ve kendilerine yapışmış protein ve enzimlere sahip olacakları, zeki şekillerde davranmalarını ve insan vücudundaki değişen durumlara cevap vermelerini sağlayacak şekilde oluşturulurlar. Harvard'da bir biyomühendis olan Daniel Levner, bu davranışın çok güçlü olduğuna inanıyor.

DNA nanorobotları, bir gün benzeri görülmemiş sofistike hastalıkları teşhis etmek veya tedavi etmek için kullanılabilecek karmaşık programlar yürütebilir.

Bu makineler, kimyasal ipuçlarına cevap olarak açılabilen veya kapayabilen kafesler oluşturmak için kullanılabilir - örneğin, yalnızca tümör dokusu ile ilişkili protein belirteçlerine çarptıklarında kemoterapiyi serbest bırakmak için.

Bu, yan etkileri en aza indirirken veya yok ederken yönlendirilmiş kemoterapinin uygulanmasına izin verecektir. Bu aynı zamanda mevcut tedavilerden daha etkili olan kemoterapilerin kullanılmasına izin verir, ancak şu anda yan etkilerin ciddiyeti nedeniyle kullanılamaz.

Benzer fakat farklı bir yaklaşım, tümör dokusuna bağlanan silika ve altından yapılmış minik nanoparçacıkları kullanmak ve tümörü doyurmaktır. Daha sonra, insan dokusuyla fazla etkileşime girmeyen, ancak altın nanoparçacıkların ısınmasına neden olan yakın kızılötesi lazerler uygulanabilir..

Bu işlem belirli doku alanlarının (nanopartiküller ile doldurulmuş ve lazer yolunda) yakılmasını sağlar. Hem lazerleri hem de partikül dağılımını ayarlayarak, doktorlar kanser dokusunu çok seçici bir şekilde imha edebilir. Ölü doku, hastalığın ölçeğine bağlı olarak immün sistemin kendisi tarafından cerrahi olarak çıkarılabilir veya temizlenebilir. Prosedürün bir varyasyonu, ısıtıldığında bir kemoterapi yükü bırakan içi boş altın mermileri kullanmak, lazerlerin ilaçların kullanıldığı yerlerde daha da rafine edilmesine izin verilmesidir (tümör marker proteinleri yeterince spesifik değilse)..

Nanoteknoloji ve Teşhis

Nanoteknolojinin tıbbi alanda devrim yaratma potansiyeline sahip olduğu bir diğer alan ise tıbbi veri toplamadır. Nanoteknoloji ile, kimyasal değişiklikleri olduğu gibi tespit eden nano ölçekli teşhis cihazlarının vücutta dağıtılması mümkündür. Bu, bir hastanın sağlığını ve durumunu, başka türlü mümkün olmayan şekillerde daha yakından takip etmenize izin verebilir..

Vücudun dışında, nanoteknoloji, kısmi DNA sekanslarına bağlı kuantum noktalarını ya da doktorların ilgilendiği diğer materyallere bağlanan proteinleri kullanarak gen sekansını ve kimyasal analizi hızlandırmak için de kullanılabilir. O zaman, sadece Örnekte ne olduğunu görmek için parlayan elemanlar.

Bu potansiyel olarak vücudun dışında bazı test türlerini yapmayı daha hızlı, daha ucuz ve daha güvenilir hale getirebilir - küçük bir doku örneği alan testler oluşturabilir ve HIV genomunun parçaları için sıralayabilir ve enfeksiyonları daha erken ve daha güvenilir şekilde tespit edebilirsiniz. Stanford'daki araştırmacılar, bu tekniği bazı kanserlerde sık görülen hasarlı genleri aramak için tümör dokusunu daha hızlı taramanın bir yolu olarak kullandılar:

Qdots, uzun bir süre boyunca çoklu moleküllerin varlığını izleyebildiğinden, araştırmacılar, bunları çeşitli tümör markörlerinin seviyelerini yansıtan bir tür optik barkod üretmek için kullanmayı amaçlamaktadır. Barkod tümör tipini ve evresini gösterebilir.

Uzun vadede, nanoteknoloji geliştiricileri parçaları minyatürleştirmeye devam ederse (veya mikroçip üretiminden ödünç alma teknikleri), kılcal damar çapından daha küçük (10 mikron veya 100.000 atom çapında) basit mikroskopik kameralar oluşturabilirler. Bu kameralar tüm vücudu haritalandırabilir ve sonuçları eve yönlendirebilir..

Birlikte sentezlenen tüm bu veriler, insan vücudundaki dokuların çoğunun, kılcal kısımlarına bakılarak, bütün bir insan vücuduna, X-ışını veya MRI ile imkansız olan bir ayrıntı seviyesini gösteren tam bir haritasını sağlayabilir. Böyle bir şey inşa etmek için bir teklif sözde “Vasküler Kartografik Tarama Nanodevisi”, Nanomedical Device and System Design'ın yazarı Frank Boehm tarafından geliştiriliyor. Boehm inanıyor:

Nano-tıbbi teşhis ve terapötikler, hücresel ve moleküler seviyelerde çalışır, tam olarak birçok hastalık işleminin kendi genezini bulduğu yerde […] [N] anomedikinin çoğalmaya fırsat vermeden önce birçok durumu önleyici olarak teşhis etme ve tedavi etme potansiyeli vardır. […] [I], yüksek hassasiyete sahip teşhisler için kapasitelerle ve neredeyse her türlü hastalık durumu, patojenik veya toksik tehdidin titiz ve kapsamlı bir şekilde ortadan kaldırılması ile aşılanabilecekleri düşünülemez..

Nanoteknoloji ve Sinirbilim

Nanoteknoloji ayrıca doktorların beyin bozukluklarını tedavi etme şeklini değiştirme potansiyeline sahiptir. Şeylerin veri toplama tarafında, beynin faaliyetini kafatasından kaçabilecek ve dış tarafından kaydedilebilecek ışık frekanslarına dönüştürmek için beynin elektriksel aktivitesine karşılık olarak aydınlanan nano ölçekli elmas parçacıkları kullanmak mümkün olabilir. sensörler.

Bu, araştırmacıların beyni çok daha ayrıntılı olarak incelemesini sağlar. Beyin aktivitesinin kesin kalıplarını görebilmek, beyinlerde nöbet ve zihinsel hastalık dinamiklerini ortaya çıkarmak ve sorunu çözmek için hedeflenen müdahalelere izin vermek için yararlı olacaktır..

Kapak tarafında, ayrı ayrı nöronlardan sinyalleri almak için karbon nanotüpleri kullanmak mümkün olabilir. Şu anda, teknoloji, İtalyan araştırmacılar tarafından, darbeler veya enfeksiyonların bıraktığı ölü beyin dokusunda elektriksel aktivite taşımak için uygulanmaktadır, ancak aynı zamanda, mevcut teknolojiden daha ince ve biyolojik olarak daha uyumlu olan elektrot ızgaralarını yapmak için de kullanılabilir. orijinal dokuya daha az zarar verirken daha karmaşık implantlar.

Bu, ilke olarak, geleneksel implante elektrotlardan çok daha yüksek bir çözünürlükte ve daha geniş bir alanda çalışarak, Beyninize ve Vücudunuza Takılan Yeni Türlerde Beyin İmplantlarının Takılmasına - Beyninize ve Vücudunuza Takılan İmplante Edilen Bilgisayarların Geleceği - İmplante Edilen Bilgisayarlar Mevcut teknik yenilik ve gelişme eğilimi ile birlikte, bilgisayar-insan teknolojilerindeki son teknolojiyi keşfetmek için şimdi iyi bir zaman. ve beyin stimüle edici cihazlar. Bugün mevcut nispeten ham elektrot implantasyonu ile bile, beyin stimülasyonunun etkileri önemlidir:

Alternatif olarak, nano taşıyıcı kemoterapide kullanılan tekniklerin, nörotransmiterler ve psikiyatrik ilaçlar gibi diğer kimyasalların belirli beyin bölgelerine (tek tek hücrelerin içine ilaçların verilmesi de dahil olmak üzere) çok daha hassas bir şekilde verilmesi için kullanılması mümkündür. Daha iyi sinir pilleri ile birlikte, bu aynı zamanda depresyon, anksiyete ve hatta kişilik bozukluklarının tedavisi de dahil olmak üzere çok daha geniş bir tedavi yelpazesine uzanabilir..

Bu tür bir tedavi, protez cihazlarla daha sıkı arayüzler oluşturmak ve 'kilitli' hastalara daha fazla iletişim seçeneği sağlamak için de kullanılabilir..

Kesin olarak hedeflenen bu tür bir teknoloji, nörolojik tıbbın uygulanma şeklini kökten değiştirebilir. Veriye dayalı psikiyatri tıbbına yol açabilir ve çok daha etkili ve çok daha fazla varoluşlu olan doğrudan müdahaleye dayanabilir (ruh düzenleyici beyin implantlarını enfekte edebilen ilk bilgisayar virüsünü hayal edin).

Nanoteknoloji, ilerledikçe, insani durum üzerinde derin bir etkiye sahip olacak, hücresel hasarı onarmamıza ve çeşitli insan rahatsızlıklarını yeni ve daha iyi şekillerde tedavi etmemize izin verecek, ancak bununla birlikte vücut sistemlerini daha iyi anlaması için bir ihtiyaç getirecek karıştırdığımız, bununla birlikte devam eden ahlakın takdir edilmesi.

Tıpta nanoteknolojiye ne dersiniz?? Tıp biliminin yeni sınırı olduğunu düşünüyor musunuz, yoksa baştan başarısızlığa mahkum mu? Aşağıdaki yorum bölümünde düşüncelerinizi paylaşın.

Resim kredisi: Shutterstock Üzerinden Nanobotlar, “DNA nanoparçacıklar için cırt cırt gibi hareket edebilir,”, Argonne National Labs tarafından, “B0006421 Meme Kanseri Hücreleri“, Amy Dame tarafından, “Kuantum noktaları“, Argonne National Labs tarafından, “otizm nöro görüntüleme çalışması“, Ian Ruotsala tarafından, “hayat eli 2“, Yazan: Università Campus Bio-Medico di Roma