Como a nanotecnologia está mudando o futuro da medicina

Temos ouvido sobre a nanotecnologia por um longo tempo, tanto ficção científica e nos meios de comunicação, mas não muito veio de tão longe. No entanto, uma nova onda de terapias baseadas em nanotecnologia estão no horizonte, e está pronto para mudar o mundo da medicina.

Nanotecnologia, um conceito tecnológico proposto pela primeira vez por Richard Feynman em sua 1,959 palestra, “Há muito espaço na parte inferior”, foi popularizado por Erik Drexler em 1986 através de seu livro “Os Engines of Creation.”O livro esboçou a possibilidade de auto-replicante, máquinas em escala molecular capazes de fazer ... praticamente qualquer coisa.

A premissa tem inspirado muitas obras de ficção científica, incluindo de Michael Crichton “Prey” e excelente de Neil Stephenson “The Diamond Age.” O potencial da nanotecnologia levou muito tempo para mostrar que é cara, mas está finalmente começando a chegar na forma de sofisticada intervenções médicas que irá mudar profundamente a natureza do cuidados de saúde no futuro próximo.

Nanotecnologia e Medicina

O potencial para a nanotecnologia, no sentido Drexlerian cheio, não tem precedentes. montadores universais verdadeiros, se pudermos descobrir como construí-los, dará início a uma profunda mudança na condição humana. Claro, há um longo caminho a percorrer. Em muitas maneiras, não estamos nem perto. Em outros aspectos, o progresso tem sido contínuo em alguns aspectos surpreendentes - e os úteis.

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Video: Nanotecnologia 2016,EL FUTURO YA ESTA AQUI ! Aplicaciones nanotecnologicas

Da mesma forma em medicina, um dos maiores problemas é a nossa incapacidade para direcionar corretamente intervenções. Na medicina psicoativas e Psicologia Clínica por exemplo, o que os médicos realmente quer fazer é estimular algumas regiões do cérebro e suprimir outros para resolver seletivamente qualquer problema que o paciente tem. É um mero acidente da história que a melhor maneira de fazer isso agora é administrar medicamentos que aliás, em toda a miríade de formas que mudam o cérebro eo corpo, acontecerá a ter alguns desses efeitos desejados.

Se cirurgiões poderia colocar fios em cérebros das pessoas e seletivamente estimular regiões específicas de uma forma segura, o campo da saúde mental poderia evitar os efeitos colaterais das drogas psicoativas tradicionais. A técnica básica já foi demonstrado que funciona em depressão, de acordo com um artigo em Neuron resumindo um número de diferentes ensaios clínicos.

Pense sobre o cancro, bem como - o que os médicos realmente deseja, em oncologia, é para matar as células tumorais. É lamentável que uma das melhores ferramentas para matar células tumorais é a quimioterapia, que tem o efeito colateral de também matar células regulares. Isso também faz com que os pacientes muito doentes.

A nanotecnologia oferece uma maneira de direcionar intervenções no corpo humano, potencialmente em um nível de células individuais, utilizando elementos operacionais inteligentes que são tão pequenos que não fisicamente interferir com a função normal do corpo. dedos finos fazer menos danos, e máquinas menores do que a mais fina capilar no corpo pode ir a qualquer lugar que o sangue vai.

Se eles podem ser feitos inteligente o suficiente, esses dispositivos nanomedical pode judiciosamente escolher onde e como intervir. Obviamente, mais será possível quando os engenheiros podem construir robôs que têm comportamentos mais sofisticados (como a capacidade de mover-se sob o seu próprio poder), mas mesmo nanomáquinas relativamente primitivas de hoje têm muito valor.

Nanotecnologia e Câncer

fios de mercadorias de ADN são construídos de tal forma que eles irão dobrar-se em formas arbitrárias e podem ter proteas e enzimas ligadas para eles, o que lhes permite comportar-se de maneira inteligente e responder a situações de mudança no corpo humano. Daniel Levner, um bioengineer em Harvard, acredita que este comportamento é muito poderoso.

nanorrobôs de DNA poderia potencialmente levar a cabo programas complexos que poderiam um dia ser usadas para diagnosticar ou tratar doenças com sofisticação sem precedentes.

Estas máquinas podem ser usados ​​para construir gaiolas que pode abrir ou fechar, em resposta a estímulos químicos - por exemplo, libertando quimioterapia apenas quando eles se chocam com marcadores de proteínas especificamente associadas com o tecido do tumor.

Isto irá permitir a aplicação de quimioterapia dirigida, enquanto minimizando ou eliminando os efeitos colaterais. Isto irá também permitir o desenvolvimento de quimioterapias que sejam mais eficazes do que as terapias existentes, mas actualmente não pode ser usado devido à gravidade dos efeitos colaterais.

Uma abordagem semelhante, mas diferente é a utilização de nanopartículas feitas de sílica e de ouro que se ligam a tecido tumoral, e saturar o tumor. Então, lasers do infravermelho próximo pode ser aplicada, o que não interagir muito com o tecido humano, mas fazer com que as nanopartículas de ouro para aquecer.

Este processo permite que as áreas específicas de tecido (aqueles preenchidos com nanopartículas e no caminho do laser) a ser incinerado. Ao ajustar ambas os lasers e a distribuição de partículas, os médicos podem destruir o tecido do cancro de forma muito selectiva. O tecido morto pode ser cirurgicamente removida ou feita pelo próprio sistema imunológico, dependendo da escala da doença. Uma variação do processo é a utilização de cascas ocas de ouro que libertam uma carga útil de quimioterapia, quando aquecido, permitindo o uso de lasers para refinar mais drogas, onde são implantados (se proteas marcadoras tumorais não são suficientemente específica).

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Nanotecnologia e Diagnóstico

Outra área em que a nanotecnologia tem o potencial para revolucionar o campo da medicina é na coleta de dados médicos. Com a nanotecnologia, é possível distribuir dispositivos de diagnóstico de nano-escala por todo o corpo que detectar mudanças químicas como eles acontecem. Isso pode permitir que mais perto rastreamento em tempo real de saúde e estado de um paciente de maneiras que não são de outra maneira possível.

Do lado de fora do corpo, a nanotecnologia pode também ser usado para acelerar a sequenciação de genes e análise química usando quantum dots ligado ou a sequências de DNA parciais, ou proteínas que se ligam a outros médicos materiais está interessado. Em seguida, pode basta olhar para a distribuição de elementos brilhante para ver o que estava presente na amostra.

Isso poderia torná-lo mais rápido, mais barato e mais confiável para fazer certos tipos de testes fora do corpo - você pode construir testes que levam uma pequena amostra de tecido e sequência lo por pedaços do genoma do HIV, detectando infecções mais cedo e de forma mais confiável. Pesquisadores da Stanford usaram esta técnica para procurar genes danificados comuns em certos tipos de câncer, como uma forma de tela tecido tumoral mais rápido:

Porque qdots pode controlar a presença de múltiplas moléculas durante um período prolongado de tempo, os investigadores têm como objectivo usá-las para gerar um tipo de código de barras óptico que reflecte os níveis de vários marcadores tumorais. O código de barras pode indicar tipo de tumor e estágio.

Video: Pesquisa da Nasa revolucionará a medicina no mundo, nanotecnologia

No longo prazo, se promotores nanotecnologia pode continuar para miniaturizar as partes (ou emprestar técnicas de fabricação de circuito integrado), que poderia construir câmaras microscópicas simples, mais pequenas do que o diâmetro de um capilar (10 micron, ou cerca de 100.000 átomos de diâmetro). Estas câmeras podem mapear todo o corpo, telefonar para casa os resultados.

Todos os dados que, sintetizado em conjunto, pode proporcionar um mapa completo da maior parte do tecido do corpo humano, do ponto de vista dos seus capilares, que mostra um corpo humano inteiro em um nível de detalhe que é impossível com raios X ou ressonância magnética. Uma proposta para a construção de algo como isso é o chamado “Vascular Cartográfica Scanning nanodevice”, que está sendo desenvolvido por Frank Boehm, o autor de ‘Dispositivo nanomedical e design do sistema.` Boehm acredita:

diagnóstico e terapêutica nano-médica operar em níveis celulares e moleculares, precisamente onde muitos processos de doença encontrar sua gênese [...] [N] anomedicine tem o potencial para o diagnóstico e tratamento de muitas doenças preventivamente, antes que eles tenham a oportunidade de proliferar. [...] [I] t é concebível que eles serão imbuídos de capacidades para os diagnósticos de alta precisão e erradicação meticulosa e completa de praticamente qualquer estado de doença, patogénico ou ameaça tóxica.

Nanotecnologia e Neuroscience

A nanotecnologia também tem o potencial de mudar a forma como os médicos tratam distúrbios cerebrais. No lado de recolha de dados de coisas, pode ser possível a utilização de partículas de diamante de nano-escala, que acendem em resposta a actividade eléctrica do cérebro, para converter a actividade cerebral em frequências de luz que podiam escapar do crânio e ser registados por externo sensores.

Isso permitiria que os pesquisadores para estudar o cérebro com muito mais detalhes. Ser capaz de ver padrões exatos de atividade cerebral seria útil para desentocar a dinâmica de convulsões e doença mental em cérebros individuais, permitindo intervenções direcionadas para resolver o problema.

Video: Nanotecnologia

Por outro lado, pode ser possível a utilização de nanotubos de carbono para transportar sinais para e a partir de neurónios individuais. Agora, a tecnologia está sendo aplicada por pesquisadores italianos para realizar a atividade elétrica em todo o tecido morto cérebro esquerdo por acidentes vasculares cerebrais ou infecções, mas também poderia ser usado para fazer grades de eletrodos que são muito mais fina e mais bio-compatíveis do que a tecnologia existente, permitindo implantes mais sofisticados ao fazer menos danos ao tecido original.

Isso poderia, em princípio, operar a uma resolução muito maior e em um âmbito mais amplo do que eletrodos tradicionais implantados, permitindo novos tipos de implantes cerebrais e cérebro estimulando dispositivos. Mesmo com o implante de eléctrodo relativamente em bruto disponíveis hoje em dia, os efeitos da estimulação do cérebro são significativos:Obstrução no seu cérebro e corpo - The Future Of implantados ComputadoresObstrução no seu cérebro e corpo - The Future Of implantados ComputadoresCom a tendência atual de inovação técnica e avanço, agora é um bom momento para explorar o estado da arte em tecnologias de computador-humano.consulte Mais informação

Em alternativa, é possível utilizar as mesmas técnicas utilizadas para a quimioterapia-entregar nano para entregar outros produtos químicos, como neurotransmissores e drogas psiquiátricas para regiões específicas do cérebro com muito mais precisão (incluindo a libertação de fármacos no interior das células individuais). Junto com melhores pacemakers neurais, isso também poderia estender-se a uma gama muito mais ampla de terapias, incluindo tratamento para a depressão, ansiedade e até mesmo transtornos de personalidade.

Este tipo de terapia também pode ser usado para criar interfaces de mais apertados com dispositivos protéticos e fornecer mais opções de comunicação para pacientes ‘locked-in`.

Este tipo de tecnologia precisamente alvo pode mudar radicalmente a maneira que a medicina neurológica é praticada. Isso poderia levar a medicina psiquiátrica que é baseada em dados e depende de intervenção direta que é muito mais eficaz e muito mais existencialmente perturbador (imagine o primeiro vírus de computador que pode infectar implantes humor-regulação do cérebro).

Nanotecnologia, à medida que avança, vai ter um impacto profundo sobre a condição humana, permitindo-nos para reparar danos celulares e tratar uma variedade de aflições humanas em maneiras novas e melhores, mas também traz consigo a necessidade de maior compreensão dos sistemas do corpo que estamos adulteração, bem como uma apreciação da ética que vão junto com isso.

Qual é a sua opinião sobre nanotecnologia na medicina? Você sente que é a nova fronteira para a ciência médica, ou está condenada ao fracasso desde o início? Compartilhe seus pensamentos na seção de comentários abaixo.