Нанороботы: технологии будущего в медицине
Впервые термин «нанотехнологии» был использован в 1974 году японским физиком Норио Танигути. Так ученый называл процессы создания полупроводниковых структур с точностью порядка десятков нанометров. Но активно развиваться это перспективное направление науки и техники начало лишь в начале XXI века. Так что же подразумевается под термином «нанотехнологии» в наше время?
На сегодняшний день нанотехнологии – это научно-техническое направление, включающее изучение, разработку, изготовление и применение объектов, размеры которых не превышают нескольких сотен нанометров. Другими словами, величина нанообъектов сопоставима с размерами атомов и молекул. Особенность данных технологий заключается в том, что некоторые физико-химические свойства наноструктур значительно отличаются от соответствующих характеристик микро- и макрообъектов. Одним из перспективных направлений развития этой научно-технической области являются нанороботы.
Наноробот вводит лекарственный препарат в клетку
Нанороботы – это устройства, обладающие размерами менее 1000 нм и способные выполнять различные действия (перемещаться, обмениваться данными, манипулировать другими объектами и т.п.) в соответствии с заложенной разработчиками программой. Движение нанороботов осуществляется с помощью специальных молекулярных моторов – наноразмерных машин, способных преобразовывать приложенную энергию во вращение. Такие двигатели приводятся в действие химическим или световым методом, а также, посредством туннелирования электронов. Для создания нанороботов используются различные технологии 3D-печати. Одна из наиболее перспективных областей применения этих устройств – медицина.
Целевая транспортировка лекарственных препаратов непосредственно к клеткам пораженных тканей – один из возможных вариантов использования нанороботов в медицине. Также предполагается, что специальные наноустройства смогут распознавать раковые клетки и адресно доставлять к ним противоопухолевые препараты. Такой подход позволит повысить эффективность проводимой терапии и сократить количество побочных явлений.
Другое возможное применение нанороботов – это хирургия. Наносварка тканей сосудов позволит уменьшить кровопотерю, повысить качество операционных швов и ускорить процесс заживления. Предполагается, что через некоторое время подобные технологии будут использоваться при трансплантации органов.
Перспективным направлением развития наноробототехники является тканевая инженерия. По прогнозам ученых, в будущем нанотехнологии позволят восстанавливать поврежденные ткани. Предполагается, что группу нанороботов можно будет объединить с помощью специального матрикса в биосовместимую тканеинженерную конструкцию для последующего восстановление поврежденных органов.
Кроме того, ученые рассматривают еще одну возможную область применения нанороботов – поиск и анализ специфических молекул (биомаркеров) в крови пациентов с целью диагностики заболеваний или контроля эффективности проводимой терапии.
В будущем нанороботы, построенные из молекул ДНК человека, смогут применяться в генной инженерии. Это позволит проводить успешную терапию наследственных заболеваний, которые, на сегодняшний день, являются неизлечимыми.
Предполагается, что нанороботы будут вводиться в организм человека с помощью инъекций или приниматься пациентом в виде специальных капсул и таблеток.
Таким образом, по мере совершенствования технологий нанороботы будут находить все более широкое применение в различных областях медицины. В перспективе это позволит увеличить продолжительность жизни человека и повысить ее качество.
Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен,
а также на нашем сайте: Научно-популярный онлайн-журнал "Город науки".