Comment la nanotechnologie est en train de changer l`avenir de la médecine

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Nous avons entendu parler de la nanotechnologie depuis longtemps à la fois la science-fiction et dans les médias, mais pas grand-chose est venu de si loin. Cependant, une nouvelle vague de thérapies nanos sont à l`horizon, et sont prêts à changer le monde de la médecine.

La nanotechnologie, un concept technologique premier proposé par Richard Feynman dans sa conférence 1959: « Il y a beaucoup de place en bas », a été popularisé par Erik Drexler en 1986 par son livre «Les moteurs de la création.» Le livre décrit la possibilité d`autoréplication, des machines à l`échelle moléculaire capables de faire ... à peu près tout.

Le principe a inspiré de nombreuses œuvres de science-fiction, y compris « Prey » et l`excellent Neil Stephenson Michael Crichton « L`âge de diamant. » Le potentiel de la nanotechnologie a pris beaucoup de temps pour montrer son visage, mais il commence enfin à arriver sous la forme de complexe les interventions médicales qui changeront profondément la nature soins de santé dans le futur proche.

La nanotechnologie et la médecine

Le potentiel de la nanotechnologie, au sens plein Drexlerian, est sans précédent. Les vrais assembleurs universels, si nous pouvons comprendre comment les construire, marquera le début d`un profond changement dans la condition humaine. Bien sûr, il y a un long chemin à parcourir. Dans beaucoup de façons, nous ne sommes pas encore près. En d`autres moyens, des progrès ont été continue d`une certaine manière surprenante - et les utiles.

la loi de Moore commande le mouvement continu des progrès en nanotechnologie - nous pouvons maintenant fabriquer des transistors qui existent littéralement sur la nano-échelle, avec des diamètres de centaines d`atomes.Qu`est-ce que la loi de Moore, Et Que faut-il avoir à faire avec vous? [MakeUseOf Explique]Qu`est-ce que la loi de Moore, Et Que faut-il avoir à faire avec vous? [MakeUseOf Explique]Pas de chance n`a rien à voir avec la loi de Moore. Si tel est l`association que vous aviez, vous confondez avec la loi de Murphy. Cependant, vous n`êtes pas loin parce que la loi de Moore et la loi de Murphy ...Lire la suite

De même en médecine, l`un des plus grands problèmes est notre incapacité à cibler correctement les interventions. En médecine psychoactives et Psychologie clinique par exemple, ce que les médecins veulent vraiment faire est de stimuler certaines régions du cerveau et d`autres pour résoudre supprimer sélectivement le problème que le patient a. Il est un simple accident de l`histoire que la meilleure façon de le faire est en ce moment d`administrer des médicaments qui soit dit en passant, dans toute la myriade de façons dont ils changent le cerveau et le corps, se trouvent à avoir certains de ces effets désirés.

Si les chirurgiens pourraient mettre les fils dans le cerveau des peuples et de stimuler de manière sélective des régions spécifiques d`une manière sûre, le domaine de la santé mentale pourrait éviter les effets secondaires des médicaments psychotropes traditionnels. La technique de base a déjà été démontré que le travail dans la dépression, selon un article paru dans la revue Neuron résumant un certain nombre de différents essais cliniques.

Pensez à un cancer aussi bien - ce que les médecins veulent vraiment, en oncologie, est de tuer les cellules tumorales. Il est regrettable que l`un des meilleurs outils pour tuer des cellules tumorales est la chimiothérapie, ce qui a pour effet secondaire malheureux de tuer les cellules aussi régulières. Cela rend également les patients très malades.

La nanotechnologie offre un moyen d`interventions directes dans le corps humain, potentiellement à un niveau de cellules individuelles, en utilisant des éléments d`exploitation intelligents qui sont si petits qu`ils ne nuisent pas physiquement avec la fonction normale du corps. doigts fines moins de dégâts, et des machines plus petites que les meilleurs capillaires dans le corps peut aller partout qui va sang.

Si elles peuvent être assez intelligents, ces dispositifs peuvent nanomédicaux judicieusement choisir où et comment intervenir. De toute évidence, plus sera possible lorsque les ingénieurs peuvent construire des robots qui ont des comportements plus sophistiqués (comme la possibilité de se déplacer sous leur propre pouvoir), mais même nanomachines d`aujourd`hui relativement primitifs ont beaucoup de valeur.

La nanotechnologie et le cancer

brins d`ADN personnalisés sont construits de telle sorte qu`ils se replient dans des formes arbitraires et peuvent avoir des protéines et des enzymes collés sur eux, ce qui leur permet de se comporter de manière intelligente et de répondre à des situations changeantes dans le corps humain. Daniel Levner, un bioingénieur à Harvard, estime que ce comportement est très puissant.

ADN nanorobots pourraient réaliser des programmes complexes qui pourraient un jour être utilisé pour diagnostiquer ou traiter les maladies avec une sophistication sans précédent.

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Ces machines peuvent être utilisées pour construire des cages qui peuvent ouvrir ou fermer en réponse à des signaux chimiques - par exemple, en libérant la chimiothérapie seulement quand ils se cognent en marqueurs de protéines spécifiquement associées à tissu tumoral.

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Cela permettra à l`application de la chimiothérapie dirigée, tout en minimisant ou en éliminant les effets secondaires. Cela permettra également le déploiement de chimiothérapies qui sont plus efficaces que les traitements existants, mais ne peut actuellement être utilisé en raison de la gravité des effets secondaires.

Une approche similaire, mais différente est d`utiliser de minuscules nanoparticules en silice et de l`or qui se lient à un tissu tumoral, et sature la tumeur. Ensuite, les lasers proche infrarouge peuvent être appliquées, qui n`interagissent pas beaucoup avec le tissu humain, mais ne causent les nanoparticules d`or pour chauffer.

Ce processus permet à des zones spécifiques du tissu (ceux qui sont remplis avec des nanoparticules et dans le trajet du laser) à incinérer. En accordant les deux lasers et la distribution des particules, les médecins peuvent détruire les tissus cancéreux de manière très sélective. Le tissu mort peut être enlevée chirurgicalement ou nettoyé par le système immunitaire lui-même, selon l`échelle de la maladie. Une variante du procédé consiste à utiliser des coquilles creuses d`or qui libèrent une charge utile de la chimiothérapie lorsqu`elle est chauffée, ce qui permet l`utilisation de lasers pour affiner plus loin où les médicaments sont déployées (si les protéines de marqueurs tumoraux ne sont pas suffisamment spécifiques).

La nanotechnologie et Diagnostics

Un autre domaine dans lequel la nanotechnologie a le potentiel de révolutionner le domaine médical est dans la collecte des données médicales. Avec la nanotechnologie, il est possible de distribuer des dispositifs de diagnostic nano-échelle dans tout le corps qui détectent les changements chimiques qu`ils se produisent. Cela peut permettre un suivi en temps réel plus de la santé et de l`état d`un patient d`une manière qui ne sont pas possible autrement.

En dehors du corps, la nanotechnologie peut également être utilisé pour accélérer le séquençage des gènes et l`analyse chimique en utilisant des points quantiques attachés soit à des séquences partielles d`ADN ou des protéines qui se lient à d`autres matériaux médecins sont intéressés. Ensuite, il vous suffit de regarder la répartition des éléments lumineux pour voir ce qui était présent dans l`échantillon.

Cela pourrait le rendre plus rapide, moins cher et plus fiable pour faire certains types de tests en dehors du corps - vous pouvez construire des tests qui prennent un petit échantillon de tissu et la séquence pour des morceaux du génome du VIH, la détection des infections plus tôt et de façon plus fiable. Les chercheurs de Stanford ont utilisé cette technique pour rechercher des gènes endommagés communs dans certains cancers, comme un moyen de dépister plus rapidement le tissu tumoral:

Parce que qdots peuvent suivre la présence de plusieurs molécules sur une longue période de temps, les chercheurs visent à les utiliser pour générer une sorte de code-barres optique reflétant les niveaux de différents marqueurs tumoraux. Le code-barres pourrait indiquer le type de tumeur et le stade.

À long terme, si les développeurs de la nanotechnologie peuvent continuer à miniaturiser les parties (ou emprunter des techniques de fabrication de puces électroniques), ils pourraient construire des caméras microscopiques simples, plus petits que le diamètre d`un capillaire (10 microns, soit environ 100 000 atomes à travers). Ces caméras pourraient cartographier le corps entier, téléphoner à la maison les résultats.

Toutes ces données, synthétisée ensemble, pourrait fournir une carte complète de la plupart des tissus dans le corps humain, du point de vue de ses capillaires, montrant un corps humain entier dans un niveau de détail qui est impossible avec des rayons X ou IRM. Une proposition pour la construction de quelque chose comme ceci est le soi-disant « Vascular Cartographique balayage Nanodevice », développé par Frank Boehm, l`auteur de l`appareil nanomédecine et la conception du système. » Boehm croit:

diagnostic Nano-médical et thérapeutique fonctionnent à des niveaux cellulaires et moléculaires, précisément où de nombreux processus pathologiques trouvent leur origine [...] [N] anomedicine a le potentiel pour le diagnostic et le traitement de nombreuses conditions préventivement, avant qu`ils aient la possibilité de proliférer. [...] [I] l est concevable qu`ils soient empreints d`une capacité pour les diagnostics très précis et l`éradication méticuleuse et approfondie de pratiquement tout état de maladie, menace pathogène ou toxique.

Les nanotechnologies et les neurosciences

La nanotechnologie a également le potentiel de changer la façon dont les médecins traitent les troubles du cerveau. Du côté de collecte de données des choses, il peut être possible d`utiliser des particules de diamant nano-échelle, qui éclairent en réponse à l`activité électrique du cerveau, pour convertir l`activité cérébrale en fréquences de lumière qui pourraient échapper à la tête de mort et être enregistrés par externe capteurs.

Cela permettrait aux chercheurs d`étudier le cerveau beaucoup plus en détail. Etre capable de voir les modèles exacts de l`activité cérébrale serait utile pour débusquer la dynamique des crises et la maladie mentale dans le cerveau des individus, ce qui permet des interventions ciblées pour résoudre le problème.

D`un autre côté, il peut être possible d`utiliser des nanotubes de carbone pour transporter des signaux vers et à partir des neurones individuels. En ce moment, la technologie est appliquée par des chercheurs italiens portant l`activité électrique à travers le tissu cérébral mort laissé par des coups ou des infections, mais il pourrait également être utilisé pour faire des grilles d`électrodes qui sont beaucoup plus fines et plus bio-compatible que la technologie existante, ce qui permet implants plus sophistiqués tout en faisant moins de dégâts au tissu d`origine.

Cela pourrait, en principe, fonctionner à une résolution beaucoup plus élevée et sur une portée plus large que les électrodes implantées traditionnelles, ce qui permet de nouveaux types de implants cérébraux et des dispositifs stimulant le cerveau. Même avec l`implantation d`électrodes relativement brut disponible aujourd`hui, les effets de la stimulation du cerveau sont importantes:Dans votre cerveau brancher et corps - L`avenir de Ordinateurs implantablesDans votre cerveau brancher et corps - L`avenir de Ordinateurs implantablesAvec la tendance actuelle de l`innovation technique et la promotion, est maintenant un bon moment pour explorer l`état de l`art dans les technologies informatiques humaine.Lire la suite

Alternativement, il est possible d`utiliser les mêmes techniques utilisées pour la chimiothérapie nano-distribution pour fournir d`autres produits chimiques, comme les neurotransmetteurs et les médicaments psychiatriques aux régions spécifiques du cerveau avec beaucoup plus de précision (y compris la délivrance de médicaments à l`intérieur des cellules individuelles). Avec de meilleurs stimulateurs neuronaux, cela pourrait aussi étendre à une gamme beaucoup plus large de thérapies, y compris le traitement de la dépression, l`anxiété et même des troubles de la personnalité.

pourrait également être utilisé ce genre de thérapie pour créer des interfaces plus strictes avec des prothèses et fournir plus d`options de communication aux patients « immobilisés.

Ce type de technologie précisément ciblée pourrait changer radicalement la façon dont la médecine neurologique est pratiquée. Elle pourrait conduire à la médecine psychiatrique qui est axée sur les données et repose sur une intervention directe qui est beaucoup plus efficace et beaucoup plus dérangeant existentiellement (imaginez le premier virus informatique qui peut infecter les implants cérébraux de régulation de l`humeur).

La nanotechnologie, à mesure qu`il avance, aura un impact profond sur la condition humaine, qui nous permet de réparer les dommages cellulaires et traiter une variété d`affections humaines nouvelles et de meilleures façons, mais il apporte également un besoin d`une meilleure compréhension des systèmes du corps que nous falsification, ainsi qu`une appréciation de l`éthique qui vont de pair avec cela.

Quelle est votre opinion sur les nanotechnologies en médecine? Pensez-vous qu`il est la nouvelle frontière pour la science médicale, ou est-elle vouée à l`échec dès le départ? Partagez vos pensées dans la section des commentaires ci-dessous.