Наномедицина - Българско трансхуманистично движение

НАНОМЕДИЦИНА - наблюдение, ремонт, проектиране и контрол на човешките биологични системи на молекулярно ниво, използвайки разработените наноустройства и наноструктури. Това определение е създадено от водещия пионер в тази област и анализатор в Института за молекулярно производство на IMM Робърт Фрейтас. Наномедицината включва прилагането на постиженията на нанотехнологиите при лечението иподмладяване на човека, включително постигане на физическо безсмъртие.

Ново интердисциплинарно направление на медицинската наука в момента е в начален стадий. Нейните методи тепърва излизат от лабораториите и повечето от тях все още съществуват само под формата на проекти. Повечето експерти обаче смятат, че тези методи ще станат основни през 21 век. Например, американският Национален институт по здравеопазване включи наномедицината в петте приоритетни области за развитие на медицината през 21 век, а Националният институт по рака на САЩ ще приложи постиженията на наномедицината при лечението на рак. Редица чуждестранни научни центрове вече демонстрираха прототипи в областта на диагностиката, лечението, протезирането и имплантирането.

Класик в областта на нанотехнологичните разработки и прогнози, Ерик Дрекслър в своите фундаментални трудове описва основните методи за лечение и диагностика, базирани на нанотехнологиите. Ключово предизвикателство за постигането на тези удивителни резултати е създаването на машини за ремонт на клетки, които са прототипирани от нанороботи, наричани още асемблери или репликатори. Но ако обикновените нанороботи трябва да могат да превръщат едно нещо в друго, като пренареждат атомите, които ги изграждат, тогава медицинските нанороботи трябва да могат да диагностицират заболявания, като циркулират в кръвта и лимфната система на човек и вътрешните органи, да доставят лекарства и дори да извършват хирургически операции. Те ще могат да унищожат болестите в момента на тяхното възникване и да върнат младостта. Освен това изглежда уместно намирането на нанороботи в нервната система за анализ на нейната дейност, както и възможността за коригиране на собствената ДНК, например, за лечение на алергии и диабет. Медицинските нанороботи ще осигурят способността да съживяват хора,замразени от крионика.

Един типичен медицински наноробот би бил достатъчно микронен размер, за да се движи през капилярите и би бил (въз основа на сегашното мислене) въглерод. Въглеродът и неговите производни са избрани поради тяхната висока якост и химическа инертност. Дизайнът на нанороботите все още не е разработен и е на етап проектиране. Тяхното използване, ред, време на работа и изтегляне от тялото ще зависи от конкретните задачи. Проблемът с биосъвместимостта се решава чрез избор на оптимален материал и размер на наноробота. Като основни източници на енергия се предполага, че се използват местните запаси от глюкоза и аминокиселини в човешкото тяло.

Нанороботите ще се управляват акустично чрез изпращане на команди през компютър. Обратната връзка може да се направи и акустично, но може да се създаде и на базата на вътрешна мрежа с локални данни, които се изпращат до някакъв централен комуникационен възел, откъдето отиват до лекуващия лекар. Лечението ще се състои във въвеждане на нанороботи в човешкото тяло за допълнителен анализ на ситуацията и вземане на решение за избор на метод на лечение. Лекарят управлява нанороботи, получавайки информация от активни нанороботи. Наномедицинският персонал на бъдещето ще трябва да отговаря на повишени изисквания за познаване на основите на наносвета, тъй като например непознаването на законите на физиката може да доведе до смъртта на пациент. Категорично се планира да се изключи репликацията (размножаването) на нанороботи в човешкото тяло, за да се елиминират фаталните последици.

Сред проектите на бъдещите медицински нанороботи вече има вътрешна класификация на микрофагоцити, респироцити, клотоцити, васкулоиди и др.

Микрофагоцитите принадлежат към класа медицински нанороботи, които имат изкуствен имунитетклетки. Те са предназначени да пречистват човешката кръв от вредни микроорганизми, като потенциално подпомагат съсирването на кръвта, транспортирането на кислород и въглероден диоксид и изграждането на естествената имунна система. Предполага се, че микрофагоцитите ще намерят чужди елементи в човешкото тяло и ще ги преработят в неутрални съединения. Освен това, за разлика от естествените фагоцити, микрофагоцитите ще направят това много по-бързо и по-чисто.

Респироцитите са аналози на еритроцитите (червени кръвни клетки, които доставят кислород до клетките), които имат много по-голяма функционалност от техните естествени прототипи. Въвеждането им ще намали постоянната нужда на човек от кислород, което ще му позволи да остане без него дълго време и ще помогне на хората, страдащи от астматични заболявания.

Тези наномашини ще анализират сигналите от своите сензори, за да получат акустични команди от лекаря. Екипите за впръскване на кислород ще позволят на плувците да задържат дъха си с часове, а на спринтьорите да пробягат разстоянието без глътка въздух.

Клотоцитите са изкуствени аналози на тромбоцитите (клетки, участващи в съсирването на кръвта). Тези машини ще спрат кървенето в рамките на 1 секунда, като са многократно по-ефективни от техните естествени аналогове. Тяхната работа ще бъде бързо да доставят свързваща мрежа до мястото на кървене. Тази изкуствена мрежа ще улови кръвните клетки, спирайки притока на кръв.

Клотоцитите ще могат да разберат времето и мястото на освобождаване на мрежата или чрез сигнали от лекаря, или чрез парциалното налягане на газовете. В този случай има потенциален проблем от лавинообразна работа на всички кръвни клетки, което ще доведе до незабавно съсирване на кръвта. Настоящата задача включва повишаване на изискванията за клотоцити, включителнорешение на обратни задачи - не само свързване на кръвта, но и нейното пречистване от кръвни съсиреци.

Vasculoid е механична протеза, базирана на микрофагоцити, респироцити и клотоцити, и е част от проекта за роботизирана кръв, разработен съвместно от Крис Финикс и Робърт Фритас. Този проект, наречен "Roboblood", е комплекс от медицински нанороботи, способни да живеят и функционират в човешкото тяло, изпълнявайки всички функции на естествената кръвоносна система, но само много по-добре и по-ефективно от естествената. Роботизираната кръв ще позволи на собственика си да не се страхува от микроби и вируси, атеросклероза и венозно разширение на вените, да не говорим за пълното лечение на болни и увредени клетки.

Целенасоченото доставяне на лекарства до болните клетки позволява на лекарствата да достигнат само до болните органи, избягвайки здравите, които тези лекарства могат да навредят. Например лъчетерапията и химиотерапевтичното лечение, унищожавайки болните клетки, унищожава и здравите. Решението на този проблем предполага създаването на някакъв вид "транспорт" за лекарства, чиито варианти вече са предложени от редица институти и научни организации.

Диагностиката на заболявания с помощта на квантови точки се основава на проследяване на движението на различни вещества (лекарства, токсини, кръв) вътре в човека. Като идентифицирате тези движения, можете да разберете степента на разпространение и въвеждане на нови лекарства. Преди използването на квантовите точки вместо тях се използваха маркери на базата на отровни органични багрила, които се отразяваха зле на пациента. За разлика от тях, квантовите точки, като полупроводникови кристали с нанометрови размери, нямат този недостатък.

Лаборатории на чип, разработени от редица компании, ви позволяват много бързо да извършвате най-сложните анализи и да получаватерезултати, което е изключително необходимо в критични за пациента ситуации. Тези лаборатории, произведени от водещи световни компании, позволяват да се анализира състава на кръвта, да се определи родството на човек по ДНК и да се определи разпознаването на токсични вещества. Технологиите за създаване на такива чипове са подобни на тези, използвани при производството на микросхеми, коригирани за триизмерност.

Въз основа на използването на полезните свойства на редица наночастици се създават нови бактерицидни агенти. Така например използването на сребърни наночастици е възможно при пречистване на вода и въздух или при дезинфекция на дрехи и специални покрития.

В света има бум на инвестициите в наноиндустрията. Повечето от инвестициите в нанотехнологиите идват от САЩ, ЕС, Япония и Китай. Броят на научните публикации, патенти и списания непрекъснато нараства. Има прогнози за създаване до 2015 г. на стоки и услуги на стойност $1 трилион, включително създаване на до 2 милиона работни места.

В България Министерството на образованието и науката създаде Междуведомствен научно-технически съвет по нанотехнологии и наноматериали, чиято цел е поддържането на технологичен паритет в бъдещия свят. За развитието на нанотехнологиите като цяло и наномедицината в частност се подготвя федерална целева програма за тяхното развитие. Тази програма ще включва обучението на редица специалисти в дългосрочен план.

Горните постижения на наномедицината ще станат достъпни, според различни оценки, едва след 40-50 години. Но редица скорошни открития, разработки и инвестиции в наноиндустрията доведоха до факта, че все повече анализатори изместват тази дата надолу с 10-15 години и може би това все още не е границата.

С напредъка на нанотехнологиите като цяло и наномедицината в частност имплантирането ще стане възможно.наноустройства в човешкия мозък, умножавайки човешкото знание и скоростта на неговото мислене. Тези прогнози, включително потенциалът за постигане на лично безсмъртие, се превърнаха в един от основните фактори за появата на ново философско течение - трансхуманизма, според което човешкият вид не е венецът на еволюцията, а междинно звено. Този вид все още не е претърпял радикално увеличение на своите интелектуални и физически способности.

Вижте също Нанотехнологии, нанороботи, трансхуманизъм, роботика.

Литература

1. Въведение в нанотехнологиите. / Кобаяши Н .. - Пер. от японски - М.: БИНОМ. Лаборатория Знание, 2005. - 134с.: ил.
2. Нолтинг Б. Най-новите методи за изследване на биосистемите. Москва: Техносфера, 2005. - 256с.
3. Poole Ch., Owens F. Нанотехнологии. Москва: Техносфера, 2005. - 336с.
4. Ратнър ​​М., Ратнър ​​Д. Нанотехнологии: просто обяснение на друга брилянтна идея.: Пер. от английски. - М .: Издателска къща Уилямс, 2004. - 240 с.
5. Рибалкина М., Нанотехнологии за всеки., 2005, - 444 с.
6. Суздалев И.П. Нанотехнологии: физикохимия на нанокластери, наноструктури и наноматериали. - М.: КомКнига, 2006. - 592 с. (Синергетика: от миналото към бъдещето.)
7. Харис П. Въглеродни нанотръби и свързани структури. Нови материали на XXI век. Москва: Техносфера, 2003. - 336s.
8. Етингер Р. Перспективи на безсмъртието. - М. Научен свят, 2003. - 262 с.
9. Робърт А. Фрейтас младши, Наномедицина, Том IIA: Биосъвместимост, Landes Bioscience, Джорджтаун, Тексас, 2003 г.
10. Робърт А. Фрейтас младши, „Проучвателен дизайн в медицинската нанотехнология: механични изкуствени червени клетки“, Изкуствени клетки, кръвни заместители и неподвижни. Биотехнология. 26 (1998): 411-430
11. К.Е. Дрекслър. Двигатели на сътворението - Настъпващата ера нананотехнологии. Doubleday, Ню Йорк, 1986. - 210p
12. Drexler K.E., Phoenix, C. "Безопасно експоненциално производство", Нанотехнологии 15(8): 869-872 (август 2004 г.)
13. Drexler K.E. Неограничаване на бъдещето: Нанотехнологична революция. - Ню Йорк, 1991. - 56 с.
14. Файнман Ричард. Има много място в дъното. - Лондон, 1959. - 77 с.
15. Материали на Форсайт институт http://www.foresight.org
16. Президентът Путин говори в полза на създаването на FTP за нанотехнологии http://news.mail.ru/news.html?960392
17. Merkle, R.C., „Самовъзпроизвеждащи се системи и молекулярно производство“, http://www.zyvex.com/nanotech/selfRepJBIS.html
18. Freitas R. A., „Някои ограничения на глобалната екофагия от биоядни нанорепликатори с препоръки за обществена политика“ (май, 2000 г.), http://www.iop.org/EJ/abstract/

Автор: V.N. Кухарев (България)

Рекламни връзки: Сателитен интернет Tricolor TV прегледи за промоции и специални оферти.