Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Наномедицина: роботы внутри нас

© Fotolia / chagpgМедицинская концепция будущего
Медицинская концепция будущего

Валерий Спиридонов, для РИА Новости

Валерий Спиридонов, первый кандидат на пересадку головы, рассказывает о том, как наномашины помогут человеку стать сильнее, здоровее и приобрести новые способности.

— В середине 1990-х годов среди школьников был популярен фантастический мультфильм "Волшебный школьный автобус". Часть его серий была посвящена уменьшению автобуса с пассажирами до наноуровня и его проникновению в организм человека для борьбы с вирусами и бактериями "лицом к лицу".

Тогда это казалось мне всего лишь интересной выдумкой. Но спустя пару десятилетий мир настолько изменился, что лечение болезней на уровне молекул уже воспринимается как настоящая и завтрашняя реальность.

Открытие наномира

Фундаментом для формирования наномедицины послужили молекулярная химия и физика. Первые упоминания об исследованиях на уровне атомов встречаются в работах Исаака Ньютона. Еще в 1704 году Ньютон выражает надежду в своей книге Opticks, что микроскопы будущего помогут исследовать "тайны корпускул". Микроскопы же того времени еще не позволяли изучать образцы материи на наноуровне. 

Биотехнопарк Кольцово в Новосибирской области
Прозрачный мир: хай-тек-материалы нового тысячелетия
Само понятие наномедицины сформулировал Роберт Фрайтас, аналитик института IMM и признанный специалист с мировым именем в этой области. По его словам, "наномедицина — это слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне с использованием искусственных наночастиц и наноустройств".

Пока наномедицина является лишь экспериментальной областью науки, но уже сегодня начинают появляться первые образцы лекарств и терапий, которые врачи применяют для лечения реальных болезней.

Врачи-нанороботы

Взамен традиционных таблеток и инъекций приходят крошечные роботы, сопоставимые по размерам с молекулами. Когда такие машины попадают в организм, они проводят диагностику, находят причину развития болезни и отправляются к тому органу, который нуждается в помощи и очередной порции лекарства.

Раковая клетка в организме человека. Архивное фото
Структура "Ростеха" разработала "нанороботов" для борьбы с раком

Существует несколько разновидностей таких машин — часть из них убивает раковые клетки и бактерии, другие занимаются анализами и следят за состоянием организма, а третьи — проводят настоящие хирургические операции на молекулярном уровне.

© Fotolia / nobeastsofierceНанороботы и клетки крови
Нанороботы и клетки крови

Создание таких медицинских роботов оказалось крайне сложной задачей — ученым пришлось понять, как можно научить их ориентироваться в пространстве, как обеспечить энергией и как заставить двигаться по прямой линии.

К примеру, движением таких роботов сегодня ученые управляют при помощи ультразвука, магнитных и электрических полей, тепла и более экзотических форм электромагнитных и иных волн.

Бактерия с веслами
Ученые раскрыли секреты сборки самых мощных биомоторов на Земле
Их батарейкой сегодня могут служить как молекулы сахаров и других веществ внутри тела человека, так и различные внешние источники энергии, такие как "жало" электронного микроскопа или излучатели различных диагностических устройств. Их двигателем могут выступать различные органические и неорганические наночастицы, меняющие свою форму и положение при приложении магнитных полей или при взаимодействии с разными молекулами.

Такие роботы в будущем смогут решать самые разные задачи, начиная с удаления тромбов и холестериновых бляшек и заканчивая "сшиванием" сосудов и остановкой кровотечений.

Робот-хирург

Необходимость разработки роботов-хирургов продиктована прежде всего дефицитом квалифицированных специалистов. Мини-хирург Smart Tissue (STAR), созданный в 2016 году группой ученых из университета Джона Хопкинса (США), провел ряд успешных операций на живых свиньях по сшиванию участков тонкого кишечника.

STAR вводится пациенту через рот и проводит операции без единого разреза на коже. Он получает данные от системы флуоресценции, печати изображений в 3D и датчика давления. План же самой операции программируется через компьютер.

ДНК-нанороботы

Помимо починки отдельных клеток, сосудов и тканей, нанороботы смогут и устранять генетические нарушения, напрямую редактируя структуру нитей ДНК.

Робот. Архивное фото
Нобелевский лауреат: восстание наномашин нам не грозитНобелевский лауреат Бен Феринга не считает, что создаваемые им технологии изготовления наномашин когда-либо выйдут из-под контроля и приведут к гибели человечества, так как пока они даже не способны к самостоятельной работе без внешнего источника энергии.

Пока такие машины только разрабатываются, и ученым из Калифорнийского технологического института недавно удалось создать наноробота, способного распознавать отдельные нити ДНК и использовать их в качестве ориентиров при сортировке микроскопических грузов. В будущем подобные машины смогут распознавать поврежденные участки генов и заменять их на "правильные" последовательности генетических букв-нуклеотидов.

© Fotolia / nobeastsofierceГенетически модифицированные молекулы ДНК
Генетически модифицированные молекулы ДНК

Кроме того, химики из Манчестерского университета разработали первого в мире молекулярного робота, способного собирать другие молекулы. Он состоит из 150 атомов углерода, водорода, кислорода и азота, и его более продвинутые версии могут в будущем послужить основой для целых молекулярных фабрик и сборочных линий.

Регенерация тканей

В будущем такие роботы смогут не только "чинить" организм, но и защищать его от повреждений. Недавно ученым из Гарварда удалось создать наноткань, способную восстанавливать свою структуру после серьезных повреждений.

Кроме того, нанотехнологии могут дать человеку способность регенерировать свои собственные клетки и ткани.

© Fotolia / doomuНано-робот на клетке организма
Нано-робот на клетке организма

Недавно ученые из университета Огайо создали наномашину, способную доставлять в клетки специальный набор генов и белков, который "перепрограммирует" их и заставляет превратиться в стволовые клетки, способные делиться, залечивать раны и восстанавливать поврежденные органы и ткани.

Диагностика

Другое важное направление — использование наночипов в диагностике заболеваний. Наноимпланты, недавно созданные учеными, могут собирать сведения о состоянии здоровья пациента и отправлять данные на компьютер, находясь внутри его тела. К примеру, наночип, находящийся в мозге, может анализировать уровень его активности и предпринимать меры при наступлении эпилепсии.

Кроме того, подобные чипы смогут проникать внутрь плода в утробе матери и проводить сверхраннюю диагностику различных наследственных болезней, которая поможет родителям понять, как можно спасти жизнь ребенка или избавить его от проблем в тот момент времени, когда такое вмешательство еще возможно.

Управление через смартфон

Пока такими роботами можно управлять, находясь в специализированных лабораториях и клиниках. В будущем инженеры создадут более удобные системы контроля, которые позволят всем людям "дирижировать" работой таких наноботов, используя смартфон или другой гаджет. Пациент сможет получать отчеты о своем состоянии, вносить изменения в работу наномашин и отслеживать статистику по эффективности лечения.

Дмитрий Пушкарь и его коллеги изучают структуру ткани предстательной железыХирурги смотрят за ходом операции при помощи робота Да Винчи
Пушкарь: операции роботов-хирургов должны быть доступны каждомуГлавный уролог страны Дмитрий Пушкарь рассказал об уникальной операции, которая проводилась сегодня в городской клинической больнице №50 при помощи робота "Да Винчи", и пообещал представить российского "конкурента" этой машине в ближайшее время.

Безграничный и удивительный наномир открывает свои тайны благодаря новейшим достижениям науки. Предвкушая грандиозные возможности для человечества, ученые приближают наступление новой эпохи наномедицины.

Наномедицина позволит добиться максимального качества медицинской помощи с моментальным реагированием на проблемы организма и их предупреждением. При этом не будут страдать другие органы и ткани и процедуры станут безболезненными. И таким образом, как мне кажется, удастся существенно повысить продолжительность и качество жизни людей. А возможно, даже приблизиться к самой невероятной цели — бессмертию человека.

Оценить 42
Лучшие комментарии
sstarangel10002 октября 2017, 10:22
А вам не кажется что в данной статье слишком часть употребляется приставка "нано", где нужно и где не нужно?
Это на мой взгляд предает статье не серьезный характер.
Дмитрий Руденко2 октября 2017, 13:41
У нам самые нанистые нано, один чубайс-нано фокусник чего стоит.
Рекомендуем
РИА
Новости
Лента
новостей
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала