Progresele care se inregistreaza in domeniul medical, in ultimii ani, sunt de necontestat.

Oriunde privim - genetica, imunologie, microbiologie, farmacologie, informatiile, descoperirile, realizarile, se succed si circula cu viteza ametitoare.

Fie ca este vorba despre decriptarea genomului uman, noi tratamente impotriva virusului HIV, descoperirea prionilor, noi tipuri de vaccinuri, utilizarea laserului in medicina, si multe, multe altele, cunoasterea si explicarea unor fenomene, concomitent cu aplicarea unor metode si mijloace adecvate de tratament, a fost posibila datorita dezvoltarii tehnologiei. ªi invers: pe masura ce mijloacele tehnice si metodele moderne de investigare se dezvolta, sporeste si volumul datelor, informatiilor, cunostiintelor dintr-un domeniu sau altul.

Dar daca pana acum, tendinta generala era de a dezvolta aceste mijloace si metode, de a utiliza aceasta tehnologie in “afara” noastra, apar acum domenii revolutionare in medicina, care isi propun sa actioneze mult mai rapid si eficient, direct in interiorul organismului nostru.

Un astfel de domeniu, aflat in zorii evolutiei sale, este nanomedicina.

Nanomedicina – posibile aplicatii ale nanotehnologiei in medicina

Domeniul nanomedicinei il constituie cercetarea modalitatilor de a utiliza dispozitive de ordin nanometric – nanoroboti – in sfera medicala.

Dispozitivele respective se afla deocamdata in stadiul de proiect, se studiaza detalii legate de aspectul exterior, forma, dimensiuni, structura, modul in care acestia actioneaza in interiorul corpului, comunicarea si controlul asupra lor, modalitati de terapie prin intermediul lor.

Cam cum ar arata un nanorobot?

Diametrul unui astfel de microrobot ar fi de aproximativ 0,5-3 microni (1 micron=10-6m), fiind alcatuit din componente de ordin nanometric (1 nm=10-9m).

Materialul constituent, probabil carbonul, va fi principalul element utilizat sub forma diamantului, (datorita unor calitati chimice deosebite si a unei reactivitati scazute). Alte elemente usoare - hidrogen, oxigen, nitrogen, silicon - vor fi folosite pentru diversele componente ale nanorobotilor.

Interiorul va fi vidat, iar exteriorul, desi expus diverselor substante chimice din organism, va fi destul de rezistent. Lichidele nu pot patrunde in interior, decat in cazul in care s-ar solicita o eventuala analiza a acestora.

Tot in interior va exista un mini-computer, capabil sa efectueze aproximativ 1000 operatii pe secunda, necesar comunicarii cu exteriorul, si mai ales, indeplinirii unei anumite sarcini.

Energia necesara functionarii acestui mecanism va fi asigurata prin metabolismul local al glucozei sau oxigenului, sau, extern, prin existenta unei surse de energie acustica.

Semnalele transmise de aceste computere vor fi preluate de o retea de navigatie implantata in organism, retea prevazuta cu statii (noduri de comunicare) pe unde trec nanorobotii si schimba informatii referitoare la statusul lor in acel moment.

Comunicarea cu nanorobotii din interior spre exterior, si invers, se face prin semnale acustice, asemanator ca principiu si mod de functionare cu ultrasunetele.

Nanorobotii vor putea distinge categorii de celule ale organismului-gazda in urma analizarii antigenelor de suprafata ale acestora, pe baza unor senzori chemotactici prevazuti in structura lor.

Reactivitatea chimica scazuta a diamantului in mediul intern va face ca sistemul imunitar al organismului gazda sa nu provoace reactii imunitare negativela introducerea nanorobotilor in organism.

In functie de tratament, nanorobotii vor fi injectati in organism in doze variabile (cativa cm3 de lichid – apa, solutie salina) – ce contine intre 1 si 10 trilioane nanoroboti (1 trilion=1012).

Acestia avand o tinta si un traseu bine definite, se orienteaza prin intermediul retelei de navigatie din organism si, cu ajutorul ghidajului din exterior (medic), se activaeaza si incep sa functioneze.

La sfarsitul perioadei de tratament, eliminarea lor din organism se poate face prin caile obisnuite de excretie.

Unde se poate aplica nanotehnologia?

Enumerarea catorva domenii este destul de sumara, deoarece campurile si directiile de actiune ale acestei tehnologii se vor diversifica si vor spori pe masura ce vor incepe sa apara rezultate concrete in practica. Iata cateva:

• In dermatologie – pentru refacerea tesutului cutanat, indepartarea celulelor moarte, curatarea in profunzime a pielii;
• Stomatologie – prezenta unor nanoroboti in cavitatea bucala, care sa distruga bacteriile si tartrul;
• Imunologie – nanoroboti capabili sa identifice si sa distruga bacterii si virusuri;
• Hematologie – nanoroboti care, odata ajunsi in sange, sa distruga depozitele arteriosclerotice din vasele de sange, sa repare peretii vaselor lezate, sa distruga trombusurile, etc.
• Oncologie – distrugerea unor procese tumorale, concomitent cu oferirea unor informatii referitoare la volumul tumorei, cantitatea ramasa, cantitatea distrusa, natura ei;
• Farmacologie – transportul unor substante medicamentoase in anumite regiuni ale corpului, bine definite, (antibiotice, citostatice, etc).

Deocamdata, existenta acestor entitati ramane una teoretica – vom vedea in viitor insa in ce masura acesti nanoroboti isi vor dovedii eficienta prin aplicarea in practica.

* * *

Un model de nanorobot imaginat de un cercetator englez, Robert A. Freitas Jr., de la Institutul de studii asupra nanoroboticii Foresight, ar putea fi “respirocitele”.

Acestea sunt structuri de 1 micron diametru, alcatuite din 18 bilioane de atomi.

Au forma si rolul unor mici rezervoare, care pot fi umplute cu 9 bilioane molecule de O2 si CO2, la o presiune de 1000 atmosfere.

Sunt dotate cu senzori care masoara presiunea la nivelul alveolelor pulmonare, si senzori prin care comunica acustic cu medicul, pentru a primi indicatii asupra modului de actiune (eliberarea gazelor la nivel pulmonar se face printr-un control strict, direct).

Acesti nanoroboti mimeaza practic comportamentul hematiilor – cu deosebirea ca fiecare respirocita poate transporta de 236 de ori mai mult volum de gaz decat o hematie.

Concret: injectarea unui litru de respirocite, spre exemplu, in sange (volumul considerat maxim admis) permite oprirea respiratiei timp de 4 ore, sau efectuarea unui sprint la viteza maxima, cu inspiratie/expiratie la fiecare 15 minute…

Un scenariu mai futurist atribuie dezvoltarii nanotehnologiei chiar depasirea capacitatilor mentale normale, obisnuite in prezent – prin implantarea unui astfel de nanocomputer in creier, ar putea fi accesat rapid un volum de informatii, comparativ, sa zicem, cu cel al Bibliotecii Nationale.

Insa ce ne rezerva viitorul in acest domeniu este destul de greu de anticipat deocamdata.

Probabil, nu peste multa vreme, prezenta unor sectii speciale in cadrul facultatilor de medicina, clinicilor, sau spitalelor umane – de genul „Neurocibernetica”, „Biotronica”, „Nanorobotica”- alaturi de cele deja cunoscute, nu va mai mira pe nimeni.

Iar despre cum vor arata animalele viitorului, prin prisma noilor tehnologii – fie ca sunt animale de laborator (stiut fiind faptul ca toate descoperirile se testeaza intai pe acestea), sau animale de companie (care, in viziunea omului modern, trebuie sa tina pasul cu proprietarul) - va las sa va imaginati singuri.

Gabriela BAGRINOVSCHI
Expert Editor
Animalutze.COM