Progresele care se înregistrează în domeniul medical, în ultimii ani, sunt de necontestat.
Oriunde privim – genetica, imunologie, microbiologie, farmacologie, informațiile, descoperirile, realizările, se succed și circulă cu viteză amețitoare.
Fie că este vorba despre decriptarea genomului uman, noi tratamente împotriva virusului HIV, descoperirea prionilor, noi tipuri de vaccinuri, utilizarea laserului în medicină, și multe, multe altele, cunoașterea și explicarea unor fenomene, concomitent cu aplicarea unor metode și mijloace adecvate de tratament, a fost posibilă datorită dezvoltării tehnologiei. Și invers: pe măsură ce mijloacele tehnice și metodele moderne de investigare se dezvoltă, sporește și volumul datelor, informațiilor, cunoștiințelor dintr-un domeniu sau altul.
Dar dacă până acum, tendința generală era de a dezvolta aceste mijloace și metode, de a utiliza această tehnologie în „afara” noastră, apar acum domenii revoluționare în medicină, care își propun să acționeze mult mai rapid și eficient, direct în interiorul organismului nostru.
Un astfel de domeniu, aflat în zorii evoluției sale, este nanomedicina.
Nanomedicina – posibile aplicații ale nanotehnologiei în medicină
Domeniul nanomedicinei îl constituie cercetarea modalităților de a utiliza dispozitive de ordin nanometric – nanoroboți – în sfera medicală.
Dispozitivele respective se află deocamdată în stadiul de proiect, se studiază detalii legate de aspectul exterior, formă, dimensiuni, structură, modul în care aceștia acționează în interiorul corpului, comunicarea și controlul asupra lor, modalități de terapie prin intermediul lor.
Cam cum ar arăta un nanorobot?
Diametrul unui astfel de microrobot ar fi de aproximativ 0,5-3 microni (1 micron=10-6m), fiind alcătuit din componente de ordin nanometric (1 nm=10-9m).
Materialul constituent, probabil carbonul, va fi principalul element utilizat sub forma diamantului, (datorită unor calități chimice deosebite și a unei reactivitati scăzute). Alte elemente ușoare-hidrogen, oxigen, nitrogen, silicon-vor fi folosite pentru diversele componente ale nanoroboților.
Interiorul va fi vidat, iar exteriorul, deși expus diverselor substanțe chimice din organism, va fi destul de rezistent. Lichidele nu pot pătrunde în interior, decât în cazul în care s-ar solicita o eventuală analiză a acestora.
Tot în interior va exista un mini-computer, capabil să efectueze aproximativ 1000 operații pe secundă, necesar comunicării cu exteriorul, și mai ales, îndeplinirii unei anumite sarcini.
Energia necesară funcționării acestui mecanism va fi asigurată prin metabolismul local al glucozei sau oxigenului, sau, extern, prin existența unei surse de energie acustică.
Semnalele transmise de aceste computere vor fi preluate de o rețea de navigație implantată în organism, rețea prevăzută cu stații (noduri de comunicare) pe unde trec nanoroboții și schimbă informații referitoare la statusul lor în acel moment.
Comunicarea cu nanoroboții din interior spre exterior, și invers, se face prin semnale acustice, asemănător ca principiu și mod de funcționare cu ultrasunetele.
Nanoroboții vor putea distinge categorii de celule ale organismului-gazdă în urma analizării antigenelor de suprafață ale acestora, pe baza unor senzori chemotactici prevăzuți în structura lor.
Reactivitatea chimică scăzută a diamantului în mediul intern va face ca sistemul imunitar al organismului gazdă să nu provoace reacții imunitare negativela introducerea nanoroboților în organism.
În funcție de tratament, nanoroboții vor fi injectați în organism în doze variabile (câțiva cm3 de lichid – apă, soluție salină), ce conține între 1 și 10 trilioane nanoroboți (1 trilion=1012).
Aceștia având o țintă și un traseu bine definite, se orientează prin intermediul rețelei de navigație din organism și, cu ajutorul ghidajului din exterior (medic), se activaeaza și încep să funcționeze.
La sfârșitul perioadei de tratament, eliminarea lor din organism se poate face prin căile obișnuite de excreție.
Unde se poate aplică nanotehnologia?
Enumerarea câtorva domenii este destul de sumară, deoarece câmpurile și direcțiile de acțiune ale acestei tehnologii se vor diversifica și vor spori pe măsură ce vor începe să apară rezultate concrete în practică. Iată câteva:
- În dermatologie – pentru refacerea țesutului cutanat, îndepărtarea celulelor moarte, curățarea în profunzime a pielii;
- Stomatologie – prezența unor nanoroboți în cavitatea bucală, care să distrugă bacteriile și tartrul;
- Imunologie – nanoroboți capabili să identifice și să distrugă bacterii și virusuri;
- Hematologie – nanoroboți care, odată ajunși în sânge, să distrugă depozitele arteriosclerotice din vasele de sânge, să repare pereții vaselor lezate, să distrugă trombusurile, etc.
- Oncologie – distrugerea unor procese tumorale, concomitent cu oferirea unor informații referitoare la volumul tumorei, cantitatea rămasă, cantitatea distrusă, natura ei;
- Farmacologie – transportul unor substanțe medicamentoase în anumite regiuni ale corpului, bine definite, (antibiotice, citostatice, etc).
Deocamdată, existența acestor entități rămâne una teoretică – vom vedea în viitor însă în ce măsură acești nanoroboți își vor dovedii eficiența prin aplicarea în practică.
* * *
Un model de nanorobot imaginat de un cercetător englez, Robert A. Freitas Jr., de la Institutul de studii asupra nanoroboticii Foresight, ar putea fi „respirocitele”.
Acestea sunt structuri de 1 micron diametru, alcătuite din 18 bilioane de atomi.
Au forma și rolul unor mici rezervoare, care pot fi umplute cu 9 bilioane molecule de O2 și CO2, la o presiune de 1000 atmosfere.
Sunt dotate cu senzori care măsoară presiunea la nivelul alveolelor pulmonare, și senzori prin care comunică acustic cu medicul, pentru a primi indicații asupra modului de acțiune (eliberarea gazelor la nivel pulmonar se face printr-un control strict, direct).
Acești nanoroboți mimează practic comportamentul hematiilor, cu deosebirea ca fiecare respirocita poate transporta de 236 de ori mai mult volum de gaz decât o hematie.
Concret: injectarea unui litru de respirocite, spre exemplu, în sânge (volumul considerat maxim admis) permite oprirea respirației timp de 4 ore, sau efectuarea unui sprint la viteza maximă, cu inspirație/expirație la fiecare 15 minute.
Un scenariu mai futurist atribuie dezvoltării nanotehnologiei chiar depășirea capacităților mentale normale, obișnuite în prezent, prin implantarea unui astfel de nanocomputer în creier, ar putea fi accesat rapid un volum de informații, comparativ, să zicem, cu cel al Bibliotecii Naționale.
Însă ce ne rezervă viitorul în acest domeniu este destul de greu de anticipat deocamdată.
Probabil, nu peste multă vreme, prezența unor secții speciale în cadrul facultăților de medicină, clinicilor, sau spitalelor umane, de genul Neurocibernetică, Biotronică, Nanorobotică- alături de cele deja cunoscute, nu va mai miră pe nimeni.
Iar despre cum vor arată animalele viitorului, prin prismă noilor tehnologii, fie că sunt animale de laborator (știut fiind faptul că toate descoperirile se testează întâi pe acestea), sau animale de companie (care, în viziunea omului modern, trebuie să țină pasul cu proprietarul) – vă las să vă imaginați singuri.
Gabriela BAGRINOVSCHI
Expert Editor
Animalutze.COM