Антоан Галанд, директор по технологиите, GraphWear
Гети
Някога нанотехнологиите бяха част от научната фантастика, но днес концепцията за създаване на устройства и машини, които са няколко хиляди пъти по-малки от ширината на човешки косъм, е добре установен факт. Възходът на нанотехнологиите вече трансформира индустрии, вариращи от потребителска електроника до производство на текстил и козметика, чрез отключване на нови материали и процеси в наномащаба. Устройството, на което четете това, например, е възможно само благодарение на техниките, възприети в полупроводниковата индустрия, които ни позволяват да моделираме силиций и метали, за да създадем микроскопичните вериги и превключватели, които са в основата на съвременните компютри.
Едно от най-обещаващите приложения на нашата новооткрита способност да манипулираме отделни атоми и молекули е в здравеопазването, където способността на лекарите да лекуват болести е възпрепятствана от относително тъпи „макро“ решения. Човешкото тяло е забележително сложна система, където по същество процесите на наномащаб, протичащи вътре в клетките, определят дали сме болни или здрави. Ако някога искаме да лекуваме болести като диабет, рак или Алцхаймер, имаме нужда от технологии, които работят в техния мащаб. Въпреки че медицинските нанотехнологии са сравнително нови, те вече оказват влияние върху начина, по който диагностицираме, лекуваме и предотвратяваме широк спектър от заболявания.
Умните хапчета и наноботите променят диагнозата.
Погрешната диагноза е многоизмерен проблем, който убива около 40 000 до 80 000 души всяка година и засяга възстановяването на милиони други. Предизвикателството е, че всеки даден симптом може да представлява наличието на една от десетки, ако не и стотици, болести. Много диагностични тестове са скъпи, неудобни и могат да доведат до грешки, което демотивира много пациенти да ги търсят, дори и да имат достъп. Помислете за диабета, заболяване, което засяга повече от 450 милиона души по света. Основният метод за контролиране на диабета изисква пациентите да използват иглени монитори за глюкоза няколко пъти на ден, което е болезнено и неудобно и може също да доведе до инфекции.
Нанотехнологиите са в състояние значително да подобрят медицинската диагностика, като я направят по-евтина и удобна. Чудесен пример за това са „умните хапчета“, позволяващи на лекари и пациенти да наблюдават зашеметяващ брой заболявания. Начинът, по който работи интелигентното хапче, ще зависи от болестта, която е предназначено да лекува или диагностицира. Като цяло интелигентните хапчета използват наномащабни сензори, които са проектирани да откриват наличието на заболяване много преди симптомите да са очевидни за пациента.
Първото интелигентно хапче, PillCam, одобрено от Американската администрация по храните и лекарствата през 2001 г., съдържаше миниатюрна камера, предназначена да наблюдава червата или дебелото черво, за да открие болест на Крон, вътрешно кървене или полипи. Данните, събрани от хапчето, се предават безжично на устройство, контролирано от пациента, който е в състояние непрекъснато да наблюдава вътрешното си здраве.
Друг обещаващ нанотехнологичен път са нанороботите, съдържащи малки двигатели, които им позволяват да се придвижват до определени области на тялото. Нанороботите могат да бъдат погълнати или инжектирани и да се доставят до мястото на заболяването, да правят снимки и да ги изпращат на лекаря или пациента.
Нанотехнологиите могат да се използват за ултра прецизно лечение на заболявания.
Въпреки че нанороботите са показали обещание като диагностичен инструмент, основното им приложение досега е било като агенти за доставяне на лекарства. Изследователи от Държавния университет на Аризона, например, са разработили така наречения „наноробот оригами“, който се състои от плосък лист от синтетична ДНК, който е покрит с кръвосъсирващ ензим и може да се сгъва в различни форми. След това наноразмерният ДНК лист се инжектира в кръвния поток и се програмира да търси туморни клетки, да се прикрепи към тяхната повърхност и да ги инжектира с кръвосъсирващия ензим, който лишава туморната клетка от кръвта, от която се нуждае, за да оцелее. Този наномащабен робот помага за преодоляването на един от най-трудните проблеми при лечението на рак, който е как да се унищожат раковите клетки, без да се наранят здрави тъкани наблизо.
Нанотехнологиите също се оказват много полезни, когато става въпрос за управление на заболявания, които изискват стриктно спазване на предписаните лекарства. Изследванията показват, че над 50% от пациентите с хронични заболявания не успяват да приемат лекарствата си, както е предписано, но този проблем може да бъде противодействан с помощта на нанотехнологии, които са програмирани да освобождават автоматично лекарства.
Нанотехнологиите могат да помогнат за предотвратяване на болести.
Един от най-ефективните начини за подобряване на резултатите за пациентите е да ги предотвратим от заболяване на първо място. И тук нанотехнологиите могат да предложат много.
Болестите, предавани по воден път, са една от най-честите причини за заболявания в света и преобладават в развиващите се нации, които нямат достъп до чиста вода. Способността за евтина и ефикасна проверка за наличие на микробни замърсители във водата е мощен път за намаляване на заболяванията и смъртта в тези региони. Наскоро екип от изследователи от Университета на Аризона разработи техника, която използва хартиен чип, покрит с наночастици от флуоресцентен полимер, подобен на стиропор. Всяка частица имаше антитела срещу норовируса, общ вирусен патоген, покрит на повърхността. Когато водата, която съдържа норовируса, се изпусне върху чипа, вирусите се прикрепят към частиците, които започват да флуоресцират по начин, който може да бъде открит чрез основен микроскоп. Това драстично намалява разходите за откриване на норовирус във водоснабдяване, което обикновено изисква изпращане на проба до лаборатория и чакане с дни за резултат.
Носимите устройства са друга обещаваща област на изследване в нанотехнологиите за превенция на заболявания. Нанотехнологиите дори помагат за предотвратяване на инфекциозни рани чрез интелигентни превръзки, които съдържат наночастици от кръвосъсирващи агенти, растежни хормони или сензори, които могат да открият инфекция и да освободят антибиотици. В много случаи тези превръзки са направени от биологично чисти материали, които им позволяват да бъдат оставени върху раната, докато се разтворят.
Науката се променя постоянно. Напредъкът в нанотехнологиите е едновременно вълнуващ и обещаващ, докато драска повърхността на това, което предстои. Компаниите, които се възползват от тази авангардна наука, особено тези в областта на медицината, ще създадат достъпни решения, които ще помогнат за промяната на света. Започнете, като наемете правилните учени и разширете вашата мрежа от инженери. Разнообразието на работното място само ще разшири креативността и напредъка, които един екип може да създаде в научната област.
Технологичният съвет на Forbes е общност само с покана за ИТ директори, технически директори и технологични ръководители от световна класа. отговарям ли на условията?
