Cómo la nanotecnología está cambiando el futuro de la medicina

Hemos estado oyendo acerca de la nanotecnología durante mucho tiempo tanto en la ciencia ficción y en los medios, pero no mucho ha llegado de él hasta ahora. Sin embargo, una nueva ola de terapias basadas en la nanotecnología están en el horizonte, y están dispuestos a cambiar el mundo de la medicina.

La nanotecnología, un concepto tecnológico propuesto por primera vez por Richard Feynman en su conferencia de 1959, “Hay un montón de sitio al fondo”, fue popularizado por Erik Drexler en 1986 a través de su libro “Los motores de la creación.”El libro describe la posibilidad de auto-replicante, máquinas a escala molecular capaces de hacer ... casi cualquier cosa.

La premisa ha inspirado numerosas obras de ciencia ficción, entre ellos “presa” de Michael Crichton y de Neil Stephenson excelente “La era del diamante.” El potencial de la nanotecnología tomó mucho tiempo para mostrar su cara, pero finalmente está empezando a llegar en forma de sofisticado intervenciones médicas que cambiarán profundamente la naturaleza de cuidado de la salud en el futuro cercano.

Nanotecnología y Medicina

El potencial de la nanotecnología, en el sentido Drexlerian completa, no tiene precedentes. ensambladores universales verdaderos, si podemos encontrar la manera de construir ellos, sea el comienzo de un cambio profundo en la condición humana. Por supuesto, hay un largo camino por recorrer. En muchos sentidos, no estamos ni siquiera cerca. En otros aspectos, el progreso ha sido constante en algunas formas sorprendentes - y los útiles.

La Ley de Moore continua que impulsa los avances en la nanotecnología - ahora podemos fabricar transistores que existen literalmente en la nanoescala, con diámetros de cientos de átomos.¿Qué es la Ley de Moore, Y ¿qué tiene que ver con usted? [Explica MakeUseOf]¿Qué es la Ley de Moore, Y ¿qué tiene que ver con usted? [Explica MakeUseOf]La mala suerte no tiene nada que ver con la Ley de Moore. Si esa es la asociación que tenía, que está confundiendo con la ley de Murphy. Sin embargo, no estaban lejos, porque la Ley de Moore y la Ley de Murphy ...Lee mas

Del mismo modo, en la medicina, uno de los mayores problemas es nuestra incapacidad para orientar correctamente las intervenciones. En la medicina psicoactiva y Psicología clínica por ejemplo, lo que los médicos realmente quieren hacer es estimular algunas regiones del cerebro y reprimir selectivamente los demás para resolver cualquier problema que tenga el paciente. Es un mero accidente de la historia que la mejor manera de hacerlo que en este momento es la administración de medicamentos que dicho sea de paso, en toda la miríada de formas en que cambian el cerebro y el cuerpo, pasan a tener algunos de esos efectos deseados.

Si los cirujanos podrían poner cables en los cerebros de la gente y estimular selectivamente regiones específicas de una manera segura, el campo de la salud mental podría evitar los efectos secundarios de las drogas psicoactivas tradicionales. La técnica básica ya se ha demostrado que funciona en la depresión, de acuerdo con un artículo en la revista Neuron que resume un número de diferentes ensayos clínicos.

Piensan sobre el cáncer también - lo que los médicos realmente quieren, en oncología, es para matar las células tumorales. Es desafortunado que una de las mejores herramientas para matar las células tumorales es la quimioterapia, que tiene el efecto secundario desafortunado de también matar las células normales. Esto también hace que los pacientes muy enfermos.

La nanotecnología ofrece una manera de dirigir las intervenciones en el cuerpo humano, potencialmente a nivel de células individuales, utilizando elementos de mando inteligentes que son tan pequeñas que no interfieren físicamente con la función normal del cuerpo. dedos finos hacen menos daño, y máquinas más pequeñas que el mejor capilar en el cuerpo puede ir a todas partes que la sangre va.

Si pueden hacerse lo suficientemente inteligentes, tales dispositivos pueden elegir juiciosamente nanomédicos dónde y cómo intervenir. Obviamente, más será posible cuando los ingenieros pueden construir robots que tienen comportamientos más sofisticados (como la capacidad de moverse por sus propios medios), pero incluso las nanomáquinas relativamente primitivos de hoy en día tienen un gran valor.

La nanotecnología y el cáncer

hebras de encargo de ADN se construyen de tal manera que se pliegan en formas arbitrarias y pueden tener proteínas y enzimas unidas a ellos, lo que permite que se comporten de manera inteligente y responden a situaciones cambiantes en el cuerpo humano. Daniel Levner, bioingeniero de la Universidad de Harvard, cree que este comportamiento es muy potente.

nanorobots de ADN podrían potencialmente llevar a cabo programas complejos que algún día podría ser usado para diagnosticar o tratar enfermedades con la sofisticación sin precedentes.

Estas máquinas pueden ser utilizados para construir jaulas que pueden abrir o cerrar en respuesta a señales químicas - por ejemplo, la liberación de la quimioterapia solamente cuando se encuentran con los marcadores de proteínas específicamente asociadas con el tejido tumoral.

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Esto permitirá la aplicación de quimioterapia dirigida, minimizando o eliminando los efectos secundarios. Esto también permitirá el despliegue de las quimioterapias que son más eficaces que las terapias existentes, pero actualmente no puede ser utilizado debido a la gravedad de los efectos secundarios.

Un enfoque similar pero diferente es usar pequeñas nanopartículas hechas de sílice y el oro que se unen a tejido tumoral, y saturar el tumor. Entonces, el láser en el infrarrojo cercano se pueden aplicar, que no interactúan tanto con el tejido humano, pero que hacen que las nanopartículas de oro para calentar.

Este proceso permite que áreas específicas de tejido (las rellenas de nanopartículas y en la trayectoria del láser) a incinerar. Al sintonizar tanto los láseres y la distribución de partículas, los médicos pueden destruir el tejido canceroso de forma muy selectiva. El tejido muerto se puede quitar o limpiado por el sistema inmune sí mismo, dependiendo de la escala de la enfermedad quirúrgicamente. Una variación del procedimiento es el uso de conchas de oro huecos que liberan una carga útil de la quimioterapia cuando se calienta, lo que permite el uso de láseres para perfeccionar donde las drogas se despliegan (si proteínas marcadoras de tumores no son suficientemente específico).

La nanotecnología y diagnóstico

Otra área en la que la nanotecnología tiene el potencial de revolucionar el campo de la medicina está en la colección de datos médicos. Con la nanotecnología, es posible distribuir dispositivos de diagnóstico nano-escala en todo el cuerpo que detectan cambios químicos a medida que ocurren. Esto puede permitir más cerca de seguimiento en tiempo real de la salud y el estado de un paciente en formas que no son de otra manera posible.

Fuera del cuerpo, la nanotecnología también se puede utilizar para acelerar la secuenciación de genes y el análisis químico mediante el uso de puntos cuánticos unidos a cualquiera de las secuencias parciales de ADN, o proteínas que se unen a otros médicos materiales se interesa. A continuación, puede tan sólo mirar a la distribución de elementos brillantes para ver que estaba presente en la muestra.

Esto podría hacer que sea más rápido, más barato y más confiable para hacer ciertos tipos de pruebas fuera del cuerpo - se podría construir estas pruebas se toman una pequeña muestra de tejido y la secuencia para piezas del genoma del VIH, la detección de infecciones antes y con mayor fiabilidad. Los investigadores de Stanford han utilizado esta técnica para buscar genes dañados comunes en ciertos tipos de cáncer, como una manera de detectar tejido tumoral más rápido:

Debido qdots pueden rastrear la presencia de múltiples moléculas de más de un período prolongado de tiempo, los investigadores apuntan a utilizarlos para generar un tipo de código de barras óptico que refleja los niveles de los diversos marcadores tumorales. El código de barras podría indicar el tipo de tumor y el estadio.

A largo plazo, si los desarrolladores de nanotecnología pueden seguir miniaturizar las partes (o tomar prestado técnicas de fabricación de microchips), que podrían construir cámaras microscópicas simples, más pequeños que el diámetro de un capilar (10 micrones, o alrededor de 100.000 átomos de diámetro). Estas cámaras pueden mapear todo el cuerpo, llamando a casa los resultados.

Todo lo que los datos, sintetizados juntos, podría proporcionar un mapa completo de la mayor parte del tejido en el cuerpo humano, desde la perspectiva de sus capilares, que muestra todo un cuerpo humano en un nivel de detalle que es imposible con rayos X o resonancia magnética. Una de las propuestas para la construcción de algo como esto es el llamado “Vascular Cartografía de barrido nanodevice”, está siendo desarrollado por Frank Boehm, el autor de ‘Dispositivo nanomédicos y Diseño de Sistemas. Boehm cree;

diagnósticos y terapéuticos nano-medicina operan a nivel celular y molecular, precisamente donde muchos procesos patológicos encuentran su génesis [...] [N] anomedicine tiene el potencial para el diagnóstico y el tratamiento de muchas condiciones de forma preventiva, antes de que tengan la oportunidad de proliferar. [...] [I] t es concebible que serán imbuidos de capacidades para los diagnósticos de alta precisión y la erradicación meticulosa y completa de prácticamente cualquier estado de enfermedad, patógeno o amenaza tóxica.

Nanotecnología y Neurociencia

La nanotecnología también tiene el potencial de cambiar cómo los médicos tratan los trastornos cerebrales. En el lado de recogida de datos de las cosas, puede ser posible utilizar partículas de diamante nano-escala, que se iluminan en respuesta a la actividad eléctrica del cerebro, para convertir la actividad cerebral en frecuencias de la luz que podría escapar del cráneo y estar registrados por externa sensores.

Vídeo: Nanomedicina. Presente y futuro de la medicina.

Esto permitiría a los investigadores estudiar el cerebro con mucho más detalle. Ser capaz de ver patrones exactos de la actividad cerebral sería útil para sonsacar la dinámica de las convulsiones y enfermedad mental en los cerebros individuales, lo que permite intervenciones dirigidas a resolver el problema.

Por otro lado, puede ser posible usar nanotubos de carbono para llevar las señales hacia y desde las neuronas individuales. En este momento, la tecnología está siendo aplicada por los investigadores italianos a llevar la actividad eléctrica a través del tejido cerebral muerto dejado por accidentes cerebrovasculares o infecciones, pero también podría ser utilizado para hacer rejillas de electrodos que son mucho más fina y más bio-compatible que la tecnología existente, lo que permite los implantes más sofisticados mientras que causan menos daño al tejido original.

Esto podría, en principio, funcionar a una resolución mucho más alta y en un ámbito más amplio que los electrodos implantados tradicionales, lo que permite nuevos tipos de implantes en el cerebro y el cerebro dispositivos estimulante. Incluso con la implantación de electrodos relativamente cruda disponibles en la actualidad, los efectos de la estimulación cerebral son significativas:Enchufar el cerebro y el cuerpo - El futuro de los ordenadores implantadosEnchufar el cerebro y el cuerpo - El futuro de los ordenadores implantadosCon la tendencia actual de la innovación técnica y el progreso, ahora es un buen momento para explorar el estado del arte en tecnologías humano-computadora.Lee mas

Alternativamente, es posible utilizar las mismas técnicas utilizadas para la quimioterapia nano-entrega para entregar otros productos químicos, como los neurotransmisores y fármacos psiquiátricos a regiones específicas del cerebro con mucha más precisión (incluyendo la administración de fármacos dentro de las células individuales). Junto con mejores marcapasos neuronales, esto también podría extenderse a una gama mucho más amplia de terapias, incluyendo el tratamiento para la depresión, ansiedad, e incluso trastornos de la personalidad.

Este tipo de terapia también se podría utilizar para crear interfaces más estrechos con los dispositivos protésicos y proporcionar más opciones de comunicación a los pacientes ‘Locked-in`.

Vídeo: Nanotecnologia 2016,EL FUTURO YA ESTA AQUI ! Aplicaciones nanotecnologicas

Este tipo de tecnología dirigida, precisamente, podría cambiar radicalmente la forma en que la medicina neurológica se practica. Podría dar lugar a la medicina psiquiátrica que es impulsado por los datos y se basa en la intervención directa de que es mucho más eficaz y mucho más existencialmente recalcado (imaginar el primer virus informático que puede infectar a los implantes estado de ánimo regulación del cerebro).

Vídeo: Nanotecnología: El futuro ya está aquí. Episodio 2: La nueva medicina.

La nanotecnología, a medida que avanza, tendrá un profundo impacto en la condición humana, que nos permite reparar el daño celular y tratar una variedad de afecciones humanas en formas nuevas y mejores, pero también trae consigo una necesidad de una mayor comprensión de los sistemas del cuerpo que estamos manipulación, así como una apreciación de la ética que van junto con eso.

¿Cuál es su opinión sobre la nanotecnología en la medicina? ¿Se siente que es la nueva frontera de la ciencia médica, o está condenado al fracaso desde el principio? Compartir sus pensamientos en la sección de comentarios.