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Rivista del prolungamento della vita

LE Magazine dicembre 2007
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Avanzamenti in Nanomedicine


Da Christopher Windham

Immagini un futuro in cui le cellule del tumore possono direttamente essere mirate a con la chemioterapia, eliminante l'esposizione sistemica di un malato di cancro agli effetti collaterali nocivi e perfino la morte dalle reazioni tossiche di chemo.

La nanotecnologia scienziato-con l'aiuto finanziario delle università dotate, il governo federale e l'impresa privata capitalista-credono che questa fantasia possa trasformarsi in in una realtà nelle nostre vite.

Sebbene il dibattito circa la validità di utilizzare la nanotecnologia nella medicina continui, il campo di emergenza del nanomedicine sta guadagnando lo slancio nelle arene della droga consegna e dell'apparecchio medico. Poichè gli scienziati esaminano le modalità di comprendere la nanotecnologia per trattare la malattia ed impedire la malattia, molti credono che il nanomedicine abbia il potenziale di rivoluzionare la medicina.

La scienza emergente di Nanomedicine

Nanomedicine, un derivato di nanotecnologia, è la scienza di controllo delle strutture molecolari per creare i materiali ed i dispositivi precisi.I centri di 1 questa tecnologia sulla capacità degli scienziati di strutturare questi materiali e dispositivi alla scala molecolare per affrontare i problemi di salute con ricerca e pratica clinica. Questi “nanodevices„ e le strutture poi sarebbero utilizzati nei sistemi biologici umani al livello molecolare per gli scopi della riparazione e di controllo. I fisici predicono che questo approccio preciso potrebbe essere usato, per esempio, per riparare i tessuti nocivi, quali le ossa, muscoli, o nervi.

“Ci sono determinate cose che possiamo fare oggi e ci sono determinate cose potremo fare domani,„ dice Robert Freitas, un ricercatore senior all'istituto per fabbricazione molecolare. “Per esempio, quando abbiamo nanorobots tra 20 anni potremo trovare tutti i cancri (nella circolazione sanguigna) ed ucciderli. Per costruirli (nanorobots) stiamo andando dovere passare con un processo graduale.„

Un nanometro è così piccolo che non può essere visto su un microscopio convenzionale del laboratorio. Ma l'uso dei dispositivi nanometro di taglia potrebbe essere efficace nella medicina, gli scienziati dicono, poichè sono approssimativamente la stessa dimensione in cui le cellule viventi biologiche dell'interno delle strutture e delle molecole funzionano.

Molti di odierni strumenti medici sono troppo grandi ed alla cellula ed al livello molecolare non sia abbastanza piccolo manipolare le nostre componenti cellulari minuscole. Con gli strumenti più specifici e più precisi di nanotecnologia, gli scienziati dicono che potranno migliorare l'ossequio e diagnosticare le malattie connesse spesso con invecchiamento, quali la malattia cardiaca ed il cancro.

Indipendentemente da fatto che il nanomedicine infine sarebbe la soluzione agli odierni problemi di salute sarà risposta a in due fasi: il a breve e a lungo termine. ad enzimi basati a nana ed altri materiali sono più probabili entrare in vigore nell'immediato futuro. Molti dei più ai benefici orientati a trattamento di malattia probabilmente si presenteranno circa in una decade, quando i nanomachines e i nanorobots medici programmabili sono sviluppati.

Origini di nanotecnologia

Il fisico Richard Feynman in primo luogo è accreditato nanotecnologia di predizione durante la sua conferenza famosa 1959 all'istituto di tecnologia della California, in cui ha suggerito che le macchine microscopiche possano essere rese più piccole e più piccole, giù al livello in cui gli atomi possono essere manipolati.4

Più successivamente, tali nanomachines o “nanorobots„ sono stati proposti dal K. Eric Drexler in parecchi libri che descrivono i nanosystems come si riferiscono a macchinario molecolare, a fabbricazione ed al calcolo.5 Drexler, che sono attualmente un consulente a Nanorex (un software di sviluppo della società per la progettazione e la simulazione dei sistemi a macchina molecolari), hanno consegnato spesso le conferenze immaginarie che descrivono “un veicolo spaziale del diamante„ con un più alto rapporto del forza--peso che la navetta spaziale. Inoltre ha discusso i robot minuscoli che avrebbero permesso che gli scienziati creino i diamanti e i rocketships versando i prodotti chimici economici in una scatola nera che contiene gli assemblatori molecolari. Una volta utilizzata nella medicina, la tecnica curerebbe la malattia, Drexler ha teorizzato.

A seguito di queste proposte iniziali, Robert Freitas dell'istituto per fabbricazione molecolare ha gettato le basi per medicina nanorobotic redigendo le prime progettazioni teoriche per i nanorobots medici e pubblicando i primi due manuali su progettazione medica del nanorobot e un terzo manuale su fabbricazione molecolare ripetitiva. Il fondamento del prolungamento della vita contribuisce il finanziamento al laboratorio del Dott. Freitas.

Fra il periodo della previsione di Feynman e le teorie di Drexler e di Freitas, la nanotecnologia si è trasformata in in un argomento popolare della discussione in comunità medica.

Ricerca di Nanomedicine in corso

Il governo federale, l'accademia e l'industria di biotecnologia stanno esaminando le nuove modalità migliorare negli ultimi anni il nanomedicine di studio.

Nel 2004, gli istituti della sanità nazionali (NIH) hanno lanciato la sua iniziativa della carta stradale di Nanomedicine, che è stata destinata per stimolare uno sforzo di ricerca di collaborazione di nanomedicine. Nell'ambito dell'iniziativa, una rete nazionale di otto centri di sviluppo di Nanomedicine è stata creata per servire da focolaio per a ricerca ed alla la tecnologia basate nanomedicine.2

Gli scienziati sperano che la ricerca di nanomedicine promuova una maggior comprensione dei processi di malattia come pure strumenti più eleganti del trattamento e di sistema diagnostico. “Lo scopo è di intervenire nel processo di malattia con conoscenza molto maggior,„ dice Jeffery A. Schloss, co-presidente dell'unità operativa trans--NIH di Nanomedicine.

Unendosi i NIH sono parecchi altri gruppi che esplorano l'utilità dei nanomachines molecolari, compreso l'istituto per fabbricazione molecolare, il laboratorio per robotica molecolare all'università della California del Sud e la NASA. Gli enti governativi Europa, in Giappone ed in Iran inoltre hanno costituito un fondo per i forum ed i progetti di ricerca che esplorano il nanomedicine. Mentre costituire un fondo per è stato scarso, i gruppi privati e le ditte del capitale di avviamento inoltre si interessano alla tecnologia.

La società di biotecnologia Gilead Sciences vende un meccanismo della droga consegna facendo uso delle sfere del lipido, o i liposomi, di 100 nanometri di diametro, che ricoprono un farmaco anticancro che tratta il sarcoma di Kaposi relazionato all'AIDS.3 un altro capo nel campo di nanotecnologia e di medicina sono Zyvex, che sostiene essere la prima società molecolare di ricerca e sviluppo di nanotecnologia.

Potenziale illimitato: Sistemi diagnostici e consegna della droga

Il nanomedicine di termine si applica spesso ai prodotti chimici, ai metodi della consegna, alle droghe ed agli strumenti diagnostici.

Agli scienziati, i modi potenziali utilizzare la nanotecnologia nella medicina sono senza fine. Un approccio allo studio utilizza la nanotecnologia nell'inseguimento dei dispositivi chiamati punti di quantum. I punti di Quantum sono piccoli dispositivi a semiconduttore che emettono determinate lunghezze d'onda di luce secondo la loro dimensione. Ciò li rende altamente adatti come agenti di contrasto per imaging a risonanza magnetica (RMI), tomografia a emissione di positroni (PET), o come elementi traccianti fluorescenti nella microscopia ottica. Una volta inseriti nel corpo, i punti di quantum possono penetrare attraverso sia la pelle che il tessuto ed emettere il colore per segnalare la presenza di cellule cancerogene. Medici possono poi scrutare in un tumore per trovare dove si è sparso usando i punti di quantum per esaminare i linfonodi vicini. Al contrario, odierne richieste di tecnologia per la dissezione di molti linfonodi da un patologo per trovare il tumore maligno. Gli scienziati ritengono che i punti di quantum possano anche essere utili come impalcature strutturali in ingegneria del tessuto.

Ancora, i benefici prossimi di nanotecnologia hanno potuto essere veduti nei miglioramenti al processo della droga consegna. Per esempio, i trasportatori nano di taglia della droga consegna hanno chiamato i dendrimers, che sono molecole artificiali la dimensione di una proteina, potrebbero essere capaci di consegna della medicina ad una posizione esatta. Questo approccio mirato a già lo ha reso più sicuro e più efficace di rendere la terapia genica in alcuni laboratori di ricerca. Il processo della droga consegna potrebbe anche trarre giovamento dalle capsule vuote del polimero che scaricano nel corpo solo dopo il gonfiamento o la compressione.

Una delle applicazioni di promessa di nanotecnologia nella consegna della droga è l'uso dei nanoshells. Queste sono piccole, perle di vetro d'oro rivestite che cercano i tumori nella circolazione sanguigna una volta iniettate. Nanoshells può produrre il calore assorbendo la luce. Legandoli agli anticorpi ed usando la luce infrarossa per penetrare la pelle e per indurre le nanoparticelle a riscaldare, gli scienziati possono potere distruggere i tumori senza nuocere al tessuto sano. Questa tecnica già è stata utilizzata con successo in topi da un gruppo a Rice University, che hanno pubblicato i suoi risultati nelle lettere del Cancro del giornale nel 2004. Nei topi, tutti i tumori sono scomparso nei 10 giorni e non hanno riapparso.6

Avanzamenti in Nanomedicine: Che cosa dovete conoscere
  • La nanotecnologia è la scienza della materia di controllo ad un livello molecolare di scale più piccole di 100 nanometri ed i dispositivi fabbricanti all'interno di quella dimensione variano.

  • Un'applicazione di promessa di nanotecnologia è nanomedicine, che ricerche per fornire diagnosi più iniziale e migliore di malattia e consegna precisamente mirata a della droga.

  • Gli scienziati ritengono che il nanomedicine possa l'un giorno fornire le soluzioni avanzate per la diagnostica ed il trattamento il cancro, la malattia cardiaca, gli organi nocivi e delle altre preoccupazioni di salute.

  • Nell'immediato futuro, il nanomedicine può essere utilizzato nei sistemi migliorati della droga consegna che massimizzano l'efficacia e minimizzano la tossicità consegnando i farmaci precisamente dove sono necessari.

  • Le applicazioni più a lungo termine potenziali del nanomedicine comprendono l'uso delle nanoparticelle specifiche, quali i nanoprobes e i nanorobots, nel combattimento delle molte malattie relative all'età.

  • Promesse di Nanomedicine alterare radicalmente la pratica di medicina, drammaticamente migliorando la lunghezza e la qualità della vita.

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