В научном прогрессе имеет место тенденция узнавать все больше и больше о все меньшем и меньшем. В особенности это касается нанотехнологий. Этот термин впервые ввел в употребление материаловед из Японии Норио Танигучи. В нанотехнологиях используются объекты, имеющие размеры менее 100 нанометров (1 нанометр – миллиардная доля метра). Оперирование столь малыми величинами отражено в термине использованием греческого слова нанос – карлик, гном. Все чаще находят применение нанотехнологии в медицине и биологии.
Так в задачи наномедицины, входит нахождение новых путей диагностики и лечения различных заболеваний, увеличение продолжительности жизни, получение новых, фундаментальных знаний о жизнедеятельности человеческого организма.
Большой потенциал, возможно, заложен в возможности использовать нанороботов. Автономные устройства сверхмалых размеров, предполагается использовать для проведения микроскопических операций по восстановлению клеток, тканей, очищения сосудов, а также доставлять и вовремя высвобождать лекарственные препараты, получать более полные данные о состоянии организма.
Также разрабатывается использования биороботов в виде вирусов, что также является применением нанотехнологии в медицине и биологии. Они будут способны проникать в клетку и заменять поврежденную ДНК, «ремонтировать» состарившиеся клетки, регенерировать ткани органы, бороться с бактериями и холестериновыми бляшками, разбивать тромбы.
Разрабатываются новые виды лекарств с «адресной» доставкой, без побочных эффектов, характерных для традиционных препаратов. Новые лекарства для лечения рака способны. На основе наночастиц некоторых металлов, созданы препараты превосходящие по эффективности антибиотики, способные заживлять раны, воспаления, ожоги и пр., имеющие более низкую себестоимость.
Применяются капсулы, способные доставить продуцирующие инсулин животные клетки, без отторжения иммунной системой. С помощью магнитных наночастиц возможно точное удаление раковой опухоли без причинения вреда здоровым клеткам. Медицинские нанотехнологии успешно использовались в экспериментах для активации и направленного действия стволовых клеток, что открывает новые возможности в регенеративной медицине.
Создана клетка – респироцит, способная заменять эритроциты, при гораздо более меньшем весе. Она способна переносить как кислород, так и углекислый газ. Создан материал, заменяющий костную ткань. Применение нанотехнологий в медицине происходит практически повсеместно - создаются нановещества с заданными свойствами:
Успешное использование нанотехнологий в медицине прошли наночипы. Сенсоры превосходящие обычные анализы в 1000 раз, будут тоньше человеческого волоса. Ученые NASA разрабатывают наносенсоры, которые будут предупреждать о дозе полученной радиации и риске возникновения болезни. Американский исследователь Джеймс Бэйкер руководит работами по созданию датчиков диаметром 5 нанометров, способных распознавать раковые клетки. В скором будущем, используя лишь каплю крови врач сможет провести широкий спектр анализов, а результаты моментально получить на карманный компьютер.
Уже сейчас созданы биочипы, мгновенно распознающие попавшие в организм опасные инфекции, яды, и сигнализирующие об опасности. Биохимические анализы, производимые такими биочипами будут проводиться быстрее и с экономией реактивов. Фактически на одном таком чипе размещена целая лаборатория. Также будут производиться чипы, помогающие управлять протезами, восстанавливать управление телом у парализованных, контролировать эпилептические приступы. Появятся чипы которые будут проводить постоянный мониторинг показателей здоровья, и корректировать их в нужную сторону.
Наноманимупуляторы, например, нанопинцет, могут отличаться принципом работы от своих обычных аналогов, так с помощью луча лазера («пинцета»), ученым из Массачусетского и Корнельского университетов удалось растянуть молекулу ДНК.
Становится возможным создание вымерших организмов или неизвестных ранее форм жизни. Для изучения организма разрабатываются самоуправляемые стационарные и мобильные микроустройства, оснащенные наноиструментами.
Нанобиороботов предполагается использовать для геологического и экологического преобразвания других планет и для процессов очищения экологии от загрязняющих веществ. Естественно, возникает опасность применения таких устройств на нашей планете, так как в теории они могут полностью перекроить по своей программе всю планетарную биомассу за несколько часов. Еще одна ниша для использования нанотехнологий - в получения эффективных биодетекторов состояния окружающей среды, выявления мутаций в популяциях.
Перспективным направлением для цитологии является использование нанолюминофоров, позволяющем метить клетки организма изнутри и наблюдать за их миграцией в живом организме. Специальные наночипы смогут быстро давать объективную информацию о генетическом материале и активности генов.
Также применение сканирующих зондовых микроскопов, позволяет ученым собирать информацию о организме в объемном виде. Стоит заметить, что применение нанотехнологий в производстве промышленных товаров, также может обернуться непредсказуемыми последствиями для экологии, так как нановещества легко попадают внутрь организмов респираторно, через кожу, с пищей или водой. Воздействие же таких частиц еще мало изучено. В настоящее время проводятся исследования с целью выявления материалов, безопасное и использование которых станет возможным в промышленности и строительстве.
Какие же выводы?
Нанотехнологии таят в себе не только великие возможности, но и огромные опасности. Однако они являются лишь «вещью в себе» и как распорядится этими технологиями человечество, зависит от его разумности и осторожности. Не вызывает сомнения лишь то, что уже скорое будущее будет за ними.