Werden Nanobots in Zukunft Operationen durchführen?

Apr 27 2015
Wir hören seit Jahrzehnten von winzigen medizinischen Robotern. Wo ist dieses winzige Dreamteam? Forscher versprechen, dass diese kleinen Kerlchen unterwegs sind – und sie könnten sogar noch cooler sein, als wir dachten.
Dieses winzige implantierbare System ermöglicht die Überwachung des menschlichen Stoffwechsels und wurde von der Polytechnischen Schule in Lausanne, Schweiz, entwickelt. Das Implantat verfügt über fünf Biosensoren, die die Dichte verschiedener Moleküle messen.

Im Science-Fiction-Film „Fantastic Voyage“ aus den 1960er Jahren wurde ein U- Boot mit einem Operationsteam miniaturisiert und in die Blutbahn eines Patienten injiziert, damit die Chirurgen eine heikle Operation durchführen konnten, um sein Leben zu retten. Wäre es nicht großartig, wenn Ärzte sich selbst verkleinern und wirklich in Sie eindringen könnten? Oder was wäre, wenn sie Schwärme mikroskopisch kleiner medizinischer Roboter schicken könnten, um beschädigte Organe zu reparieren und Krebsmedikamente direkt an Tumore zu liefern?

Dieses winzige Dreamteam aus chirurgischen Nanobots ist eine Idee, von der wir schon so lange hören, dass Sie sich vielleicht fragen, warum sie Ihre Arterien nicht bereits reinigen. Im Jahr 2000 prognostizierte ein Artikel in Popular Science, dass Wissenschaftler bald Gesundheitsroboter in Massenproduktion herstellen würden, deren Durchmesser kleiner als die Breite eines menschlichen Haares ist – so winzig, dass sie durch den Blutkreislauf reisen könnten, ohne von Ihrem Immunsystem abgestoßen zu werden [Quelle : Cray ]. Sieben Jahre später sagte eine CNN-Geschichte voraus, dass Nanobots bald zu Körperteilen reisen würden, die die konventionelle Medizin nicht erreichen könne, „um Medikamente präzise in Bereiche wie die Augapfelhöhle oder Arterien im Herzen zu bringen“ [Quelle: Irvine ].

Aber wie viele Ideen hat sich die Entwicklung von chirurgischen Nanobots als eine komplexere Aufgabe herausgestellt und länger gedauert, als Science-Fiction-Autoren und optimistische Zukunftsforscher es sich vorgestellt hatten.

Kürzlich gab es vielversprechende Durchbrüche, da Forscher begonnen haben, Nanobots aus genetischem Material anstatt aus Kunststoff oder Metall herzustellen. Israelische Forscher demonstrierten beispielsweise die Fähigkeit, DNA-Stränge zu verwenden, um eine winzige Maschine im Körper einer Kakerlake zu erschaffen. Diese Stränge können als einfache biologische Computer fungieren, die Wissenschaftler programmieren können, um einfache mathematische Probleme zu lösen. Das israelische Team war auch in der Lage, die Stränge zu winzigen Kästchen zusammenzubinden, die sich öffnen oder schließen, je nachdem, welches Protein vorhanden ist [Quelle: Yirka ]. Und Forscher der Columbia University waren in der Lage, DNA-Moleküle an Antikörper zu binden und sie dann zu verwenden, um einen bestimmten Satz menschlicher Blutzellen zu suchen und fluoreszierende Marker daran anzubringen.

"Dies eröffnet die Möglichkeit, solche Moleküle zu verwenden, um bestimmte Zellen anzuvisieren, zu behandeln oder abzutöten, ohne ähnliche gesunde Zellen zu beeinträchtigen", sagte der leitende Forscher der Studie, Dr. Milan Stojanovic. "In unserem Experiment haben wir die Zellen mit einem fluoreszierenden Marker markiert, aber wir könnten diesen durch ein Medikament oder ein Toxin ersetzen, um die Zelle abzutöten" [Quelle: Columbia University ].

Die Ergebnisse waren so vielversprechend, dass einige Wissenschaftler voraussagen, dass chirurgische Nanobots bereits im Jahr 2020 so weit fortgeschritten sein werden, dass sie für Versuche am Menschen bereit sein werden [Quelle: Yirka ]. Wir melden uns 2020 wieder bei Ihnen.

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Quellen

  • Universität von Columbia. "DNA-Roboter finden und markieren Blutzellen." Columbia.edu. 7. Aug. 2013. (30. Nov. 2014) http://newsroom.cumc.columbia.edu/blog/2013/08/07/dna-robots-tag-cells/
  • Cray, Dan. "Unglaubliche schrumpfende Ärzte." Populärwissenschaft. Juli 2000. (1. Dezember 2014) http://bit.ly/1txnSHu
  • Irvine, Dekan. "Nanobots bringen die Sache auf den Punkt." CNN.com. 14. Feb. 2007 (30. Nov. 2014) http://edition.cnn.com/2007/TECH/science/02/08/ft.nanobots/index.html?iref=newssearch
  • Yirka, Bob. "Forscher verwenden DNA-Stränge, um einen Nanobot-Computer in einem lebenden Tier zu erschaffen." Phys.org. 10. April 2014. (1. Dezember 2014) http://phys.org/news/2014-04-dna-strands-nanobot-animal.html