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Verlängerung der Lebensdauers-Zeitschrift

LE Magazine im Dezember 2007
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Fortschritte in Nanomedicine


Durch Christopher Windham

Stellen Sie sich eine Zukunft vor, als Tumorzellen mit der Chemotherapie direkt anvisiert werden können und eine Körperaussetzung des Krebspatienten zu den schädlichen Nebenwirkungen und sogar Tod von den giftigen Chemoreaktionen beseitigen.

Nanotechnologie Wissenschaftler-mit der Finanzhilfe von ausgestatteten Universitäten, die Bundesregierung und das private Risiko Kapitalist-glauben, dass diese Fantasie möglicherweise eine Wirklichkeit innerhalb unserer Lebenszeiten wird.

Obgleich die Debatte über die Gültigkeit der Anwendung der Nanotechnologie in der Medizin fortfährt, gewinnt das auftauchende Feld von nanomedicine Impuls in den Arenas des medizinischen Geräts und der Medikamentenverabreichung. Da Wissenschaftler Weisen des Enthaltens der Nanotechnologie, um Krankheit zu behandeln und Krankheit zu verhindern erforschen, glauben viele, dass nanomedicine das Potenzial hat, Medizin zu revolutionieren.

Die auftauchende Wissenschaft von Nanomedicine

Nanomedicine, eine Ableitung der Nanotechnologie, ist die Wissenschaft von den Kontrollemolekülstrukturen, zum von genauen Materialien und von Geräten zu schaffen.1 dieses Technologiezentren auf der Fähigkeit der Wissenschaftler, diese Materialien und Geräte an der molekularen Skala zu strukturieren, um medizinische Probleme durch Forschung und klinische Praxis anzusprechen. Diese „nanodevices“ und Strukturen würden dann in den menschlichen biologischen Systemen auf dem molekularen Niveau für Überwachungs- und Reparaturzwecke benutzt. Physiker sagen, dass diese genaue Annäherung verwendet werden könnte zum Beispiel um schädigende Gewebe, wie Knochen zu reparieren, Muskeln, oder Nerven voraus.

„Es gibt bestimmte Sachen, die wir heute tun können und es gibt bestimmte Sachen wir in der Lage sind, morgen zu tun,“ sagt Robert Freitas, einen älteren Forschungsstipendiaten am Institut für molekulare Herstellung. „Zum Beispiel, wenn wir nanorobots in 20 Jahren haben, sind wir in der Lage, alle Krebse zu finden (im Blutstrom) und sie zu töten. Um sie zu errichten (nanorobots) werden wir einen schrittweisen Prozess durchlaufen müssen.“

Ein Nanometer ist so klein, dass es nicht auf einem herkömmlichen Labormikroskop gesehen werden kann. Aber der Gebrauch von Nanometer-groß Geräten könnte in der Medizin effektiv sein, sagen Wissenschaftler, da sie ungefähr die selbe Größe sind, in der biologische lebende Zellen des Molekül- und Strukturinneres funktionieren.

Viele von heutigen medizinischen Werkzeugen sind zu groß, und auf der Zelle und dem molekularen Niveau seien Sie nicht genug klein, unsere kleinen zellulären Komponenten zu manipulieren. Mit den spezifischeren und genaueren Nanotechnologiewerkzeugen sagen Wissenschaftler, dass sie in der Lage sind, Festlichkeit zu verbessern und die Krankheiten zu bestimmen, die häufig mit Altern verbunden sind, wie Herzkrankheit und Krebs.

Ob nanomedicine schließlich sein würde, wird die Lösung zu den heutigen medizinischen Problemen in zwei Phasen beantwortet: das kurz- und das langfristig. Nano--ansässige Enzyme und andere Materialien sind wahrscheinlicher, in naher Zukunft in Kraft zu treten. Viele des mehr Behandlung-orientierten Nutzens der Krankheit treten wahrscheinlich in einem ungefähr Jahrzehnt auf, wenn programmierbare medizinische nanomachines und nanorobots entwickelt werden.

Ursprung der Nanotechnologie

Physiker Richard Feynman wird zuerst Vorhersagenanotechnologie während seines berühmten Vortrags 1959 an der California Institute of Technology, in der er vorschlug, dass mikroskopische Maschinen kleiner und kleiner hergestellt werden können, unten zum Niveau gutgeschrieben, in dem Atome manipuliert werden können.4

Später wurden solche nanomachines oder „nanorobots“ durch K. Eric Drexler in einigen Büchern vorgeschlagen, die nanosystems beschreiben, wie sie auf molekularer Maschinerie, Herstellung und Berechnung sich beziehen.5 Drexler, die z.Z. ein Berater zu Nanorex (eine Firmensich entwickelnde Software für den Entwurf und die Simulation von molekularen Maschinensystemen) ist, lieferten häufig die visionären Vorträge, die ein „Diamantraumfahrzeug“ mit einem höheren Stärke-zugewichtsverhältnis als die Raumfähre beschreiben. Er besprach auch kleine Roboter, die Wissenschaftlern erlauben würden, Diamanten und rocketships zu schaffen, indem sie billige Chemikalien in einen Flugschreiber gossen, der molekulare Versammlungsteilnehmer enthält. Als verwendet in der Medizin, würde die Technik Krankheit, Drexler theoretisierte kurieren.

Nach diesen frühen Anträgen legte Robert Freitas des Instituts für molekulare Herstellung die Grundsteine für nanorobotic Medizin, indem er die ersten theoretischen Entwürfe für medizinische nanorobots vorlegte und indem er die ersten zwei Lehrbücher auf medizinischen nanorobot Entwurf und ein drittes Lehrbuch auf replikative molekulare Herstellung veröffentlichte. Die Verlängerung der Lebensdauers-Grundlage trägt Finanzierung zu Labor Dr. Freitass bei.

Zwischen der Zeit von Feynmans Vorhersage und den Theorien von Drexler und von Freitas, ist Nanotechnologie ein populäres Thema der Diskussion in der medizinischen Gemeinschaft geworden.

Nanomedicine-Forschung laufend

Die Bundesregierung, die Hochschule und die Biotechnologieindustrie haben neue Weisen erforscht, Studie nanomedicine in den letzten Jahren zu verbessern.

Im Jahre 2004 starteten die nationalen Institute der Gesundheit (NIH) seine Nanomedicine-Schaltplan-Initiative, die entworfen war, um einen kooperativen nanomedicine Forschungsaufwand anzutreiben. Unter der Initiative wurde ein nationales Netz von acht Nanomedicine-Entwicklungszentren geschaffen, um als Nährboden für nanomedicine-ansässige Forschung und Technologie zu dienen.2

Wissenschaftler hoffen, dass nanomedicine Forschung ein größeres Verständnis von Krankheitsprozessen fördert, sowie elegantere Diagnostik- und Behandlungswerkzeuge. „Das Ziel ist, in den Krankheitsprozeß mit viel größerem Wissen zu intervenieren,“ sagt Jeffery A. Schloss, Mitvorsitzender der trans--NIH Nanomedicine-Task Force.

Verbinden sind die NIH einige andere Gruppen, die das Dienstprogramm der molekularen nanomachines, einschließlich das Institut für molekulare Herstellung, das Labor für molekulare Robotik an der Universität von Süd-Kalifornien und die NASA erforschen. Regierungsorganisationen in Europa, in Japan und im Iran haben auch die Foren und Forschungsprojekte finanziert, die nanomedicine erforschen. Während die Finanzierung knapp gewesen ist, werden private Gruppen und Anfangskapitalunternehmen auch an der Technologie interessiert.

Biotechnologiefirma Gilead Sciences verkauft einen Medikamentenverabreichungsmechanismus unter Verwendung der Lipidbereiche oder Liposome, von 100 Nanometern im Durchmesser, die eine krebsbekämpfende Droge beschichten, die AIDS-bedingtes Kaposi-Sarkom behandelt.3 ein anderer Führer auf dem Gebiet der Nanotechnologie und der Medizin ist Zyvex, das behauptet, die erste molekulare Nanotechnologieforschungs-und entwicklungsgesellschaft zu sein.

Unbegrenztes Potenzial: Diagnosen und Medikamentenverabreichung

Das Ausdruck nanomedicine wird häufig auf Chemikalien, Lieferungsmethoden, Drogen und Diagnose-Tools zugetroffen.

Zu den Wissenschaftlern sind die möglichen Weisen, Nanotechnologie in der Medizin zu verwenden endlos. Eine Annäherung unter Studie verwendet Nanotechnologie, wenn sie die Geräte aufspürt, die Quantenpunkte genannt werden. Quantenpunkte sind kleine Halbleiterbauelemente, die bestimmte Wellenlängen des Lichtes entsprechend ihrer Größe ausstrahlen. Dieses macht sie in hohem Grade passend als Kontrastmittel für magnetische Resonanz- Darstellung (MRI), Positronen-Emissions-Tomographie (HAUSTIER) oder als Leuchtstoffindikatoren in der optischen Mikroskopie. Wenn sie in den Körper eingefügt werden, können Quantenpunkte durch die Haut und Gewebe eindringen und Farbe ausstrahlen, um der Anwesenheit von Krebszellen zu signalisieren. Doktoren können in einen Tumor dann blicken, um zu finden, wo er verbreitet hat, indem er Quantenpunkte verwendete, um nahe gelegene Lymphknoten zu überprüfen. Demgegenüber heutige Technologieanrufe für die Zerlegung vieler Lymphknoten durch einen Pathologen, zum des bösartigen Tumors zu finden. Wissenschaftler glauben, dass Quantenpunkte möglicherweise auch als strukturelle Gestelle in der Gewebetechnik nützlich sind.

Außerdem konnte kurzfristiger Nanotechnologienutzen in den Verbesserungen zum Medikamentenverabreichungsprozeß gesehen werden. Zum Beispiel nannten Nano--groß Medikamentenverabreichungsträger dendrimers, die künstliche Moleküle die Größe eines Proteins sind, konnten zum Liefern von Medizin an einen genauen Standort fähig sein. Diese gerichtete Annäherung hat es bereits sicherer und effektiver, Gentherapie in einigen Forschungslabors zu übertragen gemacht. Der Medikamentenverabreichungsprozeß könnte von hohlen Polymerkapseln auch profitieren, die in den Körper erst nach Schwellen oder Kompression freigeben.

Eine der viel versprechendsten Anwendungen der Nanotechnologie in der Medikamentenverabreichung ist der Gebrauch von nanoshells. Diese sind kleine, gold-überzogene Glasperlen, die Tumoren im Blutstrom aussuchen, wenn sie eingespritzt werden. Nanoshells kann Hitze produzieren, indem er Licht absorbiert. Indem sie sie zu den Antikörpern binden und Infrarotlicht verwenden, um die Haut einzudringen und die nanoparticles zu veranlassen, oben zu erhitzen, sind möglicherweise Wissenschaftler in der Lage, Tumoren zu zerstören, ohne gesundes Gewebe zu schädigen. Diese Technik ist bereits erfolgreich in den Mäusen von einem Team bei Rice University verwendet worden, die seine Ergebnisse in den Zeitschrift Krebs-Buchstaben im Jahre 2004 veröffentlichte. In den Mäusen verschwanden alle Tumoren innerhalb 10 Tage und erschienen nicht wieder.6

Fortschritte in Nanomedicine: Was Sie kennen müssen
  • Nanotechnologie ist die Wissenschaft der Kontrolleangelegenheit auf einem molekularen Niveau von den Skalen, die kleiner sind, als 100 Nanometer und Fabrikationsgeräte innerhalb dieser Größe sich erstrecken.

  • Eine viel versprechende Anwendung der Nanotechnologie ist nanomedicine, das die Suchvorgänge, zum der früheren und besseren Krankheitsdiagnose und der genau gerichteten Medikamentenverabreichung bereitzustellen.

  • Wissenschaftler glauben, dass nanomedicine möglicherweise ein Tag fortgeschrittene Lösungen für die Diagnose und die Behandlung von Krebs, von Herzkrankheit, von geschädigten Organen und von anderen Gesundheitsinteressen zur Verfügung stellt.

  • In naher Zukunft wird nanomedicine möglicherweise in erhöhten Medikamentenverabreichungssystemen verwendet, die Wirksamkeit maximieren und Giftigkeit herabsetzen, indem sie genau Medikationen liefern, wo sie erforderlich sind.

  • Mögliche langfristigere Anwendungen von nanomedicine umfassen den Gebrauch von spezifischen nanoparticles, wie nanoprobes und nanorobots, wenn sie viele altersbedingten Krankheiten kämpfen.

  • Nanomedicine-Versprechen, die Praxis der Medizin radikal zu ändern, die Länge und die Lebensqualität drastisch erhöhend.

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