Bionanotehnologiile

Participand de-a lungul timpului la diverse formari atat la chimie cat si la fizica, doua discipline mi-au atras cu adevarat atentia „Fizica plasmei” si „Biochimia”, discipline care au adus prin multiplele lor utilizari adevarate beneficii omenirii. Studiind mai atent chimia carbonului am aflat despre nanomateriale si apoi despre nanotehnologii, bionanotehnologiile reprezentant pentru mine un domeniu nou, de foarte mare actualitate si foarte interesant totodata.

Progresele care se înregistrează în domeniul medical, în ultimii ani, sunt de necontestat. Oriunde privim - genetica, imunologie, microbiologie, farmacologie, informaţiile, descoperirile, realizările, se succed şi circulă cu viteză ameţitoare.Fie că este vorba despre decriptarea genomului uman, noi tratamente împotriva virusului HIV, descoperirea prionilor, noi tipuri de vaccinuri, utilizarea laserului în medicină, şi multe, multe altele, cunoaşterea şi explicarea unor fenomene, concomitent cu aplicarea unor metode şi mijloace adecvate de tratament, a fost posibilă datorită dezvoltării tehnologiei şi invers: pe măsură ce mijloacele tehnice şi metodele moderne de investigare se dezvoltă, sporeşte şi volumul datelor, informaţiilor, cunoştiinţelor dintr-un domeniu sau altul.

Dar dacă până acum, tendinţa generală era de a dezvolta aceste mijloace şi metode, de a utiliza această tehnologie în “afara” noastră, apar acum domenii revoluţionare în medicină, care îşi propun să acţioneze mult mai rapid şi eficient, direct în interiorul organismului nostru.

Un astfel de domeniu, aflat în zorii evoluţiei sale, este nanomedicina.

Domeniul nanomedicinei îl constituie cercetarea modalităţilor de a utiliza dispozitive de ordin nanometric – nanoroboţi – în sfera medicală.

Dispozitivele respective se află deocamdată în stadiul de proiect, se studiază detalii legate de aspectul exterior, forma, dimensiuni, structura, modul în care aceştia acţionează în interiorul corpului, comunicarea şi controlul asupra lor, modalităţi de terapie prin intermediul lor.

Diametrul unui astfel de microrobot ar fi de aproximativ 0,5-3 microni, fiind alcătuit din componente de ordin nanometric.

Materialul constituent, carbonul, va fi principalul element utilizat sub forma diamantului, (datorită unor calităţi chimice deosebite şi a unei reactivităţi scăzute). Alte elemente uşoare - hidrogen, oxigen, azot, siliciu - vor fi folosite pentru diversele componente ale nanoroboţilor.

Interiorul va fi vidat, iar exteriorul, deşi expus diverselor substanţe chimice din organism, va fi destul de rezistent. Lichidele nu pot pătrunde în interior, decât în cazul în care s-ar solicita o eventuală analiză a acestora.

Tot în interior va exista un mini-computer, capabil să efectueze aproximativ 1000 operaţii pe secundă, necesar comunicării cu exteriorul, şi mai ales, îndeplinirii unei anumite sarcini.

Energia necesară funcţionării acestui mecanism va fi asigurată prin metabolismul local al glucozei sau oxigenului, sau, extern, prin existenţa unei surse de energie acustică.

Semnalele transmise de aceste computere vor fi preluate de o reţea de navigaţie implantată în organism, reţea prevăzută cu statii (noduri de comunicare) pe unde trec nanoroboţii şi schimbă informaţii referitoare la statusul lor în acel moment.

Comunicarea cu nanoroboţii din interior spre exterior, şi invers, se face prin semnale acustice, asemănător ca principiu şi mod de funcţionare cu ultrasunetele.

Nanoroboţii vor putea distinge categorii de celule ale organismului-gazdă în urma analizării antigenelor de suprafată ale acestora, pe baza unor senzori chemotactici prevăzuţi în structura lor.

Reactivitatea chimică scăzută a diamantului în mediul intern va face ca sistemul imunitar al organismului gazdă să nu provoace reacţii imunitare negative la introducerea nanoroboţilor în organism.

În funcţie de tratament, nanoroboţii vor fi injectaţi în organism în doze variabile (câţiva cm3 de lichid – apă, soluţie salină) – ce conţine între 1 si 10 trilioane nanoroboţi.

Acesşia având o ţintă şi un traseu bine definite, se orientează prin intermediul reţelei de navigaţie din organism şi, cu ajutorul ghidajului din exterior (medic), se activează şi încep să funcţioneze.