В последние годы нанотехнологии бурно развивались благодаря росту исследований и созданию новых интересных приложений, использующих уникальные свойства наночастиц, особенно в медицине, электронике и материаловедении.

Наночастицы размером всего от 1 до 100 нанометров уникальны для своих объемных аналогов, а их малый размер дает им свойства, которые можно использовать в новых приложениях, делая возможными технологии, которые ранее были недоступны.

Нанотехнологии продолжают набирать обороты, и, по оценкам, к 2025 году их глобальный собственный капитал достигнет более 8,6 миллиардов долларов.

Хотя многие проекты в области нанотехнологий все еще находятся на стадии исследований и разработок, постоянно происходят значительные улучшения, поскольку ученые узнают больше о том, как наночастицы можно использовать в различных научных областях.

Здесь мы обсуждаем последние разработки в сегменте нанороботов. Эти крошечные нанороботы в настоящее время меняют область биомедицины, особенно в таких областях, как диагностика рака и доставка лекарств.

Ксеноботы

Недавние исследования помогли создать ксеноботов, крошечных роботов длиной менее 1 мм, состоящих из 500-1000 живых клеток. Они были созданы в различных основных формах, в том числе с ногами. Исследования показали, что они могут эффективно двигаться линейно или по кругу, объединяться с другими ксеноботами, чтобы действовать сообща, перемещать крошечные объекты и жить около 10 дней.

Ученые считают, что эти ксеноботы могут быть разработаны различными способами, которые могут положительно повлиять на здоровье человека, животных и окружающей среды, хотя их статус «программируемых живых роботов», сделанных из живых органических тканей, вызывает этические проблемы.

Хотя существует некоторая неопределенность в отношении будущего ксеноботов по этическим соображениям, ученые, работающие в этой области, воодушевлены их потенциальным применением для очистки океана от микропластика, удаления токсинов и радиоактивных материалов из опасных мест, более эффективной и действенной адресной доставки лекарства и восстановление клеток и тканей.

Диагностика рака

Ранняя диагностика является ключевой стратегией в борьбе с раком. Однако из-за природы рака современные диагностические методы имеют свои ограничения. Например, в последние годы были разработаны методы измерения различных биомаркеров в качестве метода ранней диагностики, хотя эти методы ограничены из-за новых концентраций таких биомаркеров в жидкостях организма.

Нанотехнологии предлагают путь к высокочувствительной и специфичной ранней диагностике рака. Ученые работали над созданием нанороботов, которые могут точно измерять ключевые биомаркеры рака при низких уровнях концентрации, что позволяет выявлять несколько типов рака на ранней стадии и преодолевать ограничения доступных в настоящее время методов.

Исследования показали, как можно повысить эффективность биосенсоров за счет добавления наночастиц. Эти крошечные молекулы помогают обеспечивать специфическое нацеливание и улучшают чувствительность датчиков за счет увеличенного отношения поверхности к объему.

Прецизионная медицина

Ученые изучают эффективность ДНК-роботов в уничтожении раковых клеток. Ученые успешно запрограммировали нити ДНК, чтобы они двигались по крови, чтобы доставлять препараты для свертывания крови к месту опухоли, перекрывая их кровоснабжение и предотвращая рост.

Многие недавние исследования выявили потенциальное будущее использование нанороботов для доставки лекарств. Текущие результаты являются многообещающими, предполагая, что нанороботы вскоре могут быть использованы людьми для доставки лекарств с повышенным уровнем эффективности и точности. Эта более эффективная доставка может также помочь уменьшить вредные побочные эффекты, связанные с современными терапевтическими средствами.

Группа исследователей недавно провела эксперименты in vitro с нанороботами, визуализируя их движения с помощью комбинации оптической микроскопии и позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ).

Узнав, как наночастицы способны мигрировать, команда протестировала наноботов на мышиной модели, вводя мышам внутривенно. Они покрыли нанороботов уреазой, ферментом, катализирующим гидролиз мочевины, и обнаружили, что наноботы мгновенно подплывают к мочевому пузырю, что приводит к индуцированным потокам жидкости. Эти данные свидетельствовали о коллективных движениях нанороботов, которые напоминают те, что встречаются в природе.

Исследователи описали коллективное движение наноботов и «рои наноботов» и указали, что они могут быть особенно полезны в вязких средах, помогая доставлять лекарства с большей точностью.

Предполагается, что наноботы могут использоваться для доставки лекарств в глаза, желудочно-кишечный тракт и суставы. Ученые предвидят, что нанороботы могут быть разработаны таким образом, чтобы они были адаптированы для доставки лекарств в определенные части тела путем адаптации нанороботов к топливу, существующему в окружающей среде, где они предназначены для доставки терапевтических средств (например, в случае уреазы для доставки терапевтических средств). направить их в печень).

Создание «глобального супермозга»

Последним интересным достижением в исследованиях нанороботов является использование нанотехнологий для создания «глобального супермозга», в котором человеческая мысль теоретически может быть перенесена в искусственный интерфейс, создавая «интерфейс человека — облака » .

Ученые предполагают, что в будущем наноботы могут использоваться для беспроводной передачи информации, хранящейся в мозге, в облачную сеть суперкомпьютеров, позволяющую извлекать данные в реальном времени и отслеживать состояние мозга. Однако, прежде чем это применение нанотехнологии может стать реальностью, оно должно пройти значительный этап исследований и проектирования, а также преодолеть этические и моральные последствия технологии.