Устройство медицинского наноробота общего назначения.
Для выполнения поставленной перед ним задачи медицинский наноробот, прежде всего, должен добраться до места назначения – пораженных, больных, умерших клеток. Для этого ему необходим движитель и система навигации по организму. Для распознавания объекта своей миссии наноробот должен быть снабжен сенсорами, мониторящими окружающую среду и выделяющими среди всех прочих объектов цель. Для доставки на место лекарственных препаратов нанороботу требуются грузовые отсеки или транспортные манипуляторы для захвата и транспортировки груза. Для работы на месте нанороботу надо иметь рабочие манипуляторы. При работе наноробота в составе команды нанороботов он должен иметь систему связи с другими членами команды.
Наноробот-тераност – медицинский наноробот, совмещающий функции диагностики и лечения.
В планах ученых – совместить в нанороботах терапию с диагностикой. Такая методика лечения называется тераностикой – областью медицины, сочетающей в себе терапию и диагностику, когда врачи используют одну технологию и для диагностики, и для лечения заболевания в ходе общей процедуры. В наномедицине эту процедуру выполняют специализированные нанороботы.
Медицинский наноробот-разведчик, выявляет больные, пораженные, мертвые клетки.
Медицинский наноробот-грузовик, осуществляет доставку лекарственных средств в очаг болезни.
Медицинский наноробот-охотник, отслеживает в организме вирусы и болезнетворные бактерии и уничтожает их.
Еще раз повторюсь, представление художников о нанороботах не есть воплощенная реальность. Это скорее художественный образ, помогающий нам понять устройство и принцип действия невидимых нами объектов. А вот как выглядят объекты, с которыми медицинским нанороботам предстоит работать, мы можем увидеть уже сейчас и уже без помощи художников, а благодпаря микроскопии. Ныне в распоряжении исследователей имеются мощные инструменты изучения и освоения наномира, такие как, к примеру, сканирующие зондовые микроскопы, позволяющие увидеть нанообъекты, в том числе и вирусы с бактериями, воочию. На сканах.
Клетки грамположительного и грамотрицательного микроорганизмов. Изображение получено с помощью атомно-силового микроскопа на воздухе в контактном режиме.
Неизвестная бактерия, выявленная в экстракте из ооцитов амфибий. Видны микроворсинки и жгутик. Снимок получен с использованием высокоразрешающего сканирующего электронного микроскопа.
Атака бактериофага. Бактериофаги – природные нанороботы-убийцы (вирусы), объектами атаки которых являются определенные виды бактерий. Сделано сканирующим электронным микроскопом (SEM).
Эритроцит и тромбоцит. Изображение получено с использованием атомно силового микроскопа (АСМ).
Направленная кристаллизация сферических частиц гидроксиапатита из SBF (искусственной межтканевой жидкости) в целлюлозацетатной нано- и микропористой тонкой пленке (мембране) с целью получения гибкого, прочного конструкционного материала для замены поврежденных костных тканей.
И вдобавок к картинкам и сканам немного фантазии на основе реальных достижений в наномедицине. Не так давно, по меркам медицины, израильская фармацевтическая компания Vecoy разработала новую технологию борьбы с вирусными заболеваниями, суть которой в создании наноловушек для вирусов. Достижение израильских фармацевтов было анонсировано под названием «Vecoy нанолекарства». Препараты, создаваемые по технологии Vecoy нанолекарства, способны захватить и уничтожить вирусы прежде, чем они могут инфицировать клетки.
Vecoy нанолекарства (указано стрелкой) на фоне клеток и вирусов.
По следам изысканий специалистов компании Vecoy на ум приходит следующее. Вирус – тот же зверь. Только маленький. К примеру, вирус иммунодефицита – хищный зверь, который вынюхивает в организме клетки-жертвы и нападает на них. Есть смысл спроецировать специальные приемы, используемые при охоте на больших хищных зверей, для борьбы со зловредными мелкими тварями. Благо, что сейчас под рукой у охотников на вирусы есть строительный материал для создания всевозможных хитроумных ловушек для своей дичи. Один из таких материалов – нанотрубки.
Очевидные параллели между «большой» и «малой» охотами.
Капканы и западни. Пути миграции вирусов иммунодефицита по организму довольно хорошо изучены. Можно попробовать на этих путях расставлять капканы и делать западни из наноматериалов, используя геометрию вируса и его естественные приемы охоты. Те же подобия шипов, которые помогают ему цепляться за Т-клетки организма человека, могут стать его ахиллесовой пятой, если попадут в капкан или зацепятся за стенки западни.
Засада. В дикой природе охотник поджидает свою жертву в местах массового скопления дичи: на водопоях, местах кормежки, брачных полянах. Одним из мест массовых скоплений вирусов иммунодефицита является место их проникновения в уже пораженную Т-клетку. Здесь их и надо поджидать с нанокапканами, ловчими наносетями, западнями. Здесь же «на номерах» надо расставлять и естественных охотников за вирусами иммунодефицита, каковых уже известно немало.
Ловля на живца, приманки-убийцы. Хищник находит свою жертву по запаху и по каким-то ему одному ведомым следам. Особо не вдаваясь в теорию распознавания запахов и механизмы передачи информации от волчицы к волчатам, наши предки задействовали охотничьи инстинкты хищников для охоты на них же самих, используя живцов или приманки. Не надо было тратить время и силы на поиск и преследование добычи. Зверь сам выходил туда, где его уже поджидали охотник, западня или отрава. Точно так же можно попробовать и с вирусами иммунодефицита бороться, используя в качестве приманки, клетки, за которыми ВИЧ охотится. А уж взять его возле приманки – дело техники.
Крысобой. При уничтожении всякой живности человек приспособился использовать помощников из числа той же живности, которую и уничтожал. Особо популярна полулегенда о крысобоях – крысах, выживших в жестокой схватке за жизнь среди себе подобных за счет искусственно усиленного каннибализма. По рассказам, метод прост: в одну клетку помещают несколько крыс и держат их там до тех пор, пока они от голода не начинают жрать друг друга. Когда из всех крыс остается одна, ее выпускают, и она начинает истреблять всех крыс в округе. То ли люто возненавидя после всего пережитого всех, кто имеет крысиное обличье, то ли пристрастившись к деликатесу в виде своих соплеменников. Не суть важно. Главное, что эффективно, потому как никто лучше самих крыс не знает, как их ловчее поймать. Вирусы, конечно, не крысы, но и они выжили в природе благодаря способности к быстрой адаптации к изменяющимся условиям жизни. И кто знает, какие у них наклонности прорежутся и куда они эволюционировать начнут, если их в одну клетку с себе подобными поместить без каких-либо дополнительных энергоресурсов. В клетку, из нанотрубок сооруженную, к примеру.
Но это все умопостроения дилетанта, хотя кто его знает, может, кто-то из специалистов уже и на практике получил реальные результаты, применяя приемы «большой охоты» в борьбе с вирусными заболевания. Вирус ведь тот же зверь, только очень мелкий.
