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生命延長雑誌

LE Magazine 2007年12月
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Nanomedicineの前進


クリストファーWindham著

腫瘍の細胞が有毒なchemoの反作用から有害な副作用に癌患者の全身の露出および死を除去する化学療法と直接目標とされるできる未来を想像しなさい。

この想像が私達の寿命内の現実になるかもしれないと寄与された大学の財政の助け科学者とのナノテクノロジー、連邦政府および私用投機は資本家信じる。

薬でナノテクノロジーを使用することの妥当性についての討論が続くが、nanomedicineの新興分野は医療機器および薬物配達競技場の運動量を得ている。 病気を扱い、病気を防ぐために科学者がナノテクノロジーを組み込む方法を探検するので多数はnanomedicineに薬を革命化する潜在性があることを信じる。

Nanomedicineの出現科学

Nanomedicineのナノテクノロジーの派生物は、精密な材料および装置を作成するために分子構造の制御の科学である。 分子スケールでこれらの材料および装置を研究および臨床練習によって健康上の問題に演説するために構成する科学者の能力の1つのこの技術センター。 これらの「nanodevices」および構造は監視および修理為に分子レベルで人間の生物系でそれから使用される。 物理学者は傷つけられたティッシュを、骨のような、筋肉修理するのに、例えば使用、できる、この精密なアプローチがまたは神経ことを予測する。

「私達が今日してもいい私達が明日されるある特定の事が」あるある特定の事があり、ロバートFreitasの分子製造業のための協会の年長の研究員を言う。 「私達に20年nanorobotsが今後ある場合例えば、私達はすべての癌を(血流で)見つけ、殺せる。 それらを造るためには(nanorobots)私達は段階的なプロセスによって行かなければならないだろう」。

ナノメーターはそれが慣習的な実験室の顕微鏡で見ることができないほど小さい。 しかしナノメーター サイズの装置の使用は薬で有効であることができる科学者は大体生物的分子および構造の内部の生体細胞が作動する同じサイズであるので、言う。

今日の医学用具の多数は私達の小さい細胞部品を処理するには余りにも大きく、細胞および分子レベルに十分に小さくであってはなりません。 心臓病および癌のような特定およびより精密なナノテクノロジー用具を使って、科学者は言う御馳走をよくし、頻繁に老化によって関連付けられた病気を診断できることを。

nanomedicineは最終的にあるかどうか今日の健康上の問題への解決は2段階以内に答えられる: 短期または長期。 ナノ ベースの酵素および他の材料は本当らしい近い将来に実施されるために。 より多くの病気の処置指向の利点の多数は約十年以内に多分プログラム可能な医学のnanomachinesおよびnanorobotsが開発される場合、起こる。

ナノテクノロジーの起源

リチャードFeynman物理学者は彼が提案したカリフォルニア工科大学の彼の有名な1959講議の間に予測のナノテクノロジー、と最初に顕微鏡機械はことができることを原子が処理することができるレベルにより小さくそしてより小さく作る信じられる。4

分子機械類、製造業および計算に関連しているように後で、そのようなnanomachinesか「nanorobots」はnanosystemsを記述する複数の本のK.エリックDrexlerによって提案された。 Nanorex (分子機械システムの設計そしてシミュレーションのための会社成長ソフトウェア)へ現在顧問である5つDrexlerは頻繁にスペース シャトルより高い強さに重量の比率の「ダイヤモンド宇宙船」を記述する幻の講議を提供した。 彼はまた科学者がrocketshipsおよび分子アセンブラーを含んでいるブラック ボックスに安い化学薬品を注ぐことによってダイヤモンドを作成することを可能にする小さいロボットを論議した。 薬で使用されたとき、技術は病気、Drexlerを学説をたてた治す。

これらの早い提案の後で、分子製造業のための協会のロバートFreitasは医学のnanorobotの設計に医学のnanorobotsのための最初の理論的設計を作り出すことと最初の2冊の教科書およびreplicative分子製造業に第3教科書を出版することによってnanorobotic薬の基盤を築いた。 生命延長基礎は先生の実験室にFreitas's資金を貢献する。

Feynmanの予言の時とDrexlerおよびFreitasの理論間で、ナノテクノロジーは医学界の議論の普及したトピックになった。

進行中のNanomedicineの研究

連邦政府、学究的な世界および人間工学工業は調査のずっとnanomedicineを近年よくする新しい方法を探検している。

2004年に、国立衛生研究所(NIH)は共同のnanomedicineの研究活動に拍車をかけるように設計されていたNanomedicineの道路地図の率先を進水させた。 率先の下で、8つのNanomedicineの現像核の全国ネットワークはnanomedicineベースの研究および技術のための飼育場として役立つために作成された。2

科学者はnanomedicineの研究が病気プロセスのより大きい理解を促進する、またより優雅な診断および処置用具ことを望む。「目的大いにより大きい知識の病気プロセスに介入することである」はJeffery A. SchlossのTRANSNIH Nanomedicineのタスクフォースの副議長を言う。

結合してNIHは南カリフォルニアの大学で分子製造業のための協会、分子ロボット工学のための実験室探検する他の複数のグループおよびNASAを含む分子nanomachinesの実用性を、である。 ヨーロッパ、日本およびイランの政府の組織はまたnanomedicineを探検するフォーラムおよび研究計画に資金を供給した。 資金供給が乏しい間、プライベート グループおよび種子資本の会社はまた技術に興味を起こさせられる。

バイオ企業のGilead科学は脂質球を使用して薬物配達メカニズム、か援助関連のKaposiの肉腫を扱う抗癌性の薬剤に塗る直径の100ナノメーターのliposomesを、販売する。3つは ナノテクノロジーおよび薬の分野のもう一人のリーダー最初の分子ナノテクノロジーの研究開発の会社の主張するZyvexである。

無制限の潜在性: 診断および薬剤配達

言葉のnanomedicineは頻繁に化学薬品、配達方法、薬剤および診察道具に適用される。

科学者に、薬でナノテクノロジーを使用する潜在的な方法は無限である。 調査の下の1つのアプローチは量の点と呼ばれる装置の追跡でナノテクノロジーを使用する。 Quantumの点はサイズに従ってライトのある特定の波長を出す小さい半導体デバイスである。 これはそれらを磁気共鳴イメージ投射(MRI)、ポジトロン断層法(ペット)のための対照の代理店として、または光学顕微鏡検査の蛍光トレーサーとして非常に適したようにする。 ボディに挿入されたとき、量の点は皮およびティッシュ両方を通って突き通り、癌性細胞の存在に信号を送るために色を出すことができる。 医者は腫瘍に近くのリンパ節をか検査するのに量の点の使用によってどこに広がったか見つけるためにそれから凝視できる。 それに対して、悪性腫瘍を見つける病理学者による多くのリンパ節の解剖のための今日の技術呼出し。 科学者は量の点がまたティッシュ工学に構造足場として有用かもしれないことを信じる。

なお、近い将来のナノテクノロジーの利点は薬物配達プロセスへの改善で見ることができる。 例えば、ナノ サイズの薬物配達キャリアは人工的な分子蛋白質のサイズであるdendrimersを厳密な位置に薬を提供することができることができる呼んだ。 この目標とされたアプローチは既にある研究所の遺伝子療法をすることを安全におよびより有効してしまった。 薬物配達プロセスはまた膨張か圧縮の後やっとボディに解放する空ポリマー カプセルから寄与できる。

薬剤配達のナノテクノロジーの最も有望な適用の1つはnanoshellsの使用である。 これらは注入されたとき血流の腫瘍を探し出す小さい、金上塗を施してあるガラス玉である。 Nanoshellsはライトの吸収によって熱を作り出すことができる。 抗体へのそれらを不良部分および皮を突き通し、nanoparticlesを熱させる赤外線ライトを使用することによって科学者は健康なティッシュに害を与えないで腫瘍を破壊できるかもしれない。 この技術は2004年にジャーナル蟹座の手紙の結果を出版したライス大学でチームによってマウスで既に首尾よく使用された。 マウスでは、すべての腫瘍は10日以内に消え、再現しなかった。6

Nanomedicineの前進: 必要がある何を知る
  • ナノテクノロジーは小さいスケールの分子レベルにそのサイズ内のより100ナノメーターそして製造装置が及ぶ制御の問題の科学である。

  • ナノテクノロジーの有望な適用はより早く、よりよい病気の診断および正確に目標とされた薬剤配達を提供するシークnanomedicineである。

  • 科学者は高度の解決を提供するnanomedicineが癌、心臓病、損なわれた器官および他の健康の心配を診断し、扱うために1日かもしれないことを信じる。

  • 近い将来に、nanomedicineは効力を最大にし、薬物を正確に渡すことによって必要であるところに毒性を最小にする高められた薬物配達システムで利用されるかもしれない。

  • nanomedicineの潜在的な長期適用は多くの年齢関連の病気の戦いに特定のnanoparticlesの使用を、nanoprobesおよびnanorobotsのような、含める。

  • 根本的に薬の練習を変えるNanomedicineの約束劇的に長さそして生活環境基準を高める。

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