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LE Magazine en décembre 2007
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Avances dans Nanomedicine


Par Christopher Windham

Imaginez un avenir où des cellules de tumeur peuvent être directement visées avec la chimiothérapie, éliminant l'exposition systémique d'un cancéreux aux effets secondaires néfastes et même la mort des réactions toxiques de chemo.

La nanotechnologie scientifique-avec l'aide financière des universités dotées, le gouvernement fédéral, et l'entreprise privée capitaliste-croient que cette imagination peut devenir une réalité dans nos vies.

Bien que la discussion au sujet de la validité d'employer la nanotechnologie dans la médecine continue, le champ d'émergence du nanomedicine s'accélère dans les arènes de dispositif médical et de drogue-livraison. Car les scientifiques explorent des manières d'incorporer la nanotechnologie pour traiter la maladie et pour empêcher la maladie, beaucoup croient que le nanomedicine a le potentiel de révolutionner la médecine.

La Science naissante de Nanomedicine

Nanomedicine, un dérivé de nanotechnologie, est la science des structures moléculaires de contrôle pour créer les matériaux et les dispositifs précis.Centres de 1 cette technologie sur la capacité des scientifiques de structurer ces matériaux et dispositifs à l'échelle moléculaire pour aborder des problèmes médicaux par la recherche et la pratique clinique. Ces « nanodevices » et structures seraient alors employés dans des systèmes biologiques humains au niveau moléculaire pour des buts de surveillance et de réparation. Les physiciens prévoient que cette approche précise pourrait être employée, par exemple, pour réparer les tissus endommagés, tels que des os, des muscles, ou des nerfs.

« Il y a certaines choses que nous pouvons faire aujourd'hui et il y a certaines choses nous pourrons faire demain, » dit Robert Freitas, un chargé de recherches supérieur à l'institut pour la fabrication moléculaire. « Par exemple, quand nous avons des nanorobots dans 20 ans nous pourrons trouver tous les cancers (dans la circulation sanguine) et les tuer. Pour les construire (des nanorobots) nous allons devoir passer par un processus étape-par-étape. »

Un nanomètre est si petit qu'il ne puisse pas voir sur un microscope conventionnel de laboratoire. Mais l'utilisation des dispositifs de taille d'un nanomètre pourrait être efficace dans la médecine, les scientifiques disent, car ils sont rudement la même taille dans laquelle les cellules vivantes biologiques d'intérieur de molécules et de structures fonctionnent.

Plusieurs d'outils médicaux d'aujourd'hui sont trop grands, et à la cellule et au niveau moléculaire ne soyez pas assez petit pour manoeuvrer nos composants cellulaires minuscules. Avec des outils plus spécifiques et plus précis de nanotechnologie, les scientifiques disent qu'ils pourront améliorer le festin et diagnostiquer les maladies souvent liées au vieillissement, tel que la maladie cardiaque et le cancer.

Si le nanomedicine serait finalement la solution aux problèmes médicaux d'aujourd'hui sera répondue en deux phases : l'à court et à long terme. les enzymes basées sur nano et d'autres matériaux sont pour entrer en vigueur dans un avenir proche. Plusieurs de plus d'avantages orientés traitement de la maladie se produiront vraisemblablement dans environ une décennie, quand des nanomachines et les nanorobots médicaux programmables sont développés.

Origines de nanotechnologie

Le physicien Richard Feynman est d'abord crédité de la nanotechnologie de prévision pendant sa conférence 1959 célèbre à l'Institut de Technologie de la Californie, auquel il a proposé que des machines microscopiques puissent être rendues plus petites et plus petites, vers le bas au niveau où des atomes peuvent être manoeuvrés.4

Plus tard, on a proposé de tels nanomachines ou « nanorobots » par K. Eric Drexler dans plusieurs livres décrivant des nanosystems comme ils se rapportent aux machines moléculaires, à la fabrication, et au calcul.5 Drexler, qui sont actuellement un conseiller à Nanorex (un logiciel se développant de société pour la conception et la simulation des systèmes moléculaires de machine), ont souvent fourni des conférences visionnaires décrivant un « vaisseau spatial de diamant » avec un rapport plus élevé de force-à-poids que la navette spatiale. Il a également discuté les robots minuscules qui permettraient à des scientifiques de créer des diamants et des rocketships en versant les produits chimiques bon marché dans une boîte noire contenant les assembleurs moléculaires. Une fois utilisée dans la médecine, la technique guérirait la maladie, Drexler a théorisé.

Après ces propositions tôt, Robert Freitas de l'institut pour la fabrication moléculaire a jeté les fondements pour la médecine nanorobotic en produisant les premières conceptions théoriques pour les nanorobots médicaux et en éditant les deux premiers manuels sur la conception médicale de nanorobot et un troisième manuel sur la fabrication moléculaire réplicative. La base de prolongation de la durée de vie utile contribue le placement au laboratoire de Dr. Freitas's.

Entre le moment de la prévision de Feynman et les théories de Drexler et de Freitas, la nanotechnologie est devenue un sujet populaire de discussion au corps médical.

Recherche de Nanomedicine en cours

Le gouvernement fédéral, le milieu universitaire, et l'industrie de biotechnologie avaient exploré de nouvelles manières d'améliorer le nanomedicine d'étude ces dernières années.

En 2004, les instituts de la santé nationaux (NIH) ont lancé son initiative de feuille de route de Nanomedicine, qui a été conçue pour stimuler un effort de recherche de collaboration de nanomedicine. Sous l'initiative, un réseau national de huit centres de développement de Nanomedicine a été créé pour servir d'endroit de reproduction à la recherche et à la technologie basées sur nanomedicine.2

Les scientifiques espèrent que la recherche de nanomedicine stimulera une plus grande compréhension des processus de la maladie, aussi bien que des outils plus élégants de diagnostic et de traitement. « Le but est d'intervenir dans le processus de la maladie avec la connaissance beaucoup plus grande, » dit Jeffery A. Schloss, co-président du groupe de travail de transport-NIH Nanomedicine.

Se joignant les NIH sont plusieurs autres groupes explorant l'utilité des nanomachines moléculaires, y compris l'institut pour la fabrication moléculaire, le laboratoire pour la robotique moléculaire à l'Université de Californie du Sud, et la NASA. Les organismes de gouvernement en à l'Europe, au Japon, et à l'Iran ont également financé des forum et des projets de recherche explorant le nanomedicine. Tandis que le financement a été rare, des groupes privés et les entreprises de capital d'amorçage sont également intéressés à la technologie.

La société de biotechnologie Gilead Sciences vend un mécanisme de la drogue-livraison utilisant des sphères de lipide, ou des liposomes, de 100 nanomètres de diamètre, qui enduisent une drogue anticancéreuse qui traite le sarcome lié au sida de Kaposi.3 un autre chef dans le domaine de la nanotechnologie et de la médecine est Zyvex, qui prétend être la première société moléculaire de recherche et développement de nanotechnologie.

Potentiel illimité : Diagnostics et livraison de drogue

Le nanomedicine de terme est souvent appliqué aux produits chimiques, aux méthodes de la livraison, aux drogues, et aux outils de diagnostic.

Aux scientifiques, les manières potentielles d'employer la nanotechnologie dans la médecine sont sans fin. Une approche à l'étude emploie la nanotechnologie en dépistant des dispositifs appelés les points de quantum. Les points de Quantum sont de petits dispositifs de semi-conducteur qui émettent certaines longueurs d'onde de lumière selon leur taille. Ceci les rend fortement appropriés comme agents de contraste pour la représentation de résonance magnétique (IRM), la tomographie d'émission de positons (ANIMAL FAMILIER), ou en tant que traceurs fluorescents dans la microscopie optique. Une fois insérés dans le corps, les points de quantum peuvent pénétrer par la peau et le tissu et émettre la couleur pour signaler la présence des cellules cancéreuses. Les médecins peuvent alors scruter dans une tumeur pour trouver où elle a écarté à l'aide des points de quantum pour examiner des ganglions lymphatiques voisins. En revanche, appels d'aujourd'hui de technologie pour la dissection de beaucoup de ganglions lymphatiques par un pathologiste pour trouver la tumeur maligne. Les scientifiques croient que les points de quantum peuvent également être utiles en tant qu'échafaudages structurels dans l'ingénierie de tissu.

En outre, des avantages à court terme de nanotechnologie ont pu être vus dans les améliorations au processus de la drogue-livraison. Par exemple, les transporteurs de taille d'une nano de la drogue-livraison ont appelé les dendrimers, qui sont les molécules artificielles la taille d'une protéine, pourraient être capables de fournir la médecine à un emplacement précis. Cette approche visée l'a déjà rendu plus sûr et plus efficace pour rendre la thérapie génique dans quelques laboratoires de recherches. Le processus de la drogue-livraison pourrait également tirer bénéfice des capsules creuses de polymère qui déchargent dans le corps seulement après le gonflement ou la compression.

Une des applications les plus prometteuses de la nanotechnologie dans la livraison de drogue est l'utilisation des nanoshells. Ce sont de petites, or-enduites perles en verre qui cherchent des tumeurs dans la circulation sanguine une fois injectées. Nanoshells peut produire la chaleur en absorbant la lumière. En les liant aux anticorps et en employant la lumière infrarouge pour pénétrer la peau et pour faire réchauffer les nanoparticles, les scientifiques peuvent pouvoir détruire des tumeurs sans nuire au tissu sain. Cette technique déjà a été employée avec succès dans les souris par une équipe chez Rice University, qui a édité ses résultats dans les lettres de Cancer de journal en 2004. Chez les souris, toutes les tumeurs ont disparu dans les 10 jours et n'ont pas réapparu.6

Avances dans Nanomedicine : Ce que vous devez connaître
  • La nanotechnologie est la science de la matière de contrôle à un niveau moléculaire des échelles plus petites que 100 nanomètres et dispositifs de fabrication dans cette taille s'étendent.

  • Une application prometteuse de nanotechnologie est le nanomedicine, qui des recherches pour fournir un diagnostic plus tôt et meilleur de la maladie et une livraison avec précision visée de drogue.

  • Les scientifiques croient que le nanomedicine peut un jour fournir les solutions avancées pour diagnostiquer et traiter le cancer, la maladie cardiaque, les organes endommagés, et d'autres soucis de santé.

  • Dans un avenir proche, le nanomedicine peut être utilisé dans les systèmes augmentés de la drogue-livraison qui maximisent l'efficacité et réduisent au minimum la toxicité en livrant des médicaments avec précision où ils sont nécessaires.

  • Les applications plus à long terme potentielles du nanomedicine incluent l'utilisation des nanoparticles spécifiques, tels que des nanoprobes et des nanorobots, en combattant beaucoup de maladies relatives à l'âge.

  • Promesses de Nanomedicine de changer radicalement la pratique de la médecine, nettement augmentant la longueur et la qualité de vie.

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