Нанороботы. 
Нанотехнологии на службе здоровья человека

Более сложные устройства могут выполнять такие функции, как всеобъемлющая диагностика, «охота» за возбудителями инфекций и раковыми клетками, разрушение атеросклеротических отложений на стенках сосудов, восстановление поврежденных или постаревших тканей и отдельных клеток. Рассмотрим более подробно некоторые проблемы, которые могут встать при конструировании реальных нанороботов и наметим подходы к их решению:

• — Энергетика нанороботов. Наноустройства могут использовать для своей работы химическую энергию, запасенную в растворенных в крови глюкозе и кислороде. Также возможна передача энергии от внешнего источника в виде электромагнитного или акустического излучения. Внутри устройства энергия может накапливаться в химической либо в механической форме.
• — Управление наноустройством. В качестве систем управления для нанороботов могут быть использованы устройства наноэлектроники такие, как транзисторы на основе отдельных молекул или нанотрубок, возможность изготовления которых сейчас уже успешно продемонстрирована. Но еще большей степени миниатюризации можно достичь, используя чисто механические компоненты.

Молекулярная нанотехнология может также позволить достичь огромной плотности записи информации. Дрекслер предлагает использовать в качестве ее носителя линейные молекулы частично фторированного полиэтилена — цепочку атомов углерода, с которыми соединены два атома углерода, два атома водорода или по одному атому того и другого. Каждое звено такой цепочки несет чуть больше полутора бит информации (в случае использования только двух типов звеньев — -CH2 — и — СHF — ровно один бит), а полная плотность записи достигнет фантастического значения в ~15 бит/нм3, т. е., ~15Ч1021 бит/см3 .

• — Связь между нанороботами. В живой природе внутри организма используются в основном химические переносчики информации — цитокины, гормоны, нейропептиды, феромоны. Наноустройства, однако, смогут использовать и более быстрые каналы передачи информации, например, ультразвук, электромагнитное излучение.
• — Диагностика. Для диагностики наноустройства могут использовать довольно большое количество разнооб-разных методов:
• · измерение макроскопических параметров среды (температуры, давления, вязкости).
• · измерение химических параметров (Ph, концентрации кислорода, углекислого газа, наличия антигенов, полинуклеотидов, гормонов, нейротрансмиттеров).
• · атомно-силовое сканирование поверхности клетки.
• · оптическая микроскопия ближнего поля
• · акустическая микроскопия (по принципу эхолокатора; акустического томографа).
• · магнито-резонансная томография.
• · электромониторинг активности нейронов, мышечных клеток и др.
• · химический мониторинг синапсов.

Можно предположить, что в будущем будут придуманы и другие, еще более эффективные методы диагностики.

По прогнозам исследовательской корпорации Форрестер [21], в период с 2005 по 2010 г. основное развитие нанотехнологии будет определяться медицинскими предложениями. В этот период медицинские товары приблизят нанотехнологии к рядовому потребителю.

Потребители нуждаются в совершенствовании диагностики. Работодатели и страховые компании озабочены состоянием здоровья сотрудников, поэтому последние, в свою очередь, нуждаются в более совершенной диагностике и терапии — не только тех болезней, которые у них уже есть, но и тех, к которым они предрасположены.

Наносенсоры станут звеном перехода к индивидуализированной медицине. Используя свои нанотехнологические средства — GeneEngine — компания Дженомикс из США уже обнаружила вариации генов на цепочках ДНК, это 200 000 основных пар в длину. Компания прогнозирует возможность расшифровки всего генома человека, состоящего из 3 млн. пар. При этом будут использоваться возможности индивидуализированной терапии с применением нанотехнологической доставки лекарств (компании БиоСанте Фармасьютиклз или С Сиксти).

Создание новых линий производства приведет к снижению цен. Сегодня такие компании как Роше Дайагностикс используют технологию цепной реакции полимеразы для диагностики и выявления таких заболеваний как ВИЧ и гепатит. Система диагностики, созданная из нанокристаллов, подобных квантовым точкам, обещает большую точность и снижение стоимости путем использования методов производства, разработанных для полупроводниковой промышленности [2].