Programma

Blog
Tip hier de redactie
Bekijk overzicht
Artikel delen

Moleculaire- en nanobots

Het is minuscuul, beweegt door het menselijk lichaam en voert precisiewerk op de doellocatie uit. Dat zijn de moleculaire- en nanobots. Minirobotjes die de doelmatigheid van de geneeskunde ingrijpend kunnen veranderen.

Tags

Deel dit artikel

Wilt u belangrijke informatie delen met de redactie?

Tip hier de redactie

Ontwikkeling

SF-auteur Isaac Asimov beschreef in het verhaal “Reisdoel menselijk brein” al (1966) de inzet van een geminiaturiseerde onderzeeër met vijfkoppige bemanning in de mens. Die celgrootte onderzeeër ging door de bloedbaan op weg om een embolie in de hersenen van een briljante geleerde te vernietigen.

Ook StarTrek Next Generation schreef in deze geschiedenis met nanites, nanobots  en de Borgs (half mens, half nanotechnologie). Zoals gebruikelijk werd SF realiteit en er zijn inmiddels moleculaire karretjes en minirobots op nanoniveau ontwikkeld.

Wat zijn Nanobots?

De term nano slaat op de geringe afmetingen, duizend keer dunner dan een haar. In principe zijn nanobots een soort minidevices. Een heel klein robotje of apparaatje dat 1 of meerdere taken zelfstandig op afstand kan uitvoeren. De nanobot, nanoid, nanite, nanomachine, or nanomite worden in de basis mechanische vorm al geruime tijd toegepast. Dat zijn de zogenaamde nanomachines.

De echte nieuwe generaties nanobots kunnen echter aanmerkelijk meer dan pure mechanische functionaliteit. Zij kunnen voelen, waarnemen, deels kunstmatig intelligente processen afhandelen, (onderling) communiceren en gericht bewegen en samenwerken. Replicatie behoort eveneens tot de mogelijkheden. Dat kan bijvoorbeeld al bij zelfherstellende autolak. Weg met de krassen. Interessant voor wondtechnologie.

Om misverstanden te voorkomen: het gaat niet om metalen machientjes of de geminiaturiseerde onderzeeër van Isaac Asimov, maar om uit DNA en menselijk materiaal zoals eiwitten, suikers, mineralen en vetten. Voor het ontwerp werd mede naar de Origami-techniek gekeken.

Moleculaire robots

Een andere stroming vormen de moleculaire robots. Deze bestaan uit bewegende moleculaire constructies. Zo zijn er experimenteel al moleculaire wagentjes gebouwd die door het menselijk lichaam naar hun bestemming kunnen rijden. Aldaar geeft de moleculaire robot zijn lading af of wordt door de weefsels ter plekke opgenomen.

Op zich ontlopen de termen moleculaire en nanobots elkaar niet zo veel. Het gaat functioneel om ongeveer dezelfde minibots. De Nederlandse hoogleraar organisch chemie Ben Feringa won de Nobelprijs met onder andere door UV-licht aangestuurde moleculaire propellers en motortjes.

Waarvoor zijn nanobots en moleculaire robots te gebruiken? Zowel bij de moleculaire als nanobots gaat het om de volgende medische functies:

  • Diagnose, ter plekke bekijken, detecteren en bemonsteren.
  • Afleveren van medicatie, enzymen, antiobiotica, DNA en markers.
  • Repareren: zowel fysiek als biochemisch.
  • Vernietigen: kankercellen, trombussen / atherosclerose,  artrose, vreemde objecten en microvaatchirurgie.

De moleculaire of nanobot reist precies naar de doellocatie en gaat daar voorgeprogrammeerd en/of zelfs op afstand bestuurd aan de slag. Net als bij de podosomen (een soort voelsprieten bij door het lichaam bewegende menselijke cellen) weet de moleculaire of nanobot exact waar deze zich bevindt en is straks exact op locatie aan te sturen.

Ook implantaten

De implantatietechnologie waarbij moleculaire of nano-implants functies en werking kunnen genezen en/of verbeteren staat nog in de kinderschoenen. De Borgs uit StarTrek waren daar al ver mee.

Bij de mens word inmiddels geëxperimenteerd met DNA-invoegingen, het herstel van zenuwfuncties en zintuigen. Op het verlanglijstje staat onder meer het repareren van slechte hersenfuncties en het aansluiten van het brein op communicatienetwerken. Het WiFi- en in the cloud-brain zijn in aantocht.

Neurologie en psychiatrie

Volgens Israëlische onderzoekers is de genezing van depressie, epilepsie en schizofrenie via DNA-implants door Origami nanobots in aantocht. En straks behoort Alzheimer vermoedelijk eveneens tot het verleden.

De neurocortex in contact met de omgevende netwerken en het verbeteren van onze intelligentie duiken eveneens al bij sommige wetenschappers (Ray Kurzweil) op.

De GGZ is verrukt van minirobots die medicijnen precies kunnen toedienen waar de neuronen of hun synapsen het laten afweten. Men spreekt hierbij van Mind Controlled Nanobots (MCN’s).

Wanneer werkt het?

Moleculaire en nanobots werken natuurlijk niet zo maar. Het begint al met het klein genoeg zijn om door de bloedbaan vervoerd te worden. Dat dient voldoende snel en precies te geschieden.

Het toedienen kan onder andere via een injectie, pil of aanbrengen op slijmvlies. Het is de vlag die de lading dekt. Aangekomen op de juiste doellocatie dient de afgifte, diagnostiek, reparatie, destructie of implantatie betrouwbaar en effectief te gebeuren. En de behandelaar houdt graag op afstand zicht op het resultaat van de interventie. Anders heb je er domweg niets aan.

De nabije toekomst

Wat kunnen wij van e-healht met nanobots op niet al te lange termijn verwachten? Het droppen van medicatie en antibiotica in de juiste hoeveelheid en op de correcte plaats zal niet lang meer duren. Het achterna zitten van bacteriën in de bloedbaan door nanobot-torpedo’s met antibiotica is dan een ware killer voor infectieziekten.

Microvasculaire chirurgie wordt eveneens nano. Thrombussen, uitgezaaide kankercellen, littekens, verouderde wezels en beschadigde zenuwen zullen het weten; de nanochirurg kan overal bij.

De wereld van implantaten zal ingrijpend veranderen. De GGZ kan nu echt op neuromoleculair niveau kunnen ingrijpen. En bij de reparatie van het genoom krijgt CRISPR CAS er een flinke hulp bij.

Nog in het ethische verschiet ligt het remmen of zelfs ongedaan maken van veroudering bij de mens. Met nanotechnologie 200 worden. Het zou zomaar eens kunnen…

Openingsmanifestatie 2021
Wilt u op 17 juni 2021 ook naar de ICT&health Openingsmanifestatie? Entreekaarten zijn gratis maar op is écht op! Dus wacht niet en meld u snel aan.

KPN Zorgdomotica

Tags

Deel dit artikel

Wilt u belangrijke informatie delen met de redactie?

Tip hier de redactie

Mis niks en ontvang de spannendste ontwikkelingen