Ainda em fase de pesquisa e desenvolvimento, nanorrobôs injetáveis ​​para combater doenças se tornarão realidade?

Ao contrário dos "robôs" que costumamos imaginar, os nanorobôs não são uma espécie de armadura de metal com baterias, chips e outros dispositivos eletrônicos. Hoje, mesmo as técnicas de usinagem mais sofisticadas não conseguem criar robôs tradicionais que nadam dentro do corpo. Nanorobôs sintetizam e preparam moléculas e micro-nano materiais com estruturas e funções especiais por meio de métodos físicos e químicos. No campo da inteligência artificial, a questão em primeiro plano é: os nanorobôs injetáveis ​​de combate a doenças se tornarão uma realidade?

Nanorobôs, afetando a saúde humana e a longevidade no nível molecular
Os nanorrobôs são a categoria de desenvolvimento da "Nanotecnologia Molecular (MNT)". São robôs moleculares (programáveis) desenvolvidos pela aplicação de princípios biológicos em nanoescala com a ajuda de microscópios de tunelamento. Redesenho com redes reguladoras de genes. 1 nanômetro é igual a 10-9 metros, que é aproximadamente igual ao comprimento de 10 átomos de argônio justapostos em linha reta, e o diâmetro médio de uma molécula é de 10-10 metros. Os nanorrobôs também pertencem ao escopo de pesquisa da biologia molecular (nanobiologia).
Atualmente, os nanorrobôs ainda estão em fase experimental, e o tamanho está entre alguns milímetros - alguns mícrons, e é certo que os nanorrobôs do futuro trarão uma revolução médica

Podemos entender os nanorobôs dessa maneira. Cada célula de um organismo é um exemplo da aplicação da nanotecnologia. As células não apenas realizam o metabolismo energético, mas também montam e ativam várias proteínas e enzimas de acordo com as informações armazenadas no DNA. A tecnologia de produção de nanorobôs pode aprender completamente com células biológicas. Tendo as moléculas como objeto de pesquisa, com o objetivo de manipular e alterar estruturas moleculares.
A aplicação de nanorobôs está prevista. Nos próximos 25 anos, os cientistas da nanotecnologia esperam criar nanorrobôs reais e funcionais, permitindo que os robôs da nanotecnologia naveguem de um lado para o outro no sangue humano, encontrem automaticamente substâncias nocivas depositadas nas paredes dos vasos sanguíneos e, em seguida, removam-nas, que podem existir no sangue. Milhões de nanorobôs, que têm minúsculos "dedos" feitos de nanotubos de carbono, podem manipular delicadamente uma variedade de moléculas.

Nanorobôs podem substituir, reparar e inserir genes, e o tratamento de doenças genéticas não é mais uma ilusão; pode completar a operação de corte dos cromossomos celulares; pode realizar testes bioquímicos, experimentos de testes patológicos e fisiológicos no DNA ou nível molecular; No corpo humano para desobstruir os vasos sanguíneos do paciente. No filme de ficção científica "Amazing Flight", os cientistas injetam nanorobôs no corpo e observam diretamente a organização e o funcionamento de vários órgãos do corpo humano.

Os cientistas acreditam que os nanorobôs têm um potencial ilimitado: andar no corpo humano, pode tratar aterosclerose, ajudar pacientes com coagulação sanguínea, remover coágulos sanguíneos, limpar feridas, exterminar parasitas, tratar gota e cálculos renais, combater o câncer, inseminação artificial e ativar células energéticas, etc., para manter a saúde e prolongar a vida.

2. Vamos nos "desconectar" em nossos corpos

Será que os nanorobôs se "desconectarão" em nossos corpos, causando efeitos colaterais ou danos irritantes ao corpo humano? Atualmente, os pesquisadores tendem a construir nanorobôs a partir de materiais dentro do corpo, que podem ser decompostos pelo corpo e podem não ter muitos efeitos negativos.

Existem poucos dados de pesquisa sobre os efeitos biológicos e a toxicidade dos nanomateriais. Evidências experimentais preliminares sugerem que mesmo com a mesma composição química, suas micropartículas e nanopartículas podem ter efeitos biológicos diferentes. Esses efeitos biológicos podem ser benéficos ou prejudiciais, e um grande número de questões desconhecidas ainda precisam ser estudadas. Por exemplo, os pesquisadores descobriram que depois que as nanopartículas entram no corpo humano, a proteína no corpo humano as envolve automaticamente, de modo que não é considerada um corpo estranho pelo corpo e tem um efeito furtivo.

3. A estratégia de "camuflagem"

Para locais de entrega mais difíceis, os nanorobôs também mostraram potencial positivo em avanços iniciais. O cérebro é o lugar mais difícil para os nanorrobôs alcançarem porque eles precisam atravessar a barreira hematoencefálica – um sistema de defesa biológica muito seletivo que permite a passagem apenas de alguns nutrientes e certas moléculas, mantendo os patógenos fora. Os gliomas são conhecidos como "assassinos cerebrais" e são um dos tumores mais difíceis de tratar em neurocirurgia. Devido à localização especial deste tumor, é difícil realizar a ressecção cirúrgica completa, e as células tumorais residuais tornam-se fonte de recorrência futura.

Em 2020, após 8 anos de trabalho árduo, a equipe do professor He Qiang, do Harbin Institute of Technology, elaborou uma estratégia de entrega. Eles empacotaram a droga anticancerígena em um nanogel magnético, que foi "camuflado" com uma membrana bacteriana, escondida em um tipo de célula imunológica chamada "neutrófilo". Por meio da ação de campos magnéticos e químicos externos, os nanorobôs atravessam a barreira hematoencefálica para alcançar a administração de drogas direcionadas ativas no local do glioma. A eficiência de entrega dos nanocarreadores comuns é de cerca de 0.7%. Este novo método melhora a eficiência de entrega de drogas antitumorais para cerca de 14%. O artigo foi publicado na "Science Robot", que é um avanço de pesquisa relativamente importante na indústria.

4. Ainda está em fase de pesquisa e desenvolvimento

Atualmente, existem casos de uso de micro-nano robôs no campo do diagnóstico e tratamento de doenças importantes no país e no exterior, como tratamento fototérmico de tumores usando micro-nano robôs de efeito fototérmico, ressonância magnética usando óxido de ferro depositado magneticamente robôs micro-nano acionados, usando bolhas e robôs micro-nano acionados por ultrassom para separação e detecção de células tumorais, etc.

Atualmente, no campo do tratamento da maioria das doenças, ainda existem dilemas como a dificuldade em descobrir a patogênese e o ambiente complexo do tecido doente. Em 2021, o mercado global de micro-nano em ciências da vida valerá cerca de US$ 19.8 bilhões e deve crescer para US$ 38.6 bilhões até 2025. A indústria tem amplas perspectivas de desenvolvimento.

O upstream da cadeia da indústria de micro-nano robôs são os fornecedores de proteínas, vírus, bactérias, juntas de DNA, nanomateriais, TNC, polímeros e outros materiais orgânicos e inorgânicos, bem como peças estruturais, conectores, sensores químicos, controladores e outros componentes fornecedores; o midstream é o fabricante do robô micro-nano; downstream é o campo de aplicação, incluindo principalmente médicos, militares, biologia, proteção ambiental, indústria e outros campos.

Atualmente, os micro-nano robôs ainda estão em fase de pesquisa e desenvolvimento, e os micro-nano robôs que entram no corpo humano através do sistema sanguíneo ainda não chegaram ao mercado. Atualmente, os micro-nano robôs comercializados na China são principalmente robôs gastroscópios de cápsulas magneticamente controlados, e os produtos foram exportados para muitos países ao redor do mundo. Nesta fase, as empresas domésticas de micro-nanotecnologia incluem principalmente nanotecnologia alemã, Zhongke Natai, Gongna Biotechnology e Dongna Biotechnology. No futuro, sob o pano de fundo do desenvolvimento contínuo da indústria doméstica de micro-nano robôs, as empresas com forte força de P&D e alto nível técnico ocuparão uma posição vantajosa na concorrência do mercado.

Nos últimos anos, sob o pano de fundo do aumento da morbidade e mortalidade das principais doenças, como câncer e doenças cardiovasculares, a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologia e medicamentos para o tratamento do câncer tornaram-se uma direção de desenvolvimento fundamental no campo médico. Com suas funções vantajosas, os robôs micro-nano tornaram-se a direção principal do uso da ciência e da tecnologia para desenvolver o tratamento do câncer. No futuro, no contexto do desenvolvimento contínuo da ciência e tecnologia e da crescente demanda por tratamento de câncer, o desenvolvimento da indústria de micro-nano robôs tem amplas perspectivas. No futuro, as empresas locais precisam continuar a aumentar seus esforços de pesquisa e desenvolvimento para obter uma vantagem pioneira no campo de micro-nano robôs.