NANOMEDICINA
BIONIKA
ÉLŐ SZÖVET BIOLÓGIA
FÉM VÁZON MÉRNÖKI TUDOMÁNYOK
BEVEZETÉS A JÖVŐ ORVOSTUDOMÁNYÁBA
AZ ORVOSTUDOMÁNY JÖVŐJE MOLEKULÁRIS GENETIKA
OKI KEZELÉS a betegségek molekuláris szintű megismerése és kezelése
AZ ORVOSTUDOMÁNY JÖVŐJE
NANOTECHNOLÓGIA, ROBOTIKA, SZÁMÍTÁSTECHNIKA
NANOMEDICINA JELEN? KÖZEL JÖVŐ?
SCI-FI? ISAAC ASIMOV, FANTASZTIKUS UTAZÁS (1966)
Egy atom átmérője kb. 0.1 nm, Egy atommag átmérője kb. 0.00001 nm
1986: NANOTECHNOLÓGIA elnevezés
”THERE'S PLENTY OF ROOM AT THE BOTTOM” ”SOK HELY VAN MÉG ODALENN” There's Plenty of Room at the Bottom is the title of a famous lecture given by physicist Richard Feynman at an American Physical Society meeting at Caltech on December 29, 1959. Feynman considered the possibility of direct manipulation of individual atoms as a more powerful form of synthetic chemistry than those used at the time.
Feynman's photo ID badge whilst working on the MANHATTAN PROJECT.
RICHARD PHILLIPS FEYNMAN (1918–1988) KVANTUM ELEKTRODINAMIKAI kutatásaiért 1965-ben Nobel díjat kapott
”THERE'S PLENTY OF ROOM AT THE BOTTOM”
1959 “ The principles of physics, as far as I can see, do not speak
against the possibility of maneuvering things atom by atom.”
”THERE'S PLENTY OF ROOM AT THE BOTTOM”
1959 “ A fizika alapvető törvényei szerintem nem akadályozzák,
hogy a dolgokat atomról atomra építsük fel, manipuláljuk”
”THERE'S PLENTY OF ROOM AT THE BOTTOM”
"swallowing the doctor" (lenyelni a doktort) (miniatűr sebész robot)
”THERE'S PLENTY OF ROOM AT THE BOTTOM”
"swallowing the doctor" (lenyelni a doktort)
”THERE'S PLENTY OF ROOM AT THE BOTTOM”
"swallowing the doctor" (lenyelni a doktort)
”THERE'S PLENTY OF ROOM AT THE BOTTOM”
"swallowing the doctor" (lenyelni a doktort)
A KORAI NANOTECHNOLÓGIA MÉRFÖLDKÖVEI
PÁSZTÁZÓ ALAGÚTMIKROSZKÓP 1981. NANOTECHNOLOGY FOLYÓIRAT 1989.
Don Eigler és Erhard Schweizer MANIPULÁLT 35 XENON ATOMOT, az “IBM” szót kirakva. (publikálva: NATURE 1990.) SCIENCE speciális kiadás: nanotechnology 1991.
A NANOTECHNOLÓGIA ÁGAI "WET" NANOTECHNOLOGY (NEDVES) "DRY" NANOTECHNOLOGY (SZÁRAZ)
COMPUTATIONAL NANOTECHNOLOGY (SZÁMÍTÓGÉPES)
A NANOTECHNOLÓGIA STRATÉGIÁI LENTRŐL FELFELÉ “Bottom-up approach” KÉMIAI SZINTÉZIS
FENTRŐL LEFELÉ “Top-down approach”
AZ ATOMOK LÁTHATÓAK!
SCANNING TUNNELING ELECTRON MICROSCOPE/
PÁSZTÁZÓ ALAGÚTMIKROSZKÓP ATOMIC FORCE MICROSCOPE/
ATOMERŐ MIKROSZKÓP
individual iron atoms to build "electron corrals" of various shapes on copper metal
PÁSZTÁZÓ ALAGÚTMIKROSZKÓP
felszíni atomok láthatóvá tétele atomok mozgatása (IBM felirat)
kémiai kötések szelektív bontása
A pásztázó alagútmikroszkóp az érzékelőhegy és a minta közti elektromos kölcsönhatás segítségével alkot képet a felszíni atomokról, molekulákról.
Gerd Binnig és Heinrich Rohrer ( IBM, Zurich Research Center) 1986. Fizikai Nobel díj
ATOMERŐ MIKROSZKÓP Atomerő mikroszkóppal MoO3 kristályba vágtak 10nm-es mélyedéseket és egy bennük elmozduló hengert is kialakítottak,
miniatűr zárszerkezetet létrehozva. Kifeszített DNS szálon egyedi nukleotidokat manipuláltak és különböztettek meg atomerő mikroszkóppal.
ATOMERŐ MIKROSZKÓP
pentacénmolekula
pentacénmolekula
ATOMERŐ MIKROSZKÓP
KÉMIAI SZINTÉZIS pszeudorotaxán
rotaxán
katenán
Kémikusok sokféle nanoalkatrészt szintetizáltak. Ezek a botok, gyűrűk, rugók, kockák, gömbök, csövek, propellerek később összetettebb nanogépek alkatrészeiként szolgálhatnak.
KÉMIAI SZINTÉZIS
FENTRŐL LEFELÉ “TOP-DOWN APPROACH”
A Micro Electro-Mechanical Systems (MEMS) cég 100 mikron-nagyságrendben készít miniatűr gépalkatrészeket, készítettek pl. egy 2,8 mm széles 1:1000 méretarányú, működő elektromos autót, pótkerékkel, rendszámtáblával.
A NANOTECHNOLÓGIA FEJLESZTŐI
A NANOTECHNOLÓGIA FEJLESZTŐI
Az USA hadserege a nanotechnológia legnagyobb befektetője, 2007-ben költségvetésének 30%-át (!!!) tette ki a nanotechnológiai kutatás.
KATONASÁG A jövő katonáinak felszerelése: -golyóálló -bio és vegyifegyver ellenálló -orvosi adatokat mér és továbbít -kaméleon szerű rejtőzködőképesség -exoszkeleton emberfeletti erőt biztosít -intelligens lövedékek
-valós idejű fordítógép és beszédszintetizátor
CARBON NANOTUBES-SZÉN NANOCSÖVEK
SZÉN NANOCSÖVEK
a repülőgépek akár 50X könnyebbek lehetnének
profi biciklik, teniszütők, lökhárítók, autókarosszériák, stb. már mind szén nanocsövek felhasználásával készülnek.
RUHÁK A Nano-Tex cég új technológiáját, a folttaszító, folyadék lepergető nanotextileket már számos nagy ruhagyártó (Adidas, Jack Wolfskin, Eddie Bauer, Gap, Old Navy, Nike, Nordstrom, Champion, Levi) alkalmazza.
•10 nm-es, pár szénatomos nanoszőrök megakadályozzák a ruhák koszolódását.
NANOMEDICINA
NANOMEDICINA REMÉNYEK SZERINT A NANOMEDICINA A KÖVETKEZŐ TERÜLETEKEN FOG ÁTTÖRÉST OKOZNI A KÖZELJÖVŐBEN: FEJLETTEBB GYÓGYSZER CÉLBAJUTTATÁS
ÚJ TERÁPIÁK IN VIVO KÉPALKOTÁS NEURO-ELEKTRONIKUS KAPCSOLÓ ESZKÖZÖK NANOSZENZOROK SEJTJAVÍTÓ NANOROBOTOK (TÁVOLI JÖVŐ)
génbevitel nanorészecskékkel
Immunoizoláció-sejt enkapszulálás
•Nanoporous Silicone-based biocapsules serves as Artificial Pancreas(Desai et al. 2001)
TUMOR DIAGNÓZIS & TERÁPIA
TUMOR TERÁPIA NANOSHELLS CANCER TREATMENT PROVES EFFECTIVE IN FIRST ANIMAL TEST, 2004
120 nm nanoshell-ek arannyal borítva célzás: ellenanyag/ligand infravörös lézer „megfőzi” a rákos sejteket
TUMOR DIAGNÓZIS
Kadmium szelenid nanorészecskék (quantum dots) fluoreszkálnak UV fényben, és szelektíven dúsulnak tumor sejtekben. Sebészi tumor eltávolításnál segíthetnek a tumoros-ép szövetek megkülönböztetésében. MRI-vel együtt használva minden korábbinál pontosabb
tumor diagnózist tesznek lehetővé (kár, hogy toxikusak).
TUMOR TERÁPIA KETTŐS NANORÉSZECSKE HATÁSOS HER-2 POZITÍV RÁKOS SEJTEK ELPUSZTÍTÁSÁBAN
Her-2 elleni ellenanyagot vasoxid részecskéhez kapcsoltak, a vasoxid részecskét pedig egy rákellenes szerrel (ciszplatin ) kapcsolt arany részecskéhez. Az arany-rákellenes szer kötés ph érzékeny, csak akkor szabadul fel a ciszplatin, ha a nanorészecske a rákos sejtekbe jutott endocitózissal.
DAGANAT TERÁPIA
RÁKKÉPZŐDÉS MECHANIZMUSA
BAKTÉRIUMOK OSZTÓDÁSA
DAGANAT TERÁPIA
RÁKELLENES SZEREK HATÁSMECHANIZMUSA
ELLENANYAGOK TERÁPIÁS FELHASZNÁLÁSA, REKOMBINÁNS FEHÉRJÉK TERÁPIÁS ALKALMAZÁSA
DAGANAT TERÁPIA
ENDOCITÓZIS MECHANIZMUSA
DAGANAT TERÁPIA
APOPTÓZIS- PROGRAMOZOTT SEJTHALÁL
TRANSZMEMBRÁN TRANSZPORTER FEHÉRJÉK
RNSi
DAGANAT TERÁPIA
A TRANSZLÁCIÓ (FEHÉRJE SZINTÉZIS) MECHANIZMUSA ÉS SZABÁLYOZÁSA
BIONIKA
„EGYSZERŰ” BIONIKA
FUTÓ
BIONIKUS SZEM
BIONIKUS FÜL
BIONIKUS FÜL
BIONIKUS FÜL IMPLANTÁCIÓ
Posterior tympanotomy
Mastoidectomy
Cochleostomy
Inserting The Electrode Array
Fixation Of The Implant
VIGYÁZAT, INNENTŐL 100% SCI-FI!
NANOROBOTOK A GYÓGYÍTÁSBAN
TÜDŐ TISZTÍTÓ NANOROBOTOK
DNS JAVÍTÓ NANOROBOT SZINAPSZIS JAVÍTÓ NANOROBOTOK
NANOROBOT A VÖRÖS VÉRSEJTEK HELYETT: RESPIROCITA
RESPIROCITA
RESPIROCITA
RESPIROCITA
MIKROBA GYILKOS NANOROBOT
KLOTTOCITA
VASZKULOCITA
RÁKOS SEJT ÖLŐ NANOROBOT
AGYMŰKÖDÉST JAVÍTÓ NANOSZÁMÍTÓGÉPEK
FOGÁSZAT
AZ ORVOSTUDOMÁNY JÖVŐJE:
HATÁRTALAN LEHETŐSÉGEK
AZ EMBER NANOTECHNOLÓGIAI EVOLÚCIÓJA
A nanomedicina a jövőben lehetővé teszi az emberi szervezet
áttervezését, meglevő képességeinket fejleszteni tudjuk majd, de akár teljesen új, a természetben nem megtalálható képességekre is szert tehetünk.
POSZTHUMÁN EVOLÚCIÓ Bionikus ember
?
Intelligens számítógépek
Mesterséges élet
evolúció Homo Erectus
Homo Sapiens
???
