Beginnen wir damit, dass Nanotechnologie eine magische Wissenschaft ist. Die meisten von uns wissen, dass es um Wissenschaftler geht, die auf molekularer Ebene arbeiten. Viele von uns verstehen, dass es sich normalerweise um die kleinsten „Maschinen“ handelt, die sich durch chemische Wechselwirkungen zusammensetzen. Aber wenn Forscher über die Entwicklung von molekülgroßen Robotern sprechen, die Zellen in unserem Körper reparieren können, sind sie so weit über mein Verständnis hinausgegangen, dass ich mich darauf beschränke zu blubbern: "Klingt gut ... komm weiter."
Eine Sache, die selbst ich verstehen kann, ist, wie tiefgreifend Nanotechnologie Medizin und Gesundheitswesen verändern kann - ob es sich um zellschnüffelnde Nanobots handelt, die Krebszellen ohne Kollateralschaden suchen und zerstören oder abnormale Gene durch normale ersetzen oder Knochenbrüche schneller heilen können .
Andere nano-getriebene medizinische Fortschritte sind zwar nicht so dramatisch wie die Detonation von Chemobomben in Tumoren, sie können jedoch weitreichender sein, da sie so grundlegende Veränderungen bewirken, wie die Diagnose von Krankheiten. Nehmen Sie zwei Erfindungen, die letzte Woche angekündigt wurden.
Der erste, Domino, ist ein kleiner Plastikchip, mit dem aus einem einzigen Blutstropfen 20 verschiedene Gentests durchgeführt werden können. Es wurde von einem Team der University of Alberta in Edmonton erstellt und funktioniert folgendermaßen:
Das Blut fließt in 20 kleine Fächer, die jeweils mit einem Gel gefüllt sind. Dann wird der Chip in ein kleines tragbares Labor von der Größe eines Toasters gebracht, in dem an jedem Fach ein molekularer Test durchgeführt wird. Anhand dieses einen Blutstropfens kann der Arzt feststellen, ob die Patientin an Brustkrebs leidet und ob sie gegen Krebsmedikamente resistent ist. Oder es kann feststellen, ob sie Malaria hat, auch welche Art von Malaria.
Die zweite Innovation, die an der UCLA entwickelt wurde, kombiniert Nanotechnologie, ein Mobiltelefon und Google Maps, um ein Gerät zu erstellen, das Schnelltests liest - Streifen, die ihre Farbe ändern, wenn eine Infektion vorliegt - und zwar mit einer viel genaueren Genauigkeit, als es ein Mensch im Feld kann. Die Streifen werden in das Gerät eingelegt, ein Lesegerät, das an einem Smartphone befestigt wird. Dann wandelt die Kamera des Telefons, die mit einer mobilen App arbeitet, den Streifen in ein digitales Bild um.
Daraus ermittelt die App, ob die Testergebnisse - zum Beispiel für HIV oder Malaria oder TB - positiv oder negativ sind. Und hier kommt Google Maps ins Spiel. Wenn dies positiv ist, überträgt das Gerät die Ergebnisse drahtlos auf eine Karte, die die Ausbreitung von Krankheiten auf der ganzen Welt verfolgt.
Was diese Nanotests letztendlich für die meisten von uns bedeuten, ist ein Ende dieser langen und oft stressigen Wartezeiten auf Ergebnisse aus dem Labor. Ärzte werden zunehmend in der Lage sein, DNA- und andere diagnostische Tests direkt in ihrer Praxis durchzuführen, wobei die Ergebnisse innerhalb einer Stunde vorliegen. Außerdem könnten 100-Dollar-Labortests nur ein oder zwei Dollar kosten.
Nicht, dass diese Mini-Labs brandneu wären. Zum einen arbeitet der Harvard-Professor George Whitesides seit einigen Jahren an „Diagnosestempeln“. Aber diese „Labs on a Chip“ sind zu einem so beliebten Forschungsgebiet geworden, dass es jetzt eine Website mit dem Namen „Lab-on-a-Chip“ gibt, die über die neuesten Entwicklungen berichtet. Die meisten befinden sich jedoch noch in der Erprobungsphase.
"Labortests sind in Ordnung", sagt David Alton, einer der Erfinder von Domino. „Aber wir müssen zeigen, dass es funktioniert. Wir müssen die Ergebnisse von tausend Tests zeigen. Dann fangen die Leute an zu sagen: "OK, das ist echt."
Dann ist da noch die dunkle Seite
Natürlich stellen sich, wie bei jeder hochmodernen Wissenschaft, Fragen, wie die Zauberei der Nanotechnologie böse werden könnte. So nützlich sie auch sein mögen, nanoskalige Formen von Materialien wie Silber, Kohlenstoff, Zink und Aluminium können aufgenommen, eingeatmet und möglicherweise über die Haut absorbiert werden. Niemand weiß, wie schädlich das sein kann. Vor ungefähr zwei Wochen hat die FDA einen Richtlinienentwurf herausgegeben, der vorsieht, dass Unternehmen, die Nanopartikel in Lebensmitteln oder Kosmetika verwenden, möglicherweise zusätzliche Tests durchführen müssen, um die Unbedenklichkeit der Produkte nachzuweisen.
Und erst letzte Woche hat eine Veröffentlichung von Kathleen Eggleson, einer Wissenschaftlerin bei Notre Dame, das neuartige ethische Dilemma der Nanotechnologie angesprochen. Um Infektionen in Krankenhäusern zu bekämpfen, beschichteten Sanitätshäuser fast alles - Türgriffe, Bettgitter, Bettlaken, Vorhänge - mit nanoskaligen Silberpartikeln, einem Material, das dafür bekannt ist, die Ausbreitung von Mikroben zu hemmen.
Aber, wie Eggleson betont, ist die überwiegende Mehrheit der Bakterien und anderen Mikroorganismen tatsächlich neutral oder sogar vorteilhaft. Zum Beispiel werden einige Bakterien benötigt, um den erforderlichen Stickstoffgehalt in der Luft aufrechtzuerhalten. andere helfen uns, Nahrung zu verdauen.
Das Bedecken jeder Oberfläche mit winzigen Silberflecken könnte also mehr schaden als nützen.
Ja, selbst in einer Welt, die wir nicht sehen können, ist das Leben kompliziert.
Wo die kleinen Dinge sind
Hier finden Sie weitere aktuelle Entwicklungen im Bereich Nanotechnologie. Diese befinden sich außerhalb der Welt der Medizin.
- Hör auf, die Früchte zu quetschen !: Ein MIT-Chemieprofessor hat eine Möglichkeit entwickelt, winzige Sensoren an Kartons anzubringen, die beim Scannen anzeigen, wie reif die Lebensmittel im Inneren sind.
- Und es schlägt Stein und Schere: Ein Wissenschaftler in Genua, Italien, hat ein Verfahren gefunden, um Papier wasserdicht, magnetisch und antibakteriell zu machen.
- Wenn ein Nanobaum fällt, macht er dann Geräusche ?: Ingenieure der University of California in San Diego bauen einen Wald aus winzigen Nanodrahtbäumen mit dem Ziel, Sonnenenergie einzufangen und in Wasserstoff umzuwandeln.
- Aber sie nehmen nur Naturshows auf: Ein Unternehmen in Utah hat einen Weg gefunden, Nanopartikel auf Bäume zu sprühen und sie in Hochleistungsantennen umzuwandeln.
Videobonus: Das National Cancer Institute plädiert dafür, dass Nanotechnologie die Waffe sein könnte, auf die wir gewartet haben.
