Η επιστημονική φαντασία διαχρονικά αποτελεί πεδίο που όχι μόνο εξάπτει τη φαντασία, αλλά και λειτουργεί ως οδηγός για την επιστήμη. Δεν είναι λίγες οι φορές που η ανθρωπότητα έχει οραματιστεί συσκευές αρκετά μικρές ώστε να εισέρχονται στα ανθρώπινα κύτταρα. Μηχανές που δεν τις πιάνει το μάτι, αλλά μπορούν να ελίσσονται, να περιστρέφονται και αλλάζοντας σχήμα να προσαρμόζονται στο πολύπλοκο, εχθρικό περιβάλλον του ανθρώπινου σώματος. Εκεί, προσανατολίζονται, αναζητούν τον στόχο τους και κατευθύνονται προς αυτόν, για να τον καταστρέψουν. Αυτή είναι η «φυσιογνωμία» των νανορομπότ, που δειλά κάνουν την εμφάνισή τους στην ιατρική.
Η νανοτεχνολογία θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στη διάγνωση ασθενειών όπως ο καρκίνος και ο νευροεκφυλισμός, να επεκτείνει τις μεθόδους ακριβούς παράδοσης φαρμάκων, ακόμη και να επισκευάζει κατεστραμμένα όργανα.
Τα νανοϋλικά χρησιμοποιούνται ήδη σε μια σειρά προϊόντων, όπως τα αντηλιακά, τα τρόφιμα και τα καλλυντικά, αλλά η δημιουργία μικροσκοπικών σωματιδίων με πιο ενεργές λειτουργίες είναι μια τελείως διαφορετική υπόθεση, εξαιρετικά πιο δύσκολη. Δεν είναι, όμως, όνειρο θερινής νυκτός, αφού ερευνητές από ακαδημαϊκούς και βιομηχανικούς κλάδους επιδιώκουν την ανάπτυξη νανορομπότ για ιατρικούς σκοπούς και συνεχώς κατακτούν νέα ορόσημα.
Ελβετικός «σουγιάς»
Η μεγάλη πρόκληση είναι αυτή που σε κανονική κλίμακα θεωρείται δεδομένη: η κίνηση. Αλλά σε νανοκλίμακα, καμία μπαταρία δεν είναι αρκετά μικρή ώστε να τροφοδοτήσει ένα νανορομπότ. Ενα νανόμετρο είναι 100.000 φορές μικρότερο από τη διάμετρο μιας τρίχας και όταν συρρικνώνουμε αντικείμενα σε αυτό το μέγεθος οι ιδιότητες των υλικών είναι θεμελιωδώς διαφορετικές. Δυνάμεις που συνήθως δεν χρειάζεται να λαμβάνονται υπόψη, όπως η επίδραση των μορίων, στον μικρόκοσμο έχουν πρωταγωνιστικό ρόλο. Για τον λόγο αυτό ερευνητικές ομάδες σε ολόκληρο τον κόσμο διερευνούν διαφορετικές επιλογές για τον έλεγχο «νανοβομβών» στο σώμα, με προσεγγίσεις που εκτείνονται από τη χρήση ηλεκτρομαγνητικών και χημικών τακτικών έως την αξιοποίηση ιδιοτήτων της φύσης.
Για παράδειγμα, ομάδα επιστημόνων από την Ελβετία δημιούργησε ένα νανορομπότ με στόχο την παροχή φαρμάκων σε άρρωστους ιστούς, έχοντας ως πηγή έμπνευσης τα βακτήρια.
Οι συγκεκριμένοι μικροοργανισμοί αλλάζουν σχήμα καθώς μεταβάλλονται οι περιβαλλοντικές συνθήκες γύρω τους, ικανότητα που τους καθιστά εξαιρετικά αποτελεσματικούς. Ετσι και το μικροσκοπικό ρομπότ έχει κατασκευαστεί με την εγγενή ικανότητα να «διπλώνει», ώστε να προσαρμόζεται στο περιβάλλον γύρω από αυτό.
Αόρατο φορτίο
Η δεύτερη πρόκληση που καλούνται να ξεπεράσουν οι επιστήμονες είναι το ίδιο το σώμα. Για να εκτελέσουν αποτελεσματικά μια λειτουργία, τα νανορομπότ πρέπει να αποφύγουν τα αλλεπάλληλα αμυντικά συστήματα που χρησιμοποιεί το ανθρώπινο σώμα ενάντια σε μικροσκοπικούς εισβολείς, ξεπερνώντας ή αποφεύγοντας φυσικά εμπόδια, όπως τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, δηλαδή την ικανότητα του εγκεφάλου να απομονώνεται από τη μετακίνηση μεγάλων μορίων και άλλων ουσιών μέσω του αίματος και να εμποδίζει την εισβολή μικροβίων. Το πρόβλημα είναι ότι εκτός από τα μικρόβια, εμποδίζει και τις φαρμακευτικές ουσίες να πλήξουν περιοχές που ασθενούν.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια ανέπτυξαν νανοκάψουλες που διασπούν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, δίνοντας νέες ελπίδες για τη θεραπεία καρκίνων που έχουν εξαπλωθεί στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Αρχικά, εισήγαγαν στο κυκλοφορικό σύστημα ποντικών μια νανοκάψουλα, η οποία περιείχε κοκτέιλ αντικαρκινικών φαρμάκων. Για να διασπάσουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, οι ερευνητές δεν αρκέστηκαν στο απειροελάχιστο μέγεθος της κάψουλας. Φρόντισαν, επίσης, να την κάνουν «αόρατη» στους αμυντικούς μηχανισμούς του οργανισμού, δημιουργώντας ένα χημικό κέλυφος γύρω της που καθιστά αόρατη την κάψουλα, η οποία, φτάνοντας στην περιοχή που νοσεί, απελευθερώνει το φονικό για τα καρκινικά κύτταρα φορτίο της.
Δεν είναι τυχαίο, λοιπόν, που η παγκόσμια αγορά νανορομπότ αναμένεται να παρουσιάσει σημαντική ανάπτυξη κατά την περίοδο 2020-2025, αγγίζοντας τα 8,7 δισεκατομμύρια δολάρια, σύμφωνα με την πρόβλεψη της Market Research Future, καθώς οι τεχνολογικές εξελίξεις στη μοριακή ρομποτική, σε συνδυασμό με την αυξανόμενη εστίαση στη νανοτεχνολογία και τα αναγεννητικά φάρμακα, θα φέρουν νέα προϊόντα στο προσκήνιο.
Οι προσδοκίες που συνοδεύουν τη νανοτεχνολογία και οι επιπτώσεις από την υιοθέτησή της δεν έχουν αφήσει αδιάφορη ούτε την Ευρωπαϊκή Ενωση. Γι’ αυτό και το πρόγραμμα Horizon 2020 επιδιώκει, μεταξύ άλλων, τη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ ερευνητικού πεδίου και εμπορικής εκμετάλλευσης των προϊόντων νανοτεχνολογίας.
*Αναδημοσίευση από τον Φιλελεύθερο 6-7 Ιουνίου
