Nanoroboti v lékařském světě

Vyhľadávanie v online časopise

Dátum: 5. 2. 2025 Rubrika: Trendy

Nanorobotika je obor zabývající se vývojem, výrobou a použitím robotů o velikosti nanometrů. Tento článek zkoumá, zda jsou nanoroboti futuristickým konceptem, nebo blízkou realitou, a to na základě analýzy současného vědeckého pokroku a jejich aplikací v různých oblastech, zejména v medicíně. Zkoumá se technologický pokrok potřebný pro fungování nanorobotů, včetně energetických, výrobních a bezpečnostních aspektů. Kromě toho jsou diskutovány etické a sociální důsledky nanorobotů. Nanotechnologie se vyznačuje cílenou manipulací s jednotlivými atomy za účelem vytvoření materiálů a látek s netradičními vlastnostmi. Z bioetického hlediska se pokoušíme proniknout do subatomárních částic, kde energie přechází v částice a vlny. Nanorobotika má potenciál dosáhnout toho, co běžní roboti nedokážou. Tento článek představuje systematický přehled nejnovější literatury se zaměřením na recenzované články publikované v letech 2010 až 2024. Kritéria pro zařazení zahrnovala studie pojednávající o teoretických i praktických aspektech nanorobotiky, zejména o aplikacích v oblasti medicíny.

Nanorobot - Co to je?

Již nyní používáme robotické nástroje. Miniaturizace zmenšila rozměry mikrorobotů na přibližně 1-100 µm (mikrometr je tisícina milimetru), což je stále dost pro optický mikroskop. Sestavování mikrorobotů probíhá jednoduše klasickým způsobem shora dolů (shora dolů). Ale co nanoroboti neboli „stroje“ o velikosti 1/1000 milimetru? Takové, které jsou uměle vytvořené, fungují a mají velikost viru v těle nebo jsou ještě menší? Nanoroboti jsou technologie tak malé, že je lze spatřit pouze elektronovým mikroskopem. Proč tedy potřebujeme nanoroboty? Nanoroboti mají oproti mikrorobotům několik výhod. Protože jsou nanoroboti mnohem menší a lehčí, mohou se pohybovat v prostředí, které je pro mikroroboty příliš malé nebo nepřístupné. Jsou také výkonnější, a proto mohou provádět úkoly, které jsou pro běžné roboty obtížné. V mnoha případech jsou nanoroboti rozděleni na organické a anorganické složky a podrobně analyzováni na základě principů jejich výroby.

Implementace nanorobotů

Energie pro napájení nanorobotů

Pro průmyslové aplikace je nejvhodnějším zdrojem elektrická energie dodávaná ve formě solárních pohonů, indukce, ultrazvuku a magnetického pole. Existují však i jiné zdroje energie. V lidském těle se glukóza a močovina (urea) nacházejí v krvi a je jen otázkou mechanismu, jakým se tato energie získává. I zde však existovalo mnoho rizik, například vznik vodíku a peroxidu vodíku jako zbytkových složek v konstrukcích pohonů využívajících tyto látky. Nanorobot vyvinutý profesorem Martinem Pumelou z CEITEC (Kim, 2022) však pro pohon používá peroxid vodíku. To znamená, že určité malé množství peroxidu vodíku pohání robota, ale zvyšující se množství může uživatele nanorobota (myšleno člověka) zabít nebo vážně poškodit. Slibný je pohon založený na enzymatických procesech. Jakmile vědci pochopí biologický motor živých buněk, mohou pochopit, jak využít reakční procesy k pohonu mikro a nanozařízení (Aggarwal, 2022).

Výroba

Nanoroboti se sestavují opačným způsobem než mikroroboti, tj. shora dolů. V mnoha případech vyžadují komponenty, které jsou jen o málo větší než jednotlivé atomy, a jejich sestavení se provádí chemickým nebo mechanickým nárazem. V případě organických nanorobotů (bionanorobotů) jsou vyrobeny spojením DNA buněk virů a bakterií. K výrobě anorganických nanorobotů se používají diamantové struktury a syntetické proteiny. Pro lékařské aplikace vyvstává překážka toxicity, kterou však lze vyřešit zapouzdřením robota, čímž se sníží možnost jeho zničení sebeobrannými mechanismy organismu (Sun, 2023). Výše uvedený nanorobot CEITEC je vyroben ze zlata a zapouzdřen do stříbrného pláště o velikosti 60 nanometrů. To je v současné době technicky velmi náročný a drahý proces.

Typy pohonů nanorobotů

V průmyslových aplikacích jde o principy gravitačního pohonu, magnetického a elektrického pole, solárního pohonu a ultrazvuku. Nápady z oblasti sci-fi, jako jsou lodní šrouby, však nelze použít v lidském nebo zvířecím těle, kde je prostředí husté, koncentrované, slané a pod silnými proudy v krevním řečišti. V přírodě existuje ideální bakteriální nebo eukaryotický pohon pro nanoroboty: bičík. Bakterie se pohybují rotačním kruhovým pohybem, zatímco eukaryotické bičíky se pohybují pouze z jedné strany na druhou (jako pádlo).

Ovládání/programování

V současné době jsou nanoroboti velmi malí a pohybují se velmi rychle, takže je obtížné je ovládat. Kapacita paměti je také nízká. Nanoroboti na bázi glukózy se pohybují chaoticky a v

Pre zobrazenie článku nemáte dostatočné oprávnenia.

Odomknite si prístup k odbornému obsahu na portáli.
Prístup k obsahu portálu majú len registrovaní používatelia portálu. Pokiaľ ste už zaregistrovaný, stačí sa prihlásiť.

Ak ešte nemáte prístup k obsahu portálu, využite 10-dňovú demo licenciu zdarma (stačí sa zaregistrovať).

Bezplatný odpovedný servis pre predplatiteľov

Vaše otázky môžete zadať na www.otazkyodpovede.sk.