Můžeme masově vyrábět nanosenzory, hlásí vědci

- Technologie autor: Ladislav Loukota

O nejrůznějších experimentálních typech lékařské nanotechnologie slýcháme už pěkných pár let - aplikované terapie přesto k pacientům ještě nedorazily. Za prodlevu mezi pokusem a uplatněním technologie může celá řada faktorů včetně bezpečnosti. Přesto má nemalý význam i vysoká cena dnešní produkce nanotechnologií různého typu. Krok ke snížení nákladů ale přináší poslední výzkum Massachusettského technologického institutu (MIT), který odhalil možnost masové produkce robotů o velikosti buněk.

Vytvořené syncells

Vytvořené syncells,zdroj: Felice Frankel

Sami autoři práce, tedy především profesor Michael Strano a Pching-wej Liou spolu s Albertem Liu, jim říkají syncells. To je kombinace výrazu pro syntetické buňky, tedy počeštěně snad "synbuňky" (pozdržíme se tedy raději původního výrazu). Ačkoliv nejde o stejné molekulární nanoroboty jako podobné pokusy z minulých měsíců, i syncells disponují titěrnou velikostí - při výrobě na MIT se podařilo vyprodukovat syncells od 10 mikrometrů po 100 mikrometrů.

Jen pro srovnání, typická červená krvinka má 6 až 8 mikrometrů.

Ve Stranově vizi by syncells namísto jiných typických úkolů nanorobotů, tedy doručování léčiv uvnitř těla, mohly chod těla monitorovat zevnitř. Přesné měření složení krve nebo detekce hladin protilátek v reálném čase by mohly poskytnout nové prostředky pro lékařskou diagnózu.

Metoda "autoperformace" vyvinutá Stranovým týmem v zásadě spoléhá na fyzikální využití křehkosti grafenu. Tento "materiál budoucnosti" je obvykle opěvován pro svou pevnost, ta však platí především v tahu. Stejně jako grafit je však i grafen pověstný svou křehkou náturou.

Namísto toho, aby to Strano bral jako nevýhodu, vyšel z této vlastnosti při návrhu autoperformace. Při té je - zjednodušeně řečeno - plátek grafenu kontrolovaným způsobem potrhaný tak, aby vznikly malé "vločky" o predikovatelné velikosti kolem předem vyznačených oblastí. Z těchto vloček pak vzniká základ syncell.

Ekonomika technologií

Potrhaný plátek grafenu má totiž z druhé strany natisknuté mikroskopické elektronické tečky, které mohou provádět měření, ukládat data a v budoucnu snad i informace bezdrátově vysílat mimo tělo. Jejich možnosti nejsou příliš pokročilé - Stranův tým vlastně v minulosti vytvořil daleko pokročilejší mikroskopické senzory. Právě možnost kontrolované frakturace plátku grafenu a jeho potisk elektronikou ale z syncells činí potenciální snadněji produkované senzory.

Jejich vybavení se navíc může v budoucnu jedině zlepšovat.

Technologie syncells zatím samozřejmě nebyla vyzkoušena uvnitř živých organismů, syncells se však dle předběžných výsledků mohou chovat podobně jako běžné buňky - mohou být unášeny krevním řečištěm bez výrazného vlivu na své okolí a bylo již také experimentálně potvrzeno, že mohou přenášet data bez elektřiny. Do praktické aplikace pro skutečné medicínské potřeby tedy stále zbývá hodně práce. Na jedné z front nanotechnologie jde však rozhodně o výrazný krok kupředu.

"Objevili jsme, že můžeme využít křehkost materiálu," sdělil ve vyjádření Strano, "Odporuje to intuici, protože kdybyste mi před naší studií řekli, že můžete polámat materiál tak, abyste ovládali jeho tvar na nanoškále, příliš bych vám nevěřil."

Mimo potenciálních lékařských nanosenzorů je však objev jeho týmu i významný z hlediska nanomateriálové vědy jako takové. "Obecný proces pro kontrolovanou frakturaci jako výrobní metoda může být rozšířen do řady jiných oblastí," sdělil Albert Liu, "Může být v zásadě využít s libovolnými dvourozměrnými materiály, v principu může dovolit budoucím výzkumníkům upravovat povrchy o tloušťce jednoho atomu pro jimi požadovaný tvar snadno a rychle."

Samozřejmě, ani nejefektivnější produkce nanotechnologií neřeší všechny ekonomické aspekty nových technologií. Vývoj špičkových vynálezů je vždy drahý - a platí to tím spíše, čím komplexnější nová udělátka jsou. Výzkumy jako ten z MIT však mohou při uplatnění ujít jenom polovinu cesty.

Druhou půlku jim musí jít naproti soukromý sektor, státy a pacienti sami. Produkce nanorobotiky může třeba vyjít "na hubičku", ale bez adekvátní poptávky nebude existovat ani adekvátní nabídka. Musejí to být především soukromé společnosti a pojišťovny spolu se státními poptávkami/deregulacemi, stejně jako požadavek pacientů, kdo technologie jako tuto uvede do praxe.

Studii MIT publikoval Nature Materials

Tagy: nanotechnologie věda a technika věda a poznání