Nanobots

Medizin Juni 12, 2020

Ein Schülerblog von Lukas Fink.

Allgemeine Infos:
Die Prototypen, die heute erscheinen können, werden die Größe von Streichholzköpfen haben, und in Zukunft sollten sie auf die Größe von Blutzellen oder darunter reduziert werden und sich bewegen können. Es wird erwartet, dass diese Maschine breite Entwicklungsperspektiven in der Medizin hat, da sie allein in menschlichen Organismen existieren kann, um beispielsweise die Krankheitsquelle zu finden und sie zu beseitigen.

Abbildung 1

Lange und dünne faserige Nanoroboter, die zwischen somatischen Zellen oder Blutgefäßen verlaufen, sind auch für medizinische Anwendungen geeignet. Auf diese Weise können Medikamente oder Substrate von außen an Patienten abgegeben werden und Informationen über den aktuellen Status von Zellen oder Geweben erhalten. Diese Anwendung von Nanorobotern wird eine direkte Entwicklung der minimalinvasiven Chirurgie sein. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, freischwebende Nanoroboter zu positionieren und zu steuern.

Mit der Entwicklung programmierbarer molekularer Aufnahmesysteme haben britische Forscher nun gezeigt, wie es funktioniert. Ein Team unter der Leitung von Salma Kassem von der Universität Manchester baute in der Zeitschrift Nature Chemistry einen winzigen Roboterarm, der einzelne Moleküle gezielt aufnehmen und sich kontrolliert bewegen kann Sie haben sie nicht genau wieder abgelegt - die Erfolgsquote lag bei 80%. Kassem sagte: "Wir glauben, dass ein solches System für die Entwicklung von Maschinen im molekularen Maßstab notwendig ist, und steuern dann die molekulare Struktur auf ähnliche Weise wie am Fließband."

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Anwendungen:
·       Medizin
·       Militärische Anwendungen
·       Weltraumforschung (high speed)
·       Produktion

Technischer Aufwand:
Sie benötigen ein sehr kleines Gehäuse, einen Bewegungsapparat mit „Muskeln“ und „Gelenken“ und den Motor. Es benötigt auch Energie, um die Maschine zu betreiben. Darüber hinaus sind Sensoren erforderlich, um die Umgebung zu erfassen und Bewegungen genau ausarbeiten zu können. Nanobots sollten auch Krebszellen in unserem Körper erkennen und abtöten oder Medikamente an Zielorgane abgeben.

Nanobots auf Blutzellen (3 µm)

Man brauch auch Ausrüstung. Alles in allem werden letztendlich so viele verschiedene Arten von Atomen und Molekülen benötigt, dass in den Nanopartikeln nicht genügend Platz ist. All dies kann nur in großem Maßstab zusammengebaut werden. Die Idee eines echten Nanoroboters ist also zu utopisch. Aber können wir nicht einfach einen Teil der Ausrüstung kaufen, um bestimmte Ziele zu erreichen?

Nanoroboter werden durch den pH-Wert gesteuert. Der Forscher Kasem erklärte: "Aufgrund der kontrollierten Zugabe von Säuren und Basen kann sich Nanobot dank seines pH-sensitiven Rotors nach links und rechts drehen, die Moleküle aufnehmen und an einer zweiten Position 2 nm von der Startposition entfernt platzieren.

Forscher der Technischen Universität München haben kleinere Nanomotoren als Viren entwickelt. Sie veröffentlichten eine Blaupause für das 40-nm-Rotationsmodul in der Zeitschrift "Science Progress". Das Modell ist ein Spiralantrieb, und Bakterien bewegen Bakterien mit einer Peitsche. Für Strukturen, die Miniatur-Wankelmotoren ähneln, verwendete ein Team unter der Leitung von Philip Ketterer vom Biomolecule Nanotechnology Lab kurze DNA-Stränge.

DNA-Origami ist ein technischer Name, der von den besonderen Eigenschaften von Molekülen abhängt. DNA-Moleküle sind von Natur aus komplementär zueinander aufgebaut und bilden eine stabile Form. In einer Lösung faltet sich der vorgefertigte DNA-Strang zu einem sehr kleinen Zylinder.

Quellen:
-https://www.welt.de/mediathek/dokumentation/gesellschaft/year-million/video175166722/Year-Million-Wie-Nanobots-die-Medizin-revolutionieren-koennten.html

-https://www.nanopartikel.info/nanoinfo/querschnittsthemen/2631-nanobots

Abbildungsverzeichnis:
Abbildung 1:
https://www.gruenderszene.de/thumb.php?src=%2Fwp-content%2Fuploads%2F2015%2F02%2FCNN-International_MakeCreateInnovate_Nanoboter.jpg&w=610&h=407

Nanobots auf Blutzellen: https://www.nanopartikel.info/images/querschnittsthemen/nanobots/Fotolia_140551016_S_Nanorobots-and-blood-cells_nobeastsofierce.jpg

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