Het Bloedonderzoek Super Verkoop van de het levensuitbreiding

Het Tijdschrift van de het levensuitbreiding

LE Tijdschrift Januari 2009
Rapporten

Nanotechnologie en radicaal Spanwijdte Met verlengde levensduur

Door Robert A. Freitas Jr.
Nanotechnologie en radicaal Spanwijdte Met verlengde levensduur

Een revolutie in medische technologieweefgetouwen groot op de horizon. De agent van verandering is microscopisch klein en in de nomenclatuur van vandaag als nanotechnologie bepaald.

De nanotechnologie is de techniek van moleculair nauwkeurige structuren en, uiteindelijk, moleculaire machines. De „nano-“ prefix verwijst naar de schaal van deze bouw. Een nanometer is één-miljardste van een meter, de breedte van ongeveer vijf zij aan zij genestelde koolstofatomen. Nanomedicine is de toepassing van nanotechnologie op geneeskunde. Het uiteindelijke die hulpmiddel van nanomedicine is medisch een nanorobot-robot de grootte van een bacterie, uit molecule-grootte delen wordt samengesteld die enigszins macroschaal op toestellen, lagers, en pallen lijken. Medische nanorobotics houdt de grootste belofte voor het genezen van ziekte en het uitbreiden van gezondheidsspanwijdte in. Met ijverige inspanning, konden de eerste vruchten van medische nanorobotics beginnen in klinische behandeling zodra 2020s te verschijnen.

Wat is een Medische Nanorobot?

Als een regelmatige robot, kan een nanorobot van vele die duizenden mechanische gedeelten zoals lagers en toestellen worden gemaakt uit sterk diamantachtig materiaal worden samengesteld. Een nanorobot zal motoren hebben om dingenbeweging te maken, en misschien manipulatorarmen of mechanische benen voor mobiliteit. Het zal een voeding voor energie, sensoren hebben om zijn acties te leiden, en een computer aan boord om zijn gedrag te controleren. Maar in tegenstelling tot een regelmatige robot, zal een nanorobot zeer klein zijn. Een nanorobot die door de bloedsomloop zou reizen moet uiterst klein genoeg zijn om door zelfs de smalste haarvaten in het menselijke lichaam te drukken. Dergelijke machines moeten kleiner zijn dan de rode cellen in ons bloed. Een geschikte maatregel van grootte is het micron, of één-miljoenste van een meter. Een rode cel is ongeveer zeven microns breed. Een bloed-gedragen medische nanorobot zal typisch neen groter dan twee tot drie microns in zijn grootste afmeting zijn. De delen die omhoog een nanorobot maken zullen, typisch één tot tien nanometers in grootte nog veel kleiner zijn. Bijvoorbeeld, is het planetarische binnen getoonde toestel (Figuur 1 hieronder) een voorgesteld eenvoudig mechanisme dat één soort roterende motie in een andere omzet. Het is ongeveer vier nanometers breed en zou ongeveer uit 4.000 die atomen bestaan in een atomically nauwkeurige structuur worden geschikt.

Toekomstige Hulpmiddelen om Besmetting Te bestrijden

Van wat een typische medische nanorobotblik zou kunnen houden? „Binnen getoonde microbivore“ (Figuur 2 hieronder) zou als kunstmatige mechanische witte cel die dienst doen, die en ongewenste ziekteverwekkers met inbegrip van bacteriën, virussen, of paddestoelen in de bloedsomloop uitzoeken verteren. Een patiënt met een bloodbornebesmetting met een dosis van ongeveer 100 miljard microbivores (ongeveer 1 CC) kunnen zou worden ingespoten. Wanneer een gerichte die bacteriebuilen in een microbivore, de microbestokken aan de oppervlakte van nanorobot zoals een vlieg op vliegenpapier wordt gevangen. Het ineenschuiven grijpt te voorschijn komt uit de schil van microbivore en vervoert de ziekteverwekker naar de voorzijde van het apparaat, bucket-brigade stijl, en in de mond van microbivore „.“ vast Eens binnen, wordt de microbe fijngehakt en in aminozuren, mononucleotides, eenvoudige vetzuren en suikers verteerd. Deze basismolecules worden dan onschadelijk gelost terug in de bloedsomloop door een uitlaathaven bij het achtergedeelte van het apparaat. De gehele spijsverteringscyclus vergt slechts 30 seconden. Een volledige behandeling zou notulen of uren kunnen vergen, veel sneller dan de dagen of weken vaak de nodig voor antibiotica om te werken. Wanneer de nanorobotic behandeling wordt gebeëindigd, gebruikt de arts een ultrasone klanksignaal om het doorgeven te vertellen microbivores dat hun werk wordt gedaan. Nanorobots gaan dan het lichaam door de nieren weg en met de urine te zijner tijd afgescheiden. Verwant nanorobots zou kunnen worden geprogrammeerd om zelfs de kleinste complexen van vroege kankercellen snel te erkennen en te verteren.

Figuur 1. Nanoscale planetarisch toestel. Figuur 2. Microbivore. Ontwerper Robert A. Freitas Jr. , extra ontwerp Forrest Bishop. Figuur 3. Chromallocytes.
Figuur 1. Nanoscale planetarisch toestel. Figuur 2. Microbivore. Ontwerper Robert A. Freitas Jr. , extra ontwerp Forrest Bishop. Figuur 3. Chromallocytes.
Figuur 4. Nanoscale planetarisch toestel. Figuur 5. Microbivore. Ontwerper Robert A. Freitas Jr. , extra ontwerp Forrest Bishop.
Figuur 4. IBM-embleem in atomen uit wordt gespeld dat. Figuur 5. De koolstofatomen van Mechanosynthetic tooltip stortingen op diamantoppervlakte.

Het vervangen van Uitgeputte of Beschadigde Cellen

Medische nanorobots konden ook worden gebruikt om chirurgie op individuele cellen uit te voeren. In één die procedure, zou een nanorobot een „chromallocyte“ (Figuur 3 hierboven) wordt genoemd, gecontroleerd door een arts, alle bestaande chromosomen uit een zieke cel halen en zou verse nieuwe degenen in hun plaats opnemen. Dit proces wordt genoemd de therapie van de chromosoomvervanging. De vervangingschromosomen worden vroeger vervaardigd, buiten het lichaam van de patiënt, gebruikend een nanofactory Desktop die een moleculaire lopende band omvat. Het eigen individuele genoom van de patiënt dient als blauwdruk om het nieuwe genetische materiaal te vervaardigen. Elke chromallocyte wordt geladen met één enkel exemplaar van een digitaal verbeterde chromosoomreeks. Na injectie, reist elk apparaat naar zijn cel van het doelweefsel, gaat de kern in, vervangt oude uitgeputte genen met nieuwe chromosoomexemplaren, dan gaat de cel weg en verwijderd uit het lichaam. Als de patiënt kiest, zouden de geërfte gebrekkige genen met niet gebrekkige basis-paar opeenvolgingen die, permanent om het even welke genetische ziekte genezen en zelfs kunnen worden vervangen dat kankercellen toelaten worden geherprogrammeerd aan een gezonde staat. Misschien bovenal, kon de therapie van de chromosoomvervanging de het accumuleren genetische schade en de veranderingen verbeteren die tot het verouderen in elke één van onze cellen leiden.

De bouw van een Opwindende Toekomst

Op dit ogenblik, zijn medische nanorobots enkel theorie. Om hen eigenlijk te bouwen, moeten wij een nieuwe geroepen technologie tot stand brengen moleculaire productie. De moleculaire productie is de productie van complexe atomically nauwkeurige structuren positionally gecontroleerde vervaardiging gebruiken en assemblage die van nanoparts binnen nanofactory. Het eerste experimentele bewijs dat de individuele atomen zouden kunnen worden gemanipuleerd werd verkregen door IBM-wetenschappers terug in 1989 toen zij een aftasten een tunnel gravende microscoop gebruikten om 35 xenonatomen op een nikkeloppervlakte precies te plaatsen om het collectieve embleem „IBM“ te beschrijven (Figuur 4 hierboven). Op dezelfde manier binnen de nanofactory eenvoudige grondstofmolecules zoals methaan (aardgas), zal het propaan, of het acetyleen door uiterst kleine sondeuiteinden worden gemanipuleerd om nauwkeurige structuren zoals het binnen getoonde nanoscaletoestel atomically te bouwen (Figuur 1 hierboven).

Hier is hoe het zal werken. Een nanoscalehulpmiddel met een chemisch reactief uiteinde wordt gebracht in fysiek contact met een werkstuk. Het uiteinde dwingt mechanisch een chemische band om zich op een specifieke plaats tussen bestaande atomen op het werkstuk en één of meerdere grondstofatomen te vormen die aan het hulpmiddel tijdelijk verbindend zijn. Het terugtrekken van het hulpmiddel breekt mechanisch de band tussen grondstof en hulpmiddel, verlatend de grondstofatomen op het werkstuk, een proces genoemd mechanosynthesis (Figuur 5 hierboven). Het hulpmiddel aanvulling dan met verse grondstof en is klaar opnieuw te gaan. Zulk een hulpmiddel is conceptueel gelijkaardig aan het vertrouwdere geval van een gemagnetiseerde schroevedraaier die een schroef houdt. Nadat de schroef in een gat op een werkstuk door de schroevedraaier te draaien wordt geroteerd, verlaat het terugtrekken van de schroevedraaier de schroef in het gat omdat het daar meer strak dan zijn vrij zwakke magnetische aantrekkelijkheid aan het schroevedraaieruiteinde wordt gehouden.

Met mijn wetenschappelijke collega's, hebben wij uitgebreide analyse en de zeer verfijnde quantumsimulaties van de chemiecomputer (b.v., Figuur 5 hierboven) van een groot aantal potentieel tooltips en reactieopeenvolgingen gemaakt. Wij publiceerden onlangs de eerste beschrijving van een volledige reeks hulpmiddelen en controleerden positionally reacties die ons zouden moeten toelaten om kleine beetjes van perfect diamantkristal te bouwen. De toekomstige uitbreidingen van deze hulpmiddelen en reacties zouden ons moeten laten zich op de complexere die voorwerpen van nanoscalediamondoid zoals het nanoscaletoestel (in Figuur 1 wordt getoond hierboven) bewegen. In 2005, publiceerde ik het eerste praktische voorstel om een mechanosynthetic tooltip te bouwen die het onderwerp van het eerste ooit ingediende mechanosynthesisoctrooi was. Met een collega in 2008, legde ik het tweede ooit ingediende mechanosynthesisoctrooi voor, beschrijvend extra technieken om meer tooltips te bouwen.

Verscheidene jaren geleden, Ralph Merkle en ik richtte de Nanofactory-Samenwerking op om een gecombineerd experimenteel en theoretisch R&D programma te coördineren om eerste het werk nanofactory diamondoid te ontwerpen en te bouwen. Deze inspanning op lange termijn moet beginnen door de aanvankelijke technologie van positionally gecontroleerde mechanosynthesis van diamondoid te ontwikkelen structureert gebouwd gebruiken tooltips en eenvoudige moleculaire grondstof. Onze Samenwerking heeft geleid tot voortdurende inspanningen die directe samenwerking onder 23 onderzoekers en anderen, met inbegrip van 17 Doctoraten of Doctoraatkandidaten impliceren bij negen organisaties in vier landen – de V.S., het UK, Rusland, en België. Worden dozijn peer-herzien documenten gepubliceerd of lopend vanaf 2008.

Wat u moet weten: Het levensuitbreiding en Medische Nanorobotics

• De nanotechnologie is de techniek van moleculair nauwkeurige structuren en, uiteindelijk, moleculaire machines.

• Nanomedicine is de toepassing van nanotechnologie op geneeskunde. Het uiteindelijke die hulpmiddel van nanomedicine is medisch een nanorobot-robot de grootte van een bacterie, uit molecule-grootte delen wordt samengesteld.

• Medische nanorobotics houdt de grootste belofte voor het genezen van ziekte en het uitbreiden van gezondheidsspanwijdte in.

• De huidige ontwikkelingen in nanomedicine zullen uiteindelijk leiden tot het ontwerp en de vervaardiging van medische nanorobots voor het levensuitbreiding, misschien door 2020s.

Maar nu is het tijd om onze theorieën aan de test te zetten. Na het samenwerken nauw drie jaar met Philip Moriarty, één van belangrijke microscopists van de aftastensonde in het UK, onderneemt onze internationale collega nu directe experimenten om verscheidene van onze voorgestelde mechanosynthesis tooltips in zijn laboratorium te bouwen en te bevestigen. Wij bereiden ook een onderzoeksprogrammavoorstel van ons voor om extra financiering van divers publiek of de particuliere bronnen van de V.S. te verzoeken om het verder op mechanosynthesis betrekking hebbende experimentele en theoriewerk aangaande een zeer versneld programma te steunen. Wij denken deze inspanningen uiteindelijk zullen leiden tot het ontwerp en de vervaardiging van medische nanorobots voor het levensuitbreiding, misschien tijdens 2020s.

Wij zijn dankbaar aan de Stichting van de het Levensuitbreiding voor het ertoe bijdragen van gelden helpen ons onderzoek tijdens de embryonale stadia van deze ontwikkeling van project financieren. © 2008 Robert A. Freitas, Jr. Alle Voorgebe*houde Rechten.

Als u om het even welke vragen over de wetenschappelijke inhoud van dit artikel hebt, te roepen gelieve een de Gezondheidsadviseur van de het Levensuitbreiding bij 1-800-226-2370.

Nuttige Websites

  1. Persoonlijke website van Robert Freitas: http://www.rfreitas.com.

  2. Nanomedicinewebsite: http://www.nanomedicine.com.

  3. De website van de Nanofactorysamenwerking: http://www.MolecularAssembler.com/Nanofactory.

  4. Nanomedicine Art Gallery: http://www.foresight.org/Nanomedicine/Gallery/index.html.

De stichting van de het Levensuitbreiding heeft financiering bijgedragen om het werk van Robert Freitas te steunen.

Robert Freitas is Hoger Onderzoek

Robert Freitas
Robert Freitas

De kameraad bij het Instituut voor Moleculaire Productie (IMM) in Palo Alto, Californië, en was een wetenschappelijk onderzoeker bij Zyvex-Bedrijf (Richardson, Texas), het eerste moleculaire nanotechnologiebedrijf, in 2000-2004. Hij ontving de graden van BS in Fysica en Psychologie van Harvey Mudd College in 1974 en een JD-graad van Universiteit van Santa Clara in 1979. Freitas mede-uitgegeven de de haalbaarheidsanalyse van NASA van 1980 van zelf-herhaalt ruimtefabrieken en in 1996, authored de eerste gedetailleerde technische ontwerpstudie van een medische die nanorobot ooit in een peer-herzien heersende stromings biomedisch dagboek wordt gepubliceerd. Zijn onderzoekbelangen omvatten: nanomedicine, medisch nanoroboticsontwerp, moleculaire machinesystemen, diamondoidmechanosynthesis (theorie en experimentele wegen), moleculaire assembleurs en nanofactories, en zelf-replicatie in machine en fabriekssystemen. Hij heeft 35 arbitreerde dagboekpublicaties, bijdroeg boekhoofdstukken gepubliceerd, en mede-opgericht de Nanofactory-Samenwerking. Zijn homepage is www.rfreitas.com.

(Figuur 6 hieronder). Robert Freitas is de auteur van Nanomedicine, eerste de boek-lengte technische bespreking van de potentiële medische toepassingen van moleculaire nanotechnologie en medische nanorobotics; de eerste twee volumes van deze vier-volume reeks werden gepubliceerd in 1999 en 2003 door de Biologische wetenschap van de Landes. Hij heeft Kinematische zelf-Herhaalt Machines ook mede gecreëerd (de Biologische wetenschap van de Landes, 2004)

 

Figuur 6. Nanoscale planetarisch toestel. Figuur 6. Nanoscale planetarisch toestel. Figuur 6. Nanoscale planetarisch toestel.
Figuur 6: Nanomedicinevolume 1: Basismogelijkheden Nanomedicinevolume 2A: Biocompatibility Kinematische zelf-Herhaalt Machines
Verwijzingen

1. Eerste boek op ooit gepubliceerde nanomedicine: Freitas RA Jr. Nanomedicine, Volume I:
Basismogelijkheden. Georgetown, TX: De Biologische wetenschap van de Landes; 1999. Ook beschikbaar bij: http://www.nanomedicine.com/NMI.htm.
Betreden 15 Oktober, 2008.

2. Freitas RA Jr. Nanomedicine, Volume IIA: Biocompatibility. Georgetown, TX: De Biologische wetenschap van de Landes; 2003. Ook beschikbaar bij:
http://www.nanomedicine.com/NMIIA.htm. Betreden 15 Oktober, 2008.

3. Het eerste medische ooit gepubliceerde document van het nanorobotontwerp: Freitas RA Jr. Oriënterend Ontwerp in Medische Nanotechnologie:
Een mechanische Kunstmatige Rode Cel. Het Bloed Substit Immobil Biotechnol van Artifcellen. 1998; 26:41130. Ook beschikbaar bij:
http://www.foresight.org/Nanomedicine/Respirocytes.html. Betreden 15 Oktober, 2008.

4. Gepubliceerd ontwerpdocument op microbivores: Freitas RA Jr. Microbivores: Kunstmatige Mechanische Fagocyten die Samenvatting gebruiken en
Lossingsprotocol. J Evol Technol. 2005 April; 14:55106. Ook beschikbaar bij:
http://www.jetpress.org/volume14/freitas.pdf. Betreden 15 Oktober, 2008.

5. Eerste technische beschrijving van een ooit gepubliceerde celreparatie nanorobot: Freitas RA Jr. De ideale vector van de genlevering: chromallocytes,
celreparatie nanorobots voor de therapie van de chromosoomvervanging. J Evol Technol. 2007 Juni; 16:197.
Ook beschikbaar bij: http://jetpress.org/v16/freitas.pdf. Betreden 15 Oktober, 2008.

6. Onderzoeksboek op zelf-replicatie: Freitas RA Jr, Merkle RC. Kinematische zelf-Herhaalt Machines.
Georgetown, TX: De Biologische wetenschap van de Landes; 2004. Ook beschikbaar bij: http://www.MolecularAssembler.com/KSRM.htm.
Betreden 15 Oktober, 2008.

7. Freitas RA Jr. Zeg Ah! De wetenschappen. 2000 Juli/Augustus; 40:2631. Ook beschikbaar bij:
http://www.foresight.org/Nanomedicine/SayAh/index.html. Betreden 15 Oktober, 2008.

8. Freitas RA Jr. De dood is een Verontwaardiging! Uitgenodigde die Lezing op de Vijfde Alcor-Conferentie over Extreme het Levensuitbreiding wordt geleverd,
16 november, 2002, New Port Beach, CA. Ook beschikbaar bij: http://www.rfreitas.com/Nano/DeathIsAnOutrage.htm.
Betreden 15 Oktober, 2008.

9. Freitas RA Jr. Nanomedicine. KurzweilAI.net. 2003 17 November. Ook beschikbaar bij: http://www.kurzweilai.net/meme/frame.
HTML? main=/articles/art0602.html. Betreden 15 Oktober, 2008.