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Nanorobótica

La kinesina utiliza la dinámica del dominio de proteínas a escala nanométrica para caminar a lo largo de un microtúbulo .

La robótica nanoide , o para abreviar, nanorobótica o nanobótica , es un campo tecnológico emergente que crea máquinas o robots , que se denominan nanorobots o simplemente nanobots , cuyos componentes están en o cerca de la escala de un nanómetro (10 −9 metros). [1] [2] [3] Más específicamente, la nanorobótica (a diferencia de la microrobótica ) se refiere a la disciplina de ingeniería nanotecnológica de diseño y construcción de nanorobots con dispositivos que varían en tamaño de 0,1 a 10 micrómetros y están construidos con componentes a nanoescala o moleculares . [4] [5] Los términos nanobot , nanoide , nanito , nanomáquina y nanomita también se han utilizado para describir dichos dispositivos actualmente en investigación y desarrollo. [6] [7]

Las nanomáquinas se encuentran en gran medida en la fase de investigación y desarrollo , [8] pero se han probado algunas máquinas moleculares primitivas y nanomotores . Un ejemplo es un sensor que tiene un interruptor de aproximadamente 1,5 nanómetros de ancho, capaz de contar moléculas específicas en la muestra química. Las primeras aplicaciones útiles de las nanomáquinas pueden estar en la nanomedicina . Por ejemplo, [9] las máquinas biológicas podrían usarse para identificar y destruir células cancerosas. [10] [11] Otra aplicación potencial es la detección de sustancias químicas tóxicas y la medición de sus concentraciones en el medio ambiente. La Universidad Rice ha demostrado un automóvil de una sola molécula desarrollado mediante un proceso químico y que incluye buckminsterfullerenos (buckyballs) como ruedas. Se activa controlando la temperatura ambiental y colocando la punta de un microscopio de efecto túnel de barrido .

Otra definición [ ¿de quién? ] es un robot que permite interacciones precisas con objetos a escala nanométrica, o puede manipularlos con una resolución a escala nanométrica . Dichos dispositivos están más relacionados con la microscopía o la microscopía de sonda de barrido , en lugar de la descripción de los nanorobots como máquinas moleculares . Usando la definición de microscopía, incluso un aparato grande como un microscopio de fuerza atómica puede considerarse un instrumento nanorobótico cuando está configurado para realizar nanomanipulación. Desde este punto de vista, los robots a escala macrométrica o los microrobots que pueden moverse con precisión a escala nanométrica también pueden considerarse nanorobots.

Teoría de la nanorobótica

Un ribosoma es una máquina biológica .

Según Richard Feynman , fue su antiguo alumno de posgrado y colaborador Albert Hibbs quien originalmente le sugirió (circa 1959) la idea de un uso médico para las micromáquinas teóricas de Feynman (ver máquina biológica ). Hibbs sugirió que ciertas máquinas de reparación podrían algún día reducirse en tamaño hasta el punto de que, en teoría, sería posible (como dijo Feynman) " tragarse al cirujano ". La idea fue incorporada al ensayo de estudio de caso de Feynman de 1959 There's Plenty of Room at the Bottom [Hay mucho espacio en el fondo ]. [12]

Dado que los nanorobots serían de tamaño microscópico, probablemente sería necesario que un gran número de ellos trabajara en conjunto para realizar tareas microscópicas y macroscópicas. [ cita requerida ] Estos enjambres de nanorobots, tanto los que no pueden replicarse (como en la niebla de servicios públicos ) como los que pueden replicarse sin restricciones en el entorno natural (como en la sustancia viscosa gris y la biología sintética ), se encuentran en muchas historias de ciencia ficción, como las nanosondas Borg en Star Trek y el episodio " The New Breed " de The Outer Limits . Algunos defensores de la nanorrobótica, en reacción a los escenarios de sustancia viscosa gris que anteriormente ayudaron a propagar, sostienen la opinión de que los nanorobots capaces de replicarse fuera de un entorno de fábrica restringido no forman parte necesaria de una supuesta nanotecnología productiva, y que el proceso de autorreplicación, si alguna vez se desarrollara, podría volverse inherentemente seguro. Afirman además que sus planes actuales para desarrollar y utilizar la fabricación molecular de hecho no incluyen replicadores de búsqueda libre. [13] [14]

Robert Freitas ha presentado una discusión teórica detallada de la nanorobótica, que incluye cuestiones de diseño específicas como detección, comunicación de potencia, navegación , manipulación, locomoción y computación a bordo, en el contexto médico de la nanomedicina . [15] [16] Algunas de estas discusiones [ ¿cuáles? ] permanecen en el nivel de generalidad imposible de desarrollar y no se acercan al nivel de ingeniería detallada.

Implicaciones legales y éticas

Tecnología abierta

Se ha enviado a la Asamblea General de las Naciones Unidas un documento con una propuesta sobre el desarrollo de la nanobiotecnología utilizando métodos de tecnología de diseño abierto , como hardware y software de código abierto . [17] Según el documento enviado a las Naciones Unidas , de la misma manera que el código abierto ha acelerado en los últimos años el desarrollo de los sistemas informáticos , un enfoque similar debería beneficiar a la sociedad en general y acelerar el desarrollo de la nanorrobótica. El uso de la nanobiotecnología debería establecerse como un patrimonio humano para las generaciones futuras y desarrollarse como una tecnología abierta basada en prácticas éticas con fines pacíficos . La tecnología abierta se afirma como una clave fundamental para tal objetivo.

Carrera de nanorobots

De la misma manera que la investigación y el desarrollo tecnológico impulsaron la carrera espacial y la carrera armamentista nuclear , se está produciendo una carrera por los nanorobots. [18] [19] [20] [21] [22] Hay mucho terreno que permite incluir a los nanorobots entre las tecnologías emergentes . [23] Algunas de las razones son que grandes corporaciones, como General Electric , Hewlett-Packard , Synopsys , Northrop Grumman y Siemens han estado trabajando recientemente en el desarrollo e investigación de nanorobots; [24] [25 ] [26] [27] [28] los cirujanos se están involucrando y comenzando a proponer formas de aplicar nanorobots para procedimientos médicos comunes; [29] las universidades e institutos de investigación recibieron fondos de agencias gubernamentales que superaban los $ 2 mil millones para la investigación y el desarrollo de nanodispositivos para la medicina; [30] [31] los banqueros también están invirtiendo estratégicamente con la intención de adquirir de antemano derechos y regalías sobre la futura comercialización de nanorobots. [32] Algunos aspectos de los litigios sobre nanorobots y cuestiones relacionadas vinculadas al monopolio ya han surgido. [33] [34] [35] Recientemente se han concedido un gran número de patentes sobre nanorobots, en su mayoría por agentes de patentes, empresas especializadas únicamente en la creación de carteras de patentes y abogados. Después de una larga serie de patentes y, eventualmente, litigios, véase por ejemplo la invención de la radio o la guerra de corrientes , los campos emergentes de la tecnología tienden a convertirse en un monopolio , que normalmente está dominado por grandes corporaciones. [36]

Enfoques de fabricación

La fabricación de nanomáquinas ensambladas a partir de componentes moleculares es una tarea muy complicada. Debido al nivel de dificultad, muchos ingenieros y científicos siguen trabajando en colaboración con enfoques multidisciplinarios para lograr avances en esta nueva área de desarrollo. Por lo tanto, es bastante comprensible la importancia de las siguientes técnicas distintas que se aplican actualmente en la fabricación de nanorobots:

Biochip

El uso conjunto de nanoelectrónica , fotolitografía y nuevos biomateriales proporciona un enfoque posible para la fabricación de nanorobots para usos médicos comunes, como instrumentación quirúrgica, diagnóstico y administración de medicamentos. [37] [38] [39] Este método de fabricación a escala nanotecnológica se utiliza en la industria electrónica desde 2008. [40] Por lo tanto, los nanorobots prácticos deberían integrarse como dispositivos nanoelectrónicos, lo que permitirá la teleoperación y capacidades avanzadas para la instrumentación médica. [41] [42]

Nubots

Un robot de ácido nucleico (nubot) es una máquina molecular orgánica a escala nanométrica. [43] La estructura del ADN puede proporcionar medios para ensamblar dispositivos nanomecánicos 2D y 3D. Las máquinas basadas en ADN se pueden activar utilizando pequeñas moléculas, proteínas y otras moléculas de ADN. [44] [45] [46] Se han diseñado puertas de circuitos biológicos basadas en materiales de ADN como máquinas moleculares para permitir la administración in vitro de fármacos para problemas de salud específicos. [47] Dichos sistemas basados ​​en materiales funcionarían más estrechamente con la administración inteligente de fármacos mediante sistemas de biomateriales, [48] aunque no permiten la teleoperación in vivo precisa de dichos prototipos diseñados.

Sistemas ligados a la superficie

Varios informes han demostrado la fijación de motores moleculares sintéticos a superficies. [49] [50] Se ha demostrado que estas nanomáquinas primitivas experimentan movimientos similares a los de una máquina cuando se las confina a la superficie de un material macroscópico. Los motores anclados a la superficie podrían utilizarse potencialmente para mover y posicionar materiales a escala nanométrica sobre una superficie a modo de cinta transportadora.

Nanoensamblaje posicional

Nanofactory Collaboration, [51] fundada por Robert Freitas y Ralph Merkle en 2000 e involucra a 23 investigadores de 10 organizaciones y 4 países, se centra en el desarrollo de una agenda de investigación práctica [52] específicamente dirigida a desarrollar la mecanosíntesis de diamantes controlada posicionalmente y una nanofábrica de diamantes que tendría la capacidad de construir nanorobots médicos de diamantes.

Biohíbridos

El campo emergente de los sistemas biohíbridos combina elementos estructurales biológicos y sintéticos para aplicaciones biomédicas o robóticas. Los elementos que constituyen los sistemas bionanoelectromecánicos (BioNEMS) son de tamaño nanométrico, por ejemplo, ADN, proteínas o piezas mecánicas nanoestructuradas. Los haces de electrones de tiol-eno permiten la escritura directa de características nanométricas, seguida de la funcionalización de la superficie de la resistencia reactiva nativa con biomoléculas. [53] Otros enfoques utilizan un material biodegradable unido a partículas magnéticas que les permiten ser guiadas alrededor del cuerpo. [54]

A base de bacterias

Este enfoque propone el uso de microorganismos biológicos, como la bacteria Escherichia coli [55] y Salmonella typhimurium [56] . Por lo tanto, el modelo utiliza un flagelo con fines de propulsión. Los campos electromagnéticos normalmente controlan el movimiento de este tipo de dispositivo biológico integrado. [57] Los químicos de la Universidad de Nebraska han creado un medidor de humedad fusionando una bacteria a un chip de computadora de silicio. [58]

Basado en virus

Los retrovirus pueden ser reentrenados para unirse a las células y reemplazar el ADN . Pasan por un proceso llamado transcripción inversa para entregar el empaquetamiento genético en un vector . [59] Por lo general, estos dispositivos son genes Pol-Gag del virus para el sistema de cápside y entrega. Este proceso se llama terapia génica retroviral , que tiene la capacidad de rediseñar el ADN celular mediante el uso de vectores virales . [60] Este enfoque ha aparecido en forma de sistemas de entrega de genes retrovirales , adenovirales y lentivirales . [61] [62] Estos vectores de terapia génica se han utilizado en gatos para enviar genes al organismo genéticamente modificado (OGM), lo que hace que muestre el rasgo. [63]

Nanorobots helicoidales magnéticos

Imagen de microscopio electrónico de barrido de un nanomotor helicoidal

Las investigaciones han llevado a la creación de partículas de sílice helicoidales recubiertas de materiales magnéticos que pueden maniobrarse utilizando un campo magnético giratorio. [64]

Estos nanorobots no dependen de reacciones químicas para alimentar su propulsión. Una bobina de Helmholtz triaxial puede proporcionar un campo giratorio dirigido en el espacio. Se ha demostrado cómo se pueden utilizar estos nanomotores para medir la viscosidad de fluidos no newtonianos con una resolución de unos pocos micrones. [65] Esta tecnología promete la creación de un mapa de viscosidad dentro de las células y el medio extracelular. Se ha demostrado que estos nanorobots se mueven en la sangre. [66] Los investigadores han logrado mover de forma controlada estos nanorobots dentro de las células cancerosas, lo que les permite trazar patrones dentro de una célula. [65] Los nanorobots que se mueven a través del microambiente tumoral han demostrado la presencia de ácido siálico en la matriz extracelular secretada por el cáncer . [67]

Resumen de los nanorobots helicoidales

Un nanorobot helicoidal magnético consta de al menos dos componentes: uno es un cuerpo helicoidal y el otro es un material magnético. El cuerpo helicoidal proporciona una estructura al nanorobot capaz de trasladarse a lo largo del eje helicoidal. El material magnético, por otro lado, permite que la estructura gire siguiendo un campo magnético giratorio aplicado externamente. Los nanorobots helicoidales magnéticos no solo aprovechan la actuación magnética, sino que también aprovechan los métodos de propulsión helicoidal.

En resumen, los nanorobots helicoidales magnéticos traducen un movimiento rotacional en un movimiento de traslación a través de un fluido en entornos con un bajo número de Reynolds. Estos nanorobots se han inspirado en microorganismos naturales como los flagelos, los cilios y la Escherichia coli (también conocida como E. coli) que rotan en una onda helicoidal. [68]

Movimiento de nanorobots helicoidales magnéticos

Un método para manipular de forma inalámbrica los nadadores helicoidales es mediante un campo magnético de rotación de gradiente aplicado externamente. Esto se puede hacer a través de una bobina de Helmholtz, ya que los nadadores helicoidales son accionados por un campo magnético giratorio. Todos los objetos magnetizados dentro de un campo magnético impuesto externamente tendrán fuerzas y pares de torsión ejercidos sobre ellos. Los nadadores helicoidales pueden girar debido al campo magnético recibido por el cabezal magnético y las fuerzas que actúan sobre él. Una vez que toda la estructura siente el campo, la forma helicoidal de su cuerpo convierte este movimiento de rotación en una fuerza propulsora. Las fuerzas magnéticas (fm) son proporcionales al gradiente del campo magnético (∇B) sobre el objeto magnetizado y actúan para mover el objeto a máximos locales. Además, los pares de torsión magnéticos (τ) son proporcionales al campo magnético (B) y actúan para alinear la magnetización interna de un objeto (M) con el campo. Las ecuaciones que expresan las interacciones son las siguientes, donde V es el volumen del objeto magnetizado. [69]

(Ecuación 1)

(Ecuación 2)

La ecuación uno indica que, al aumentar el volumen del material magnético, aumentará proporcionalmente la fuerza que experimenta el material. Si se duplica el volumen, la fuerza también se duplicará, suponiendo que la magnetización (M) y el gradiente del campo magnético (∇B) permanezcan constantes. Esto también sería lo mismo para el torque del material magnético, ya que es proporcional al volumen.

Este aumento de los dipolos magnéticos mejora la respuesta magnética general del material a un campo magnético externo, lo que genera mayor fuerza y ​​par. Por lo tanto, cuando el material magnético se hace más grande, el nadador helicoidal puede moverse más rápido.

Movimiento de un nadador helicoidal con cabezal magnético cuadrado

Para utilizar el campo magnético de rotación, se puede colocar un imán permanente en la cabeza del nadador helicoidal, cuya dirección de magnetización sería perpendicular al cuerpo del nadador. Cuando se aplica un campo magnético giratorio, la cabeza del nadador experimenta un par magnético, lo que hace que gire. La forma helicoidal convierte este movimiento de rotación en una fuerza de propulsión. A medida que la cabeza del nadador gira, su cola helicoidal genera una fuerza contra el fluido circundante, impulsándola hacia adelante. [70] Según la ecuación 2, el par magnético alrededor del eje x es cero.

en la posición inicial. Después de que el manipulador magnético gira 45°, el campo magnético cerca de la posición de la cabeza del imán cuadrado gira en un ángulo alrededor del eje x , como se muestra en la figura.

La figura siguiente muestra que si el imán cuadrado permanece en su posición inicial, estará sujeto a un par magnético alrededor del eje x .

De esta manera, el nadador helicoidal seguirá el campo magnético. Si el manipulador magnético gira una vuelta, el campo magnético cerca de la posición de la cabeza del nadador proyectado en el plano yoz gira una vuelta completa alrededor del eje x. [71] Esto hace que la forma helicoidal se mueva, lo que da como resultado la propulsión de la siguiente manera:

Esta propulsión ayuda a que la estructura helicoidal gire con el ángulo de la fuerza. Como resultado, el robot magnético gira alrededor del eje x por la acción del campo magnético giratorio.

Ejemplos de aplicaciones biomédicas

Debido a su pequeña escala y forma helicoidal que proporciona propulsión, los nadadores helicoidales se pueden utilizar en algunas aplicaciones biomédicas como; administración dirigida de fármacos y administración dirigida de células. En 2018, se propuso un micro/nanonadador helicoidal basado en chistosano biocompatible y biodegradable cargado con doxorrubicina (DOX), un fármaco anticancerígeno común que fue diseñado para entregar su carga útil a una ubicación deseada. Usando radiación de luz ultravioleta de 3,4 × 10 –1 W/cm2 de intensidad, cuando el nadador se acercó a la ubicación objetivo, se liberó una dosis del 60% del DOX total en 5 minutos. Sin embargo, se vio que la tasa de liberación de la dosis disminuyó después de los 5 minutos iniciales que se informaron. Se teorizó que esto se debía a una tasa de difusión decreciente de las moléculas de DOX que vienen del centro del nadador. [72] El micro/nanonadador helicoidal basado en espirulina de otro grupo que también transportaba DOX utilizó un método diferente para la liberación controlada del fármaco. Una vez que el nadador había llegado a su destino, se utilizó una irradiación láser de infrarrojo cercano (NIR) para calentar el lugar y disolver al nadador en partículas individuales, liberando el fármaco en el proceso. A través de múltiples pruebas, se descubrió que los entornos externos ligeramente ácidos conducían a un aumento en la tasa de liberación de la dosis. [73]

El uso de micro/nanorobots helicoidales magnéticos para el transporte de células también puede generar oportunidades para resolver la infertilidad masculina, reparar el tejido dañado y ensamblar células. En 2015, se utilizó un micro/nanomotor helicoidal con un anillo de sujeción en la cabeza para capturar y transportar con éxito células espermáticas con deficiencias de movimiento. El dispositivo helicoidal se acercaría a la cola de la célula espermática y la confinaría con el cuerpo del micro/nanomotor. Luego usaría el anillo de sujeción para capturar sin apretar la cabeza de la célula espermática para evitar que se escape. Después de llegar a la ubicación objetivo, la célula espermática se liberaría en la membrana del ovocito invirtiendo la rotación del dispositivo helicoidal. Esta estrategia se consideró una estrategia eficiente que también reduce el riesgo de daño a las células espermáticas. [74]

Impresión 3D

La impresión 3D es el proceso mediante el cual se construye una estructura tridimensional a través de los diversos procesos de fabricación aditiva. La impresión 3D a nanoescala implica muchos de los mismos procesos, incorporados a una escala mucho más pequeña. Para imprimir una estructura en la escala de 5 a 400 μm, la precisión de la máquina de impresión 3D debe mejorarse en gran medida. Se incorporó un proceso de impresión 3D de dos pasos, utilizando un método de impresión 3D y placas grabadas con láser como técnica de mejora. [75] Para ser más precisos a nanoescala, el proceso de impresión 3D utiliza una máquina de grabado láser, que graba los detalles necesarios para los segmentos de nanorobots en cada placa. Luego, la placa se transfiere a la impresora 3D, que llena las regiones grabadas con la nanopartícula deseada . El proceso de impresión 3D se repite hasta que el nanorobot se construye de abajo hacia arriba.

Este proceso de impresión 3D tiene muchos beneficios. En primer lugar, aumenta la precisión general del proceso de impresión. [ cita requerida ] En segundo lugar, tiene el potencial de crear segmentos funcionales de un nanorobot. [75] La impresora 3D utiliza una resina líquida, que se endurece precisamente en los puntos correctos mediante un rayo láser enfocado. El punto focal del rayo láser se guía a través de la resina mediante espejos móviles y deja atrás una línea endurecida de polímero sólido, de solo unos pocos cientos de nanómetros de ancho. Esta fina resolución permite la creación de esculturas intrincadamente estructuradas tan diminutas como un grano de arena. Este proceso se lleva a cabo utilizando resinas fotoactivas, que se endurecen mediante el láser a una escala extremadamente pequeña para crear la estructura. Este proceso es rápido para los estándares de impresión 3D a nanoescala. Se pueden hacer características ultrapequeñas con la técnica de microfabricación 3D utilizada en la fotopolimerización multifotónica. Este enfoque utiliza un láser enfocado para trazar el objeto 3D deseado en un bloque de gel. Debido a la naturaleza no lineal de la fotoexcitación, el gel se solidifica solo en los lugares donde se enfocó el láser, mientras que el gel restante se elimina. Se producen fácilmente tamaños de características inferiores a 100 nm, así como estructuras complejas con partes móviles e interconectadas. [76]

Desafíos en el diseño de nanorobots

Existen varios desafíos y problemas que deben abordarse al diseñar y construir máquinas a escala nanométrica con partes móviles. El más obvio es la necesidad de desarrollar herramientas muy finas y técnicas de manipulación capaces de ensamblar nanoestructuras individuales con alta precisión en un dispositivo operativo. Un desafío menos evidente está relacionado con las peculiaridades de la adhesión y la fricción a escala nanométrica. Es imposible tomar el diseño existente de un dispositivo macroscópico con partes móviles y simplemente reducirlo a la escala nanométrica. Tal enfoque no funcionará debido a la alta energía superficial de las nanoestructuras, lo que significa que todas las partes en contacto se pegarán entre sí siguiendo el principio de minimización de energía. La adhesión y la fricción estática entre las partes pueden exceder fácilmente la resistencia de los materiales, por lo que las partes se romperán antes de que comiencen a moverse entre sí. Esto conduce a la necesidad de diseñar estructuras móviles con un área de contacto mínima [ [77] ].

A pesar del rápido desarrollo de los nanorobots, la mayoría de los cuales están diseñados para administrar fármacos , "aún queda un largo camino por recorrer antes de que se puedan comercializar y aplicar en aplicaciones clínicas". [78] [79]

Usos potenciales

Nanomedicina

Los usos potenciales de la nanorobótica en medicina incluyen el diagnóstico temprano y la administración dirigida de medicamentos para el cáncer , [80] [81] [82] la instrumentación biomédica, [83] la cirugía , [84] [85] la farmacocinética , [10] el monitoreo de la diabetes , [86] [87] [88] y la atención médica.

En el marco de estos planes, se espera que la nanotecnología médica del futuro emplee nanorobots inyectados en el paciente para realizar tareas a nivel celular. Estos nanorobots destinados a su uso en medicina no deberían ser replicables, ya que la replicación aumentaría innecesariamente la complejidad del dispositivo, reduciría la fiabilidad e interferiría en la misión médica.

La nanotecnología proporciona una amplia gama de nuevas tecnologías para desarrollar medios personalizados para optimizar la administración de medicamentos farmacéuticos . Hoy en día, los efectos secundarios nocivos de tratamientos como la quimioterapia son comúnmente el resultado de métodos de administración de medicamentos que no identifican con precisión las células objetivo previstas. [89] Sin embargo, los investigadores de Harvard y MIT han podido unir cadenas especiales de ARN , que miden casi 10 nm de diámetro, a nanopartículas, llenándolas con un medicamento de quimioterapia. Estas cadenas de ARN son atraídas por las células cancerosas . Cuando la nanopartícula encuentra una célula cancerosa, se adhiere a ella y libera el medicamento en la célula cancerosa. [90] Este método dirigido de administración de medicamentos tiene un gran potencial para tratar a pacientes con cáncer y evitar los efectos negativos (comúnmente asociados con la administración incorrecta de medicamentos). [89] [91] La primera demostración de nanomotores que funcionan en organismos vivos se llevó a cabo en 2014 en la Universidad de California, San Diego. [92] Las nanocápsulas guiadas por resonancia magnética son un precursor potencial de los nanorobots. [93]

Otra aplicación útil de los nanorobots es ayudar en la reparación de células de tejido junto con glóbulos blancos . [94] El reclutamiento de células inflamatorias o glóbulos blancos (que incluyen granulocitos neutrófilos , linfocitos , monocitos y mastocitos ) al área afectada es la primera respuesta de los tejidos a la lesión. [95] Debido a su pequeño tamaño, los nanorobots podrían adherirse a la superficie de los glóbulos blancos reclutados, para abrirse paso a través de las paredes de los vasos sanguíneos y llegar al sitio de la lesión, donde pueden ayudar en el proceso de reparación del tejido. Ciertas sustancias podrían posiblemente usarse para acelerar la recuperación.

La ciencia que sustenta este mecanismo es bastante compleja. El paso de células a través del endotelio sanguíneo , un proceso conocido como transmigración, es un mecanismo que implica la interacción de los receptores de la superficie celular con las moléculas de adhesión, el ejercicio de una fuerza activa y la dilatación de las paredes de los vasos y la deformación física de las células migratorias. Al adherirse a las células inflamatorias migratorias , los robots pueden, en efecto, "hacerse dedo" a través de los vasos sanguíneos, evitando la necesidad de un complejo mecanismo de transmigración propio. [94]

A partir de 2016 , en los Estados Unidos, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) regula la nanotecnología en función del tamaño. [96]

También se han desarrollado partículas nanocompuestas que se controlan de forma remota mediante un campo electromagnético . [97] Esta serie de nanorobots, que ahora figuran en el Libro Guinness de los Récords , [97] se pueden utilizar para interactuar con las células biológicas . [98] Los científicos sugieren que esta tecnología se puede utilizar para el tratamiento del cáncer . [99] [67] [100]

Los nanorobots magnéticos han demostrado su capacidad para prevenir y tratar las bacterias resistentes a los antimicrobianos. Se ha propuesto la aplicación de implantes nanomotores para lograr una desinfección completa de la dentina. [101] [102]

Referencias culturales

Los Nanites son personajes del programa de televisión Mystery Science Theater 3000. Son organismos autorreplicantes creados mediante bioingeniería que trabajan en la nave y residen en los sistemas informáticos de SOL. Hicieron su primera aparición en la temporada 8.

Los nanitos se utilizan en varios episodios de la serie de televisión Travelers . Se programan e inyectan en personas heridas para realizar reparaciones y aparecen por primera vez en la temporada 1.

Los nanitos también aparecen en la expansión Rise of Iron 2016 para el videojuego Destiny, en la que SIVA, una nanotecnología autorreplicante, se utiliza como arma.

Los nanitos (más a menudo llamados nanomáquinas) suelen mencionarse en la serie Metal Gear de Konami y se utilizan para mejorar y regular las habilidades y funciones corporales.

En los programas de televisión de la franquicia Star Trek , los nanobots juegan un papel importante en la trama. A partir de " Evolución " en la tercera temporada de La nueva generación , las nanoprobetas Borg cumplen la función de mantener los sistemas cibernéticos Borg, así como de reparar los daños en las partes orgánicas de un Borg. Generan nueva tecnología dentro de un Borg cuando es necesario, además de protegerlos de muchas formas de enfermedad.

Los nanitos juegan un papel en la serie de videojuegos Deus Ex , siendo la base de la tecnología de nano-aumento que otorga a las personas aumentadas habilidades sobrehumanas.

Los nanitos también se mencionan en la serie de libros Arc of a Scythe de Neal Shusterman y se utilizan para curar todas las heridas no fatales, regular las funciones corporales y disminuir considerablemente el dolor.

Los nanitos también son una parte integral de Stargate SG1 y Stargate Atlantis , donde se representan escenarios de sustancia gris .

Las nanomáquinas ocupan un lugar central en la trama de la serie de libros Silo , en la que se utilizan como arma de destrucción masiva que se propaga por el aire y que ingresa sin ser detectada en el cuerpo humano, donde al recibir una señal mata al receptor. Luego se utilizan para exterminar a la mayoría de la raza humana.

Véase también

Referencias

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