מכדורית-דם מלאכותית עד ''מחזקי מוח''


על האגודה \| פעילויות \| הצטרפות \| צרו קשר \| כתבו לאתר \| English Site \| בפייסבוק

עוד בקטגוריה זו:

אל ''המרחב''
מאמרים / איתי ליבנה
13/09/14

תגובות: 0

אלים וז'אנר
מאמרים / ניקולה גריפית'
02/08/14

תגובות: 2

האם איבדנו את העתיד?
מאמרים / ג'ו וולטון
22/02/14

תגובות: 4

הכפירה הקדושה נוסח מאדים
מאמרים / אבינועם ביר
01/02/14

תגובות: 2

האם יש ''גל חדש'' חדש במדע הבדיוני?
מאמרים / דייויד ברנט
29/06/13

תגובות: 4

בילבו בגינס: גיבור עם חרב ומטפחת
מאמרים / רחל מרדכוביץ'
26/01/13

תגובות: 12

מקדים את המאוחר
מאמרים / אהוד מימון
24/11/12

תגובות: 11

הסכנות שבדמיון פעיל יתר על המידה
מאמרים / גיא חסון
13/10/12

תגובות: 4

קולר האשמה
מאמרים / אהוד מימון
25/08/12

תגובות: 11

הכוח חזק עמו
מאמרים / רז גרינברג
15/03/12

תגובות: 1

המוסר הרובוטי של דוקטורוב
מאמרים / אהוד מימון
31/12/11

תגובות: 0

השתלהבויות מדע בדיוני של ימים עברו
מאמרים / ג'יימי טוד רובין
08/04/11

תגובות: 5

מחזור 2010
מאמרים / שריל מורגן
12/02/11

תגובות: 3

גיהינום חדש
מאמרים / לורה מילר
28/08/10

תגובות: 4

קדימה במלוא הקיטור
מאמרים / פול די פיליפו
24/04/10

תגובות: 8

מכדורית-דם מלאכותית עד ''מחזקי מוח''
מאמרים / אהרון האופטמן
יום ראשון, 15/04/2001, שעה 11:46

על ''ננובוטים'' רפואיים הצפויים להופיע בעשור הבא

גרסה שונה מעט של מאמר זה הופיעה בעיתון הארץ, 3/4/2001

בסרט המד''ב 'המסע הפנטסטי', משנת 1966, מוזערה קבוצת מדענים למימדים מיקרוסקופיים כדי לשייט במעין ''צוללת'' זעירה בתוך מחזור הדם של מדען השרוי בתרדמת, לחדור למוחו ולתקן, כמו אינסטלטורים מיומנים, את הדרוש תיקון (אגב, אסימוב כתב אחר כך ספר על פי הסרט – וככל הידוע התחרט על מעשה נמהר זה). מזעור אנשים הוא דבר מופרך לחלוטין (אף כי נתן תרוץ עלילתי לתמונות מרהיבות, בסטנדרטים של 1966, של הנעשה בתוך גוף האדם), אך רעיון ה''צוללת'' הזעירה עשוי להתממש – ויותר מכך.

כרזת הסרט 'Fantastic Voyage' משנת 1966

אחד התוצרים המצופים מהמחקר המתפתח בננו-טכנולוגיות הוא ''ננו-רובוטים'' (או ''ננובוטים'') רפואיים: כלים זערוריים שינועו באופן עצמאי בתוך הגוף, יאתרו ליקויים ויבצעו פעולות ריפוי – החל מהזלפת תרופות מבוקרת בדיוק לאן שצריך ועד לחיסול תאים סרטניים. הננוטכנולוגיה עוסקת בבניית עצמים מאבני בניין בממדים של ננומטר (אחד חלקי מיליון של המילימטר), כלומר קבוצות של מולקולות ואפילו מולקולות או אטומים בודדים. מגוון היישומים החזויים כולל רכיבים ננו-אלקטרוניים משוכללים (שיאפשרו, למשל, מחשבי-על בגודל של קוביית סוכר), חומרים בעלי חוזק פנטסטי ותכונות מופלאות אחרות, ואולי מהפכה רבתי בשיטות הייצור התעשייתי (החלום הרחוק: ''ננו-אסמבלרים'' – מעין רובוטים זעירים המפרקים חומרים למולקולות ובונים מהם מוצרים שונים).

ננורובוט מטפל בחסימת כלי דם ע''י גילוי וסילוק חלקיקי זיהום

בארץ הוכרז לאחרונה על הקמת ארבעה מרכזי מחקר מיוחדים לננו-מדע וננוטכנולוגיות (באוניברסיטת ת''א, בטכניון, באוניברסיטה העברית ובאוניברסיטת בן-גוריון בבאר שבע). אחד הכיוונים המעניינים שבהם יעסקו בוודאי מרכזים אלה יהיה ''ננו-רפואה'' – רתימת היכולת הננו-טכנולוגית, אולי במשולב עם הישגי ההנדסה הגנטית, לשרות הרפואה. אפשר לראות בכך כיוון עתידי של התפתחות ההנדסה הביו-רפואית. פרופ' שמואל עינב, שיזם לפני כ-‏25 שנה את הקמת המגמה להנדסה ביו-רפואית בפקולטה להנדסה של אוניברסיטת ת''א, מציין שתחום הנדסי זה פתח לאחרונה שני אפיקים מרתקים הנמצאים על קו-התפר שבין הנדסה לביולוגיה: הנדסת רקמות והנדסת תאים. פרופ' עינב מוביל מאמץ מחקר רב-קבוצתי שמטרתו להבין את קשרי הגומלין בין תפקודם של תאים, זרימת דם והתנהגות דפנות כלי דם, לבין מנגנונים מולקולריים שונים, לרבות היווצרות תאים סרטניים. ''מכאן החשיבות של הננו-רובוטים הרפואיים'', אומר עינב. ''הם יזהו הפרעות במבנה התא ויעשו פעולות תיקון. הדבר יוביל בעתיד ל'ננו-רפואה אישית' – טיפול ננורובוטי המותאם למאפיינים הביולוגיים של המטופל''. לפי מחקר של המרכז לתחזית טכנולוגית באוניברסיטת ת''א, שנערך לאחרונה עבור משרד המדע, צפויים ''ננובוטים'' מעשיים ראשונים בתחילת העשור הבא.

תכנון ראשוני של ננובוט רפואי הוצע לפני שנים אחדות ע''י רוברט פרייטס, מדען בחברה האמריקנית ZYVEX, המתיימרת לבנות אבטיפוס של ה''ננו-אסמבלר'' הראשון. הננובוט של פרייטס, המכונה בפיו ''רספירוסייט'' (respirocyte), הוא למעשה כדורית דם מלאכותית משוכללת, בגודל של חיידק, מעוצבת במבנה גבישי כדורי של חומר דמוי יהלום ומתפקדת כמיכל לחץ זעיר המכיל 9 מיליארד מולקולות חמצן ופחמן דו-חמצני. כשהכדורון יוזרק למחזור הדם, חישנים שעל פניו ימדדו את רמת החמצן והפחמן הדו-חמצני בדם. בהתאם לכך יופעלו בתוכו משאבות זעירות כדי לקלוט באופן מבוקר חמצן ולשחרר פחמן דו-חמצני (בתוך הריאות) או להיפך (ברקמות הגוף). הכדורונים הננו-רובוטיים יהיו, לפי פרייטס, יעילים בהרבה מכדוריות דם טבעיות: הם יאחסנו פי 200 יותר גז ליחידת נפח. יתרון אדיר בעת התקף לב, למשל: אספקת חמצן סדירה לרקמות עד 4 שעות מהרגע שהלב מפסיק לתפקד. שלא לדבר על היכולת לצלול במים למשך 4 שעות בלי צורך לנשום!

כדוריות דם מלאכותיות בין כדוריות טבעיות – אולי
הדור הראשון של ננורובוטים רפואיים

גירסה עתידנית יותר של ננובוט רפואי היא מכשיר לתיקון תאים, שיחליף כרומוזומים פגומים בגרעין התא בכרומוזומים תקינים (שהוכנו מראש מגנים בריאים של המטופל), וכך יאפשר לתא ''לתכנת את עצמו מחדש'' ולהרפא. אך גם בכך לא נגמר הדמיון היצירתי של הוגי הננו-רפואה העתידנית. הם צופים דורות סופר-מתקדמים של ננו-רובוטים, שלא רק ירפאו מחלות אלא יעצרו את תהליכי ההזדקנות הרקמות. וגם זה לא הכל. ננו-מנועים שיושתלו בשרירים ישפרו את היכולת הגופנית. ננו-מחשבים דמויי תמנון רב-זרועות יתחברו לרשת הנוירונים במוח וישפרו את כושר הזכרון והחשיבה. אם תרצו – זהו הנתיב הננוטכנולוגי ליצירת ה''קיבורג'' הנפוץ בסיפורי מדע בדיוני: יציר כלאיים של אדם-מחשב, שיש הרואים בו את השלב הבא של האבולוציה האנושית.

''מגבר תאי מוח'': מיליוני ננו-רובוטים דמויי תמנון (בכחול),
כל אחד מכיל ננו-מעבד חזק ומאגר זכרון, מתחברים לנוירונים
במוח (מצוירים בורוד) ויוצרים רשת משולבת

פרופ' עינב אינו מרחיק לכת עד כדי כך. בהרצאה שנתן לפני חודשים אחדים לחברי האגודה למד''ב ולפנטסיה (במסגרת סידרת המפגשים ע''ש עמוס גפן) הוא מסתפק בתסריט הצנוע הבא על יום ההולדת של סבתא, בעתיד הלא כל כך רחוק: ''סבתא תשתה נוזל המכיל ננו-מכונות מתוקשרות למחשב, שיפלוט דוח אבחון מדויק של מערכות גופה. על סך הפלט יוחלט אילו מערכות צריכות תיקון ואילו, אם בכלל, צריך להוציא. יוכן נוזל ''מתקן'' עם כל התרופות, הנוזלים והויטמינים הדרושים. היא תשתה אותו בערב ובבוקר תקום כמו חדשה. יום הולדת שמח, סבתא, היום את בת 150!''

ננו-אסמבלרים – כתבה קודמת על ננוטכנולוגיה
ננו-רפואה – אתר ובו גלריה עם שפע תמונות של ננובוטים דמיוניים (בשלב זה)
המסע הפנטסטי – ביקורת
המסע הפנטסטי – עוד ביקורת
המסע הפנטסטי – ביקורת אחרונה ודי

חזרה לעמוד הראשי כתוב תגובה

יופי של מאמר (חדש)
גל יום ראשון, 15/04/2001, שעה 12:48
את דעתי על ננוטק כבר הבעתי בתגובתי לכתבתך הקודמת.
אני די סקפטי לגבי הננובוטים שמתקנים כרומוזומים
או משמידים תאים סרטניים מכיוון שיש כל כך הרבה
סוגים של נזק שיכול להגרם לדנא או לתאים.
יש כל כך הרבה סוגים של מחלות שונות שהננובוט
יצטרך להיות מאוד מאוד מתוחכם כדי לזהות סוג נזק מסויים
ברמה המולקולרית או שתצטרך מאות אלפי
אם לא מיליוני ננובוטים שונים.
בנוסף, כיצד הננובוט יזהה נזק בתוך התא ¿
יש כמובן הרבה דרכים כדי לאפשר כניסה של ננובוט לתא
בהנחה שהוא קטן מספיק ואולי אף לתוך הגרעין בהנחה
שהוא קטן עוד יותר, אבל אני לא רואה איך סוג אחד של ננובוט
יוכל לזהות בעיה עם חלבון מסויים כאשר בתא ממוצע יש
כמה עשרות אלפי חלבונים שונים.
או שאנשים חושבים שהננובוט יכנס לתא ואז לתוך הגרעין
ואז יטייל לאורך כל הכרומוזימים ויחפש מוטציות?
האם הננובוטים יכנסו לכל התאים בגוף כעניין שבשגרה
היום נכנסים לתא כבד מספר 122349 ומחר לתא שריר
מספר 7469093 לפי תוכנית בדיקה שגרתית מסודרת ?
שלא לדבר על כך שטיול לאורך הכרומוזום עשוי
כשלעצמו להפריע לשגרה התקינה של התא

סליחה אבל כל הנקודות שהעליתי למעלה גורמות לי
לסקפטיות רבה לגבי האפשרויות הגלומות בננובוטים
רפואיים ,עד כמה שהנושא מלהיב !

לעומת זאת הרעיון של כדורית דם מלאכותית
נראה לי רעיון מאוד מוצלח שעשוי לפתור גם את בעיית
עירויי הדם (התאמת סוגי דם, מחסור בתורמים, מנות דם
נגועות במחלות).

גם רעיון של חיזוק שרירים באמצעים ננוטכנולוגיים
נשמע מבטיח (במקום שרשרות המיוזין החלבוניות לשים
ננוצינוריות פחמניות אלאסטיות! זה נשמע מגניב)