A nanotechnológia atyja, a szakterületet elindító „Teremtés motorjai” című könyv szerzője, Eric Drexler az 1980-as években a szervezetbe juttatható parányi és annál is kisebb orvosi eszközökről, nanobotokról elmélkedett. Az emberi szemmel láthatatlan gépecskék mini műtéteket végeznének, gyógyítanának, gyógyszert szállítanának és juttatnának el rendeltetési helyükre. Harminc éve tudományos-fantasztikumnak tűntek ezek a gondolatok, mára lekopott róluk a fantasztikum, csak a tudomány maradt. A kérdés immáron nem az, hogy lehetséges-e ez, hanem hogy mikor.

A probléma és a megoldás

Orvosi készülékek – apró elektronikus kütyük – emberi testbe juttatásával egyre gyakrabban foglalkoznak. A célok is ugyanazok, mint Drexler nanobotjainál: figyelni a biológiai folyamatokat, hajszálpontos terápiával megszüntetni betegségeket, vagy legalább csökkenteni a fájdalmat. Csakhogy az eddigi kísérletek nem hoztak áttörést. A készülékek nem elég kicsik, nem elég hasznosak. A legnagyobb problémát az energiaellátásuk jelenti: vezetékekkel vagy elemekkel az implantátumnak is felfogható szerkezetek túl nagyok, túl ügyetlenek.

Úgy tűnik, egy stanfordi kutatás hasznosítható megoldást kínál, és közelebb visz a drexleri látomás megvalósulásához. Kitaláltak egy módszert, amellyel biztonságosan és vezeték nélkül generálható elektromos áram az orvosi feladatok kivitelezésére és az eredmény visszaigazolására programozott „okos chiphez.”

Működő prototípus állapotban lévő fejlesztésük a testben dolgozó gyógyító gépecskék különféle területeken alkalmazható új generációját előlegezi. A golyóstoll-fej méretű prototípus 1×1 milliméteres piezoelektromos „adóvevőből”, 65 nanométeres cmos-technológiával készült 1×2 milliméteres chipből és egy 2,5×2,5 milliméteres antennából áll. Emberi szövetet „utánzó” csirkén tesztelték: 3 centiméteres körzetben működött.

Találkozni fogunk vele

A hangalapú megoldást az idegrendszer tanulmányozásától a Parkinson-kór kezeléséig terjedő, szerteágazó területeken szeretnék hasznosítani. A későbbiekben többféle szenzort pakolnának bele, de a fájdalomgócokat kisebb elektrosokkal is megszüntethetné.

„Ezek a parányi vezeték nélküli eszközök kulcsszereplőkké válhatnak idegi alapú betegségek kezelésében” – jelentette ki a fejlesztésről Florian Solzbacher, a Utah Egyetem Mérnöki Innovációs Központjának igazgatója.

„Sok bioérzékelő és stimulációs alkalmazáshoz mikroimplantátumok kellenek, mélyen az emberi szervezetben. Platformunk kiindulási alap lehet ilyen szerkezetek fejlesztéséhez” – nyilatkozta a stanfordi kutatást vezető Amin Arbabian.

Mivel a félvezetőgyártásban az 1963-ban kitalált cmos-technológia az előrejelzések szerint a miniatürizáció miatt nagyjából 10 éven belül háttérbe szorulhat, az új generációt egyre gyorsabban fogják követni a még újabbak. A következő méretét például a jelenlegi tizedére tervezik. Egyre kisebbek lesznek, majd valamikor elektródahálózattá állnak össze. Ezeket a hálózatokat állatokon fogják tesztelni, agyukat jelenlegi eljárásokkal megvalósíthatatlan módon tanulmányozzák vele.