小さな奇跡。医療におけるマイクロマシン

文：ニール・オスターヴァイル 医師アーカイブスより

Nov 10, 2000 -- 1966年の映画『ファンタスティック・ヴォヤージ』では、手術チームを小型化し、瀕死の男性の血流に注入して命を救おうとする大胆な試みが描かれている。しかし、これは難しい方法です。極小のロボット救急隊員の軍隊を作れば、あなたの代わりにやってくれるのに、なぜ小さくなるのでしょうか？

数年前なら、それはジュール・ヴェルヌやH.G.ウェルズから飛び出したような、ばかげたファンタジーのように聞こえたことでしょう。しかし、ナノテクノロジーは、原子を操ってミクロの機械や安定した構造に組み上げる科学であり、新たな産業革命の可能性を秘めているのです。

19世紀、進歩のための道具は石炭、石油、鉄でした。21世紀には、原子、薬を運ぶ微細なチューブ、病気と闘う小型ロボットになるだろうと、大きなアイデアを持つ小さな思考の科学者が、先週ミズーリ州ベセスダのナノテクノロジーに関する会議で顔を合わせた。

ナノという接頭辞は、ギリシャ語の「小人」に由来し、医学や科学の分野では、驚くほど小さいもの、技術的には「何でも」の10億分の1を示すのに使われます。つまり、ナノ秒は1秒の10億分の1、ナノメートルは1メートルの10億分の1である。

分子サイズの機械を作るという発想は、奇抜でバカバカしいと思う人もいるかもしれませんが、ナノテクノロジーの科学者は、実は自然を鏡のように映し出しているのです。

ある意味で、母なる自然はナノテクノロジーの証明であると、会議の共同議長であるボルチモアのジョンズ・ホプキンス大学医学部生理学准教授、ジャン・H・ホー（Jan H. Hoh）博士は言います。「数ナノメートルの長さで本当にデバイスを作ることができるのか？その答えは、「自然界ではすでに実現されているので、できることは分かっている」というものだ、とHohは医師に語っている。「このプロジェクトでは、自然が使っている設計戦略や原理を理解しようとします。そして、「どうすれば、これらの戦略を利用して、全く新しい機能や特性を持つデバイスを作ることができるのか？

ナノテクノロジーは、宇宙開発からエネルギー保全に至るまで、科学技術の多くの分野を包含しています。特に期待されているのは、医療分野です。特定の目的のために設計された極小の一心同体のオートマトンであるナノロボットが、どんなことをするようになるのか、想像してみてください。

?

• 抗がん剤を製造し、腫瘍内の特定の場所に投与する。

• 心臓への血流を阻害する脂肪沈着物を血管から取り除く

• 孤立した感染ポケットに抗生物質の弾丸を浴びせる

• 心臓発作や脳卒中を引き起こす可能性のある血栓を探し、破壊する

化学と物理の教授で、ヒューストンにあるライス大学のナノスケール科学技術センターのディレクターであるリック・スマリー氏は、「生命の仕組みはすべて、ナノメートル単位で動く分子レベルの精密機械であり、自然界のナノテクノロジーと言えます」と述べています。「と、ヒューストンにあるライス大学の化学と物理の教授で、ナノスケール科学技術センターのディレクターであるリック・スマリー氏は言っています。「ですから、私たちが、それを診断する方法、それを調査する方法、それを理解する方法、それを変化させて問題を解決する方法を学ぶ限り、それもまたナノテクノロジーでなければならないでしょう。

スマレーは、ナノテクノロジーは、毒性化学物質や放射性粒子と結合した人工分子という形で、すでに医療に利用されていると医師に話している。この分子は自然界には存在しないもので、例えば薬物や致死量の放射線を癌の腫瘍に送り込むことができる。さらに、ナノチューブと呼ばれる超微細加工されたチューブを使った薬物送達を想像するのは、さほど飛躍的なことではない、と彼は言う。

1999年に行われた議会での証言で、スマレーはナノテクノロジーの医療分野での利用を予測している。また、「センシングシステムは、生体に出現した病気を検出することができ、最終的には、病気の治療から早期発見や予防へと患者ケアの焦点を移すことになるでしょう」と述べています。

ナノテクノロジーの医療応用は、一見すると遠く離れたところにあるように見えますが、実はかなり身近なところにあると、京畿道レキシントンにあるルネッサンス・テクノロジー社の社長、レスリー・ルービンスタイン氏は言います。医師とのインタビューの中で、彼は実用的なナノロボットの様々な医療問題の治療への利用について説明しています。この最小の医療用機械は、既存の技術、例えば、小さなコンピュータ・チップを作るのに使われているような技術を利用して作ることができるだろう。ロボット自体は、これまでロボットが行ったことのない場所、つまり体の中の届きにくい場所、そしてそこにあるべきでないものを取り除くことを目的として、大胆に設計されるでしょう。

ケンブリッジにあるマサチューセッツ工科大学では、機械工学と生物工学のイアン・ハンター教授と彼の同僚が、宇宙探査のためのロボットプローブと同じことを医療に行う「ナノウォーカー」を開発している。ナノウォーカーは、体内を這い回り、従来のスキャン技術では見えない病気を画像化して診断したり、腫瘍に薬剤を投与したり、手術をせずに臓器を修復したりすることができるようになります。

一度、自己組織化ロボットを作り始めたら、もう後戻りはできないのではないか、ある日、目が覚めたら、ロボットが増殖し、自ら生命を持つようになっているのではないか、と心配する人たちがいます。

「そして、それが本当なら恐ろしいことですが、私はこのようなものの存在を否定します」とスマリーは言います。

"自己組織化ロボットのようなものからあまりにもかけ離れているので、今すぐ心配するのは馬鹿げています"。