Nanotechnology in medicine/Nanotechnology

Nanotechnology is an applied science dealing with the production and use of such particles and materials that have precisely defined structure at the nanometer level. The term nanotechnology is derived from the Greek words nanos (dwarf) and techne (skill, experience). In medicine, the use of nanotechnology apparently has wide potential including, for example, systems for the targeted distribution of drugs, antibacterial filters, suture materials with advantageous properties or materials that can be used as a substitute for the extracellular matrix in tissue engineering.

The main idea of nanotechnology were formulated by Richard P. Feynman in his article There's a Plenty of Room at the Bottom presented at the American Physical Society Congress in 1959. The author of the term nanotechnology and its enthusiastic promoter is Eric Drexler

Nanotechnology area of interest
In the definition of what nanotechnology actually deals with, the size of the objects of interest

V definici toho, čím se vlastně nanotechnologie zabývá, hraje důležitou roli velikost objektů zájmu. Nanotechnologie se zabývá objekty o (alespoň některých) rozměrech řádově v nanometrech (tedy 10−9 m). Takovými objekty se však běžně zabývají i některé obory biologie, chemie i fyziky, takže je třeba definici zpřesnit. Objektem zájmu nanotechnologie jsou uměle připravované materiály nebo systémy, u kterých je přesně definována struktura na úrovni nanometrů. Do oblasti zájmu nanotechnologie tak spadají nejen nanočástice, ale i materiály vzniklé sestavením přesně definovaných základních jednotek (tzv. nanostrukturní materiály) a dokonce i takové objekty, které jedním nebo dvěma rozměry nanometrovou škálu přesahují (nanovlákna, nanofilmy). Co však je pro nanotechnologii typické, je přístup k syntéze těchto objektů – na rozdíl od klasických technologických přístupů jde v případě nanotechnologie o cílený molekulární design a o manipulaci pokud možno s jednotlivými molekulami.

Rozdělení nanotechnologie
V současné době jsou v rámci nanotechnologie rozlišitelné čtyři hlavní proudy výzkumu a vývoje:
 * nanoelektronika
 * nanomateriály (nanostrukturní materiály)
 * molekulární nanotechnologie
 * mikroskopy s nanometrovou rozlišovací schopností

Nanoelektronika
Nanoelektronika je obor techniky zabývající se aplikací nanotechnologií při konstrukci elektronických obvodů tvořených jen několika málo molekulami. Vzhledem k malým rozměrům a mimořádně nízkým elektrickým proudům se výrazně uplatňuje kvantový charakter mikrosvěta a nanoelektronika tak vyžaduje i zcela nový přístup k návrhu elektrických obvodů.

Nanostrukturní materiály
Nanostrukturní materiály (nanomateriály) jsou takové materiály, jejichž základní stavební jednotky jsou nanočástice. Prostorově uspořádané nanočástice mohou utvářet další struktury, jako např. vlákna, trubice nebo tenké vrstvy, v řadě aplikací se však využívají samostatně.

Nanočástice mohou být řady typů, mezi ty běžnější patří:
 * dendrimery
 * fullereny
 * nanokrystaly
 * nanopouzdra
 * nanotrubičky

Molecular nanotechnology
Molecular nanotechnology represents a rather hypothetical area of nanotechnology application, where useful applications cannot be expected within the horizon of a few years. představuje spíše hypotetickou oblast využití nanotechnologií, u které nelze očekávat použitelné aplikace v horizontu několika málo let. Cílem je konstrukce složitých systémů (strojů), jejichž stavebními a funkčními prvky jsou jednotlivé molekuly. Poměrně populárním pojmem je nanobot, tedy autonomně se chovající robot nanometrových rozměrů zkonstruovaný právě metodami molekulární nanotechnologie.

Microscopes with nanometer resolution
Some modern microscopic methods, e.g. anatomic force microscopy (AFM) or scanning tunneling microscopy (STM), also fall into the area of nanotechnology interest. The reason is not only that they provie a glimpse into the world of nanometer dimensions, but above all that the construction of their sensing parts is relatively close to nanotechnology.

Lecture presentation

 * Carmel J. Caruana: Nanotechnologie v medicíně
 * J.Šrámek: Nanotechnologie v medicíně (2008/09)