4 maneras en que la tecnología cuántica podría transformar la medicina

4 maneras en que la tecnología cuántica podría transformar la atención médica, Probablemente no entiendas los puntos más sutiles de cómo funciona la mecánica cuántica, pero los científicos están usando sus reglas difíciles para hacer que la medicina sea más rápida, menos dolorosa y más personalizada.

En julio, la Conferencia Internacional sobre Tecnologías Cuánticas reunió a las mentes líderes en física para discutir los últimos avances en tecnología cuántica. A lo largo del curso de la conferencia, los presentadores demostraron investigaciones de vanguardia con implicaciones para todo, desde la seguridad de los datos hasta la TI y la energía.

Sin embargo, hay una industria que está especialmente preparada para cambios masivos en muchos niveles desde la tecnología cuántica: el cuidado de la salud. La tecnología cuántica revolucionará la manera en que pensamos sobre la atención médica, los datos médicos e incluso nuestra propia biología.

¿Por qué la tecnología cuántica es tan prometedora para el cuidado de la salud? En parte, se debe a que muchos procesos celulares tienen lugar en la nanoescala, el mundo de los átomos y las partículas subatómicas. Cuando se baja a la nanoescala, la materia deja de comportarse de acuerdo con las leyes de la física clásica y comienza a demostrar las propiedades únicas (ya menudo contraintuitivas) de la mecánica cuántica.

Usando las propiedades de la mecánica cuántica, los científicos están construyendo herramientas que son ultra precisas y ultra personalizadas.
Usando las propiedades inusuales de la mecánica cuántica, los científicos en la conferencia (y otros de todo el mundo) están construyendo herramientas médicas, diagnósticos y tratamientos que son ultra precisos y ultra personalizados, herramientas que en última instancia prolongarán y mejorarán nuestras vidas. . Estos son solo algunos de los avances más prometedores en el horizonte.

DETECCIÓN Y TRATAMIENTO MEJORADOS DE LA ENFERMEDAD

Usando un método relativamente nuevo conocido como el ensayo de código de barras bio, los científicos ahora pueden detectar pistas específicas de la enfermedad, o «biomarcadores», en nuestra sangre usando nanopartículas de oro, que son visibles mediante la tecnología cuántica de IRM, y tienen propiedades cuánticas únicas que les permiten unirse.

A las células que combaten las enfermedades. Estas nanopartículas de oro son completamente seguras para el uso humano. Este método también es más barato, más flexible y más preciso que las alternativas convencionales.

Mikhail Lukin, profesor de física en Harvard y experto en óptica cuántica y física atómica, también está trabajando en la manipulación de partículas de diamante a nanoescala para fines similares. Espera finalmente usar partículas de diamante, que no son tóxicas, para tomar imágenes de células humanas desde adentro y detectar enfermedades sin exponer a los pacientes a la radiación.

Se podría usar un nuevo tipo de RMN cuántica para observar moléculas individuales.
Los sensores cuánticos también pueden mejorar la máquina de MRI al permitir mediciones ultra precisas. Se podría usar un nuevo tipo de RMN cuántica para observar moléculas individuales o grupos de moléculas en lugar de todo el cuerpo, dando a los médicos una imagen mucho más precisa.

Hypres es un ejemplo de una empresa que está trabajando para modernizar las máquinas de MRI para que sean más sensibles y trabajen más rápido aprovechando el fenómeno de supercorriente conocido como el efecto Josephson.

También se están desarrollando otras técnicas basadas en cuántica para tratar enfermedades. Por ejemplo, las nanopartículas de oro se pueden «programar» para que se acumulen solo en las células tumorales, lo que permite obtener imágenes precisas y la destrucción del tumor con láser, sin dañar las células sanas.

NO MÁS AGUJAS

Investigadores de la Universidad de York han diseñado un parche que puede aplicarse en la piel para brindar terapias dirigidas sin agujas hipodérmicas. El parche, llamado Nanject , se utilizará para administrar medicamentos contra el cáncer sin dañar las células sanas.

Así es como funciona: las nanopartículas están recubiertas por antígenos (sustancias que se unen a los anticuerpos) antes de ser introducidas en el cuerpo, donde se adhieren a las células cancerosas. Luego, el paciente es tratado en una máquina de resonancia magnética que activa las partículas para calentar y destruir las células cancerosas.

Cuando se apaga la máquina, las partículas se vuelven a enfriar y se pueden eliminar del cuerpo sin dañar al paciente.

Este es otro proyecto sin aguja del que escribimos recientemente: un parche que le está dando un análisis de sangre constante .

Los pacientes con fobia a la aguja también pueden sentirse entusiasmados con este tipo de avance: el parche Nanject reemplaza una jeringa única con muchos minúsculos de nanofilamentos de polímero que administran el medicamento a través de los folículos pilosos.

Sin embargo, hay otro beneficio, quizás más importante, de la ruta de suministro de medicamentos de la nanotecnología: elimina algunas de las barreras más difíciles para distribuir medicamentos, particularmente en áreas remotas y empobrecidas.

Con un parche, no es necesario que una enfermera o médico capacitado se inyecte un medicamento; Puede ser autoadministrado por cualquier persona a través de un proceso que es tan simple como quedarse con una curita. La administración de fármacos nanotecnológicos también permite dosis más bajas, ya que las nanopartículas no son consumidas por el ácido estomacal como los medicamentos a base de píldoras.

Finalmente, los tratamientos como el Nanject pueden ayudar a prevenir la propagación de enfermedades a través de agujas no esterilizadas, un problema importante en los países en desarrollo.

HACKEAR LA BIOLOGÍA HUMANA

Más allá de la detección de enfermedades mejorada y los tratamientos altamente específicos y sin agujas, la mecánica cuántica tiene el potencial de brindarnos más información sobre la biología humana.

Usando computadoras cuánticas, podemos secuenciar el ADN más rápidamente y resolver otros problemas de Big Data en el cuidado de la salud.
Los científicos australianos descubrieron recientemente una forma de explorar el funcionamiento interno de una célula viva utilizando un nuevo tipo de microscopía láser que se basa en los principios de la mecánica cuántica.

Y al usar computadoras cuánticas, podemos secuenciar el ADN más rápidamente y resolver otros problemas de Big Data en el cuidado de la salud. Esto abre la posibilidad de una medicina personalizada basada en la composición genética única de los individuos.

DATOS DE SALUD MÁS SEGUROS

Las personas desean proteger sus datos de salud por razones obvias, por lo que es importante considerar todas las formas en que se puede hackear. En el futuro, por ejemplo, puede ser posible que los piratas informáticos intercepten retroactivamente las comunicaciones.

Nicolas Gisin, uno de los asistentes a la conferencia cuántica, trabaja con ID Quantique , una compañía que está utilizando las extrañas peculiaridades de los fenómenos cuánticos para proteger nuestros datos de una manera ultra segura.

Al utilizar el entrelazamiento cuántico en una de las aplicaciones más prácticas del fenómeno hasta la fecha, la criptografía cuántica impide que los datos sean vistos por cualquier persona que no sea el destinatario.

ID Quantique ya proporciona seguridad a los bancos y gobiernos y, en última instancia, ve un gran potencial en la industria del cuidado de la salud.

Las innovaciones basadas en los principios de la mecánica cuántica tienen el potencial de afectar la atención médica en casi todos los niveles, desde el diagnóstico y el tratamiento hasta el almacenamiento y la transmisión de datos.

Necesitamos mantener una estrecha vigilancia sobre la tecnología cuántica y la atención médica, un área que se beneficiará de una mayor financiación para la investigación y el desarrollo de productos. Estamos en la cúspide de algunos avances emocionantes, y todos debemos educarnos sobre cómo la tecnología cuántica transformará la atención médica en un futuro no muy lejano.

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