Föreställ dig en partikel så liten att det skulle ta en miljon av dem att sträcka sig över perioden i slutet av denna mening. Föreställ dig att sådana partiklar kan hjälpa till att fånga upp cancerceller som flyter i ditt blodomlopp innan de kan metastasera till levern, ben, hjärnan eller andra organ. Eller byt ut de insulinproducerande cellerna i din bukspottkörtel för att bota diabetes. Eller, omvänt, attackera slemhinnan i dina lungor med dödligheten av asbest.
Det är det lovande, nanoteknikens farliga område -- skapandet och manipuleringen av material ner till atomnivå -- ett område som University of Miami hjälper till att forma. Inom medicin, vetenskap och teknologi, Nanotekniken har ett sådant löfte att det sporrar debatter om huruvida det är mer sannolikt att den fulländar mänskligheten eller fördömer den.
National Cancer Institute tilldelar det en skrämmande roll:"Att hjälpa till att eliminera död och lidande av cancer."
I Miami, två nyanlända molekylärpatologer arbetar med ett test för att upptäcka cancer i blodet, och de säger att testet kan vara i bruk om tre eller fyra år. Drs. Richard Cote och Ram Datar, nyligen rekryterad från University of Southern California, kommer att driva ett Biomedical Nanoscience Institute som inrättas vid University of Miami Miller School of Medicine.
De två använder vetenskapen för att bygga enheter som kommer att utföra dussintals "instant biopsi"-tester på ett nålstick av blod och fånga tumörceller som cirkulerar i blodomloppet.
De döljer inte sin upphetsning.
"Integrationen av nanoteknik och medicin har potentialen att revolutionera vårt förhållningssätt till mänskliga sjukdomar, sa Cote, som kommer att leda institutet och bli ordförande för UM:s avdelning för patologi.
"Det kan vara lika viktigt som antibiotika, " sa Datar, som kommer att leda institutet.
Nanoteknik bygger på "nano, "det grekiska ordet för dvärg - en fantastisk underdrift eftersom en nanometer är en miljarddels meter.
Storleken har betydelse för på den nära atomära nivån, material får olika egenskaper från samma material i den skala vi är vana vid att se. Kol blir nästan viktlöst och 10 gånger starkare än stål. Guld smälter vid rumstemperatur. Kristaller av metalloxid lyser i levande, även fluorescerande färger.
Inom medicin, nanotekniska enheter är i kliniska prövningar som skulle bära medicin direkt inuti cancerceller, besparar patienten från kemoterapins illamående och håravfall.
I vetenskap, nanoteknik skapar mindre, snabbare datorchips, effektivare bränsleceller för bilar, bidra till det "smarta nät" som president Barack Obama vill flytta makten över landet.
I framtiden, supportrar säger att det kommer att bygga bättre rymdskepp för resor till Mars och bortom - med värmebeständiga, självläkande skrov för att skydda astronauter från rymdens strålning.
Dess kritiker säger att det kan skapa oväntade faror. Vissa fruktar toxicitet för mänskliga lungor lika dödlig som den från asbest. Andra fruktar minimassförstörelsevapen i händerna på terrorister. Sci-fi-romanförfattare har förutspått löpa amok, självreplikerande robotar som ser människor som sitt byte.
Cote och Datar tar med sig ett cancerblodtest i nanoskala som de började utveckla vid USC som de säger kommer att identifiera tumörceller som flyter i blodet från, säga, prostatacancer innan de kan metastasera till levern, hjärna eller annat organ.
Den är baserad på "nanokristallkvantprickar" - metallpartiklar som bara är några få atomer stora som fäster vid cancerceller och lyser i livfulla färger för att märka dem för utrotning av läkare.
Ännu ett genombrott inom nanomedicin, av Cherie Stabler, en Ph.D. biomedicinsk ingenjör vid UM:s diabetesforskningsinstitut, visar löfte om att återställa bukspottkörtelns "betaceller" som gör insulin, och kan användas för att bekämpa diabetes.
Den är baserad på nanopartiklar av tång som lagts ned molekyl för molekyl för att dölja de injicerade betacellerna från kroppens immunsystem.
Hon säger att hon redan har haft testpersoner från sina insulinsprutor i upp till fem år.
Cote var i 18 år professor i patologi vid USC och, under 2005, skapade sitt biomedicinska nanovetenskapsprogram. Han tar med sig 6 miljoner dollar i studiebidrag och söker 20 miljoner dollar mer från National Cancer Institute under de kommande fem åren. Han rekryterar fler experter från USC och andra håll, planerar en avdelning med 20 forskare inom fem år.
Datar arbetade med Cote i 11 år på USC, och tillbringade flera år i Department of Atomic Energy för Indiens regering.
Cote hoppas kunna göra UM med school till ett av National Cancer Institutes nationella Centers of Cancer Nanotechnology Excellence, en grupp av nanoforskningsinstitut som bildades 2004 som inkluderar Stanford, MIT-Harvard, Northwestern och andra toppuniversitet. Centren arbetar med National Nanotechnology Initiative, den federala alliansen med 25 organ som har pumpat in 12 miljarder dollar i vetenskapen sedan 2001.
Vid en Nanotechnology Retreat inrättad av Cote och Datar vid UM i augusti, Dr. Piotr Grodzinski, direktör för NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer i Washington, D.C., utmanade 95 samlade nanoteknikexperter från hela landet att använda nanoteknik för att besegra cancer.
"Det visar mycket lovande för tester som är billigare, snabbare, känsligare och mindre invasiv än biopsier, " han sa.
Trots allt dess löfte, dock, nanoteknik kan också skapa faror.
Investor Environmental Health Network, en forskargrupp som tillhandahåller information till privata investerare som har sjunkit 25 miljarder dollar till högteknologiska medicinska områden, i juni utfärdade en varning till sina kunder:"Några av dessa nya tekniker visar tecken på att utgöra allvarliga faror för människors hälsa och miljö, inklusive samma typ av allvarliga hot till följd av exponering för asbest."
Asbestindustrin ådrog sig miljarder i ansvar under decennierna eftersom långa tunna asbestfibrer visade sig orsaka granulom i arbetarnas lungor - en föregångare till mesoteliom, en cancer i slemhinnan i lungan.
Vissa "kolnanorör" som används i medicinska tester har mycket liknande former, sa studien.
"Det är en legitim oro, Cote sa. "Vi har mycket att lära oss om dessa material och deras toxicitet."
Han påpekade att hans cancerblodprov görs i provrör, inte i människokroppen. "Innan vi använder dessa material i kroppen kommer vi att se att de inte orsakar sådana problem."
___
(c) 2009, Miami Herald.
Besök Miami Herald Web-utgåvan på World Wide Web på www.herald.com/
Distribueras av McClatchy-Tribune Information Services.
