Rośnie zapotrzebowanie na nanotechnologię i środki spożywcze w medycynie. Nieinwazyjne czujniki połykania mierzące oznaki życiowe, a także urządzenia do podawania pokarmu, które sprawiają, że procedury są wygodniejsze, są obecnie w powszechnym użyciu. Innym ważnym obszarem postępu w nanotechnologii jest rozwój nanocząsteczek, które mogą przenosić leki i celować w określone komórki lub tkanki.
Te biodegradowalne nano-drony mają ogromny potencjał w różnych dziedzinach medycyny. Zostały już wprowadzone do onkologii i zostały użyte do osłabienia obrony komórek nowotworowych w modelach myszy. W 2015 r. Eksperci zajmujący się chorobami serca wykorzystali nanotechnologię do dostarczania leków i naprawy tętnic, torując drogę nowatorskiemu leczeniu miażdżycy, prawdopodobnie zapobiegając atakom serca i udarom.
Wykorzystanie nanotechnologii do rozwiązywania stanu zapalnego
Badanie na modelach zwierzęcych, opublikowane w Science Translational Medicine, doniósł, że nano-wielkości drony mogą być skuteczne w restrukturyzacji blaszki miażdżycowej, co powoduje, że tablica jest bardziej stabilna i mniej podatna na złamanie i zamienia się w potencjalnie śmiertelny skrzep krwi. Naukowcy z Harvard Medical School, Brigham i Women’s Hospital oraz Columbia University zaprojektowali nanomedycyny, które zostały zaprojektowane do przenoszenia substancji przeciwzapalnych bezpośrednio do miejsca docelowego.
Nierozdzielcze zapalenie jest głównym czynnikiem progresji zmian miażdżycowych.
Podczas stosowania nano-dronów, które zawierały substancje terapeutyczne wytworzone z własnej aneksyny A1 przeciwzapalnej, uzyskano istotną poprawę u myszy z zaawansowaną miażdżycą tętnic. Zapalenie nie tylko zmniejszyło się, lecz również naprawiono tętnice myszy, co stanowi składnik leczenia unikatowego dla tej nowej formy terapii.
Naprawa uszkodzonych tętnic wieńcowych może być bardzo ważna dla zapobiegania atakom serca, a także może ograniczyć liczbę zgonów spowodowanych miażdżycą, która jest obecnie główną przyczyną chorób i śmierci w Stanach Zjednoczonych. Zostało spekulowane, że innowacyjny proces powinien wkrótce zostać dopracowany i przetestowany na ludziach, oferując ekscytujący sposób leczenia stanu zapalnego za pomocą ukierunkowanego, zlokalizowanego dostarczania peptydów.
Naukowcy z Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, opisali kolejną przełomową metodę leczenia stanów zapalnych za pomocą nanotechnologii. Opracowali układ nanocząsteczkowy wiążący kolagen, który można stosować w leczeniu choroby tętnic obwodowych. Ta nowa metoda wykorzystuje nanocząsteczki, które wiążą się z kolagenem i uwalniają przeciwzapalne peptydy. Te nanocząstki mogą również zmniejszać stan zapalny, a także wspomagać regenerację uszkodzonej tkanki.
Naprawa rany nabłonkowej za pomocą nanocząstek
Naprawa rany to kolejny obszar terapeutyczny, w którym nanocząstki mogą być z powodzeniem stosowane w celu ułatwienia często trudnego procesu gojenia. Giovanna Leoni i jego współpracownicy z Emory University wykorzystali systemową dostawę nanocząstek zawierających aneksynę z białka naturalnego A1 do uszkodzonej błony śluzowej jelita.
Przewlekłe uszkodzenie śluzówki jest cechą wielu stanów zapalnych jelit, w tym wrzodziejącego zapalenia okrężnicy i chorób Crohna, które dotykają szacunkowo 1,6 miliona Amerykanów. Niedawne badania na myszach wykazały, że celowane dostarczanie substancji przeciwzapalnych wzmacnia proces gojenia zranionej tkanki i wspomaga naprawę nabłonka. W artykule opublikowanym w Journal of Clinical Investigationautorzy sugerują, że lokalne dostarczanie peptydów zamkniętych w nanocząsteczkach może być nową strategią terapeutyczną dla osób cierpiących na nieswoiste zapalenie jelit (IBD).
Zainteresowanie rozwojem naturalnych nanocząsteczek może pomóc w leczeniu takich chorób, jak IBD. Nanocząstkę pochodzącą z jadalnego imbiru z powodzeniem zastosowano w badaniu prowadzonym przez MingZheng Zhanga z Georgia State University, Atlanta. Naturalne nanocząstki mogłyby potencjalnie zminimalizować trudności związane z produkcją syntetycznych chemikaliów.
Nanomesh Dressing for Chronic Wounds
Kolejne możliwe wykorzystanie nanotechnologii zostało zademonstrowane przez Martinę Abrigo i jej zespół naukowców z australijskiego Uniwersytetu Technicznego Swinburne. Abrigo bada zewnętrzne zastosowania drobnych cząstek w leczeniu chronicznie zainfekowanych ran. Stworzyła siatkę z elektroprzędzonych włókien polistyrenowych, które mają na celu przyciągnięcie bakterii z rany. Nanomiel zapewnia optymalne warunki wzrostu dla bakterii, takich jak Staphylococcus Aureus i Escherichia Coli, dzięki czemu są przyciągane do siatki, pozostawiając rany czyste. Odpowiedzi bakteryjne na siatki o różnych średnicach włókien testowano za pomocą kombinacji skaningowej mikroskopii elektronowej i mikroskopii konfokalnej.
Bakterie były szczególnie przyciągane do włókien, które miały w przybliżeniu taki sam rozmiar jak one. Wyniki opublikowane w materiałach i interfejsach ACS suggest sugerują, że nanowłókna elektroprzędzenie mogą być nowym sposobem kontrolowania ran zakażonych przez powszechnie występujące bakterie. Do tej pory naukowcy przeprowadzali jedynie eksperymenty in vitro i eksperymenty na inżynierii tkankowej za pomocą modeli skóry. Oczekuje się jednak, że w niedalekiej przyszłości podobne testy zostaną przeprowadzone na żywej tkance, aby ocenić potencjał tego nowego podejścia. Przeprowadzono już badania in vivo z niektórymi innymi opatrunkami na rany nanocząsteczkowe, na przykład nanocząstki srebra z pewnym powodzeniem.
