Vedno večje je zanimanje za uporabo nanotehnologije in gnojil v medicini. Neinvazivni gnojni senzorji, ki merijo življenjske znake, pa tudi gnojne naprave, ki naredijo postopke bolj udobne, so zdaj glavni. Druga pomembna področja napredka v nanotehnologiji je razvoj nanodelcev, ki lahko prenašajo zdravilo in ciljajo specifične celice ali tkiva.
Ti biološko razgradljivi nano-noži imajo velik potencial na različnih področjih medicine. Uvedli so jih že v onkologijo in v mišjih modelih oslabili obrambo tumorskih celic . Leta 2015 so strokovnjaki za srčno bolezen uporabili tudi nanotehnologijo za dajanje drog in popravljanje arterij , s čimer je utrdila pot za zdravljenje ateroskleroze na nov način, s čimer bi preprečili srčne napade in možganske kapi.
Uporaba nanotehnologije za reševanje vnetja
Študija na živalskih modelih, objavljena v Science Translational Medicine , je poročala, da so nano velikosti brezpilotna letala lahko učinkovite pri prestrukturiranju aterosklerotične plošče, zaradi česar plaka postane stabilnejša in se manj verjetno razkrije in postane potencialno smrtonosni krvni strdek. Raziskovalci iz medicinske šole Harvard, Brigham in ženske bolnišnice ter univerze Columbia so zasnovali nanomedicine, ki so bili izdelani za izvajanje protivnetnih snovi neposredno na ciljno mesto.
Nesolving vnetje je glavni dejavnik pri napredovanju aterosklerotičnih lezij.
Pri uporabi nano nožev, ki so vsebovali terapevtske substance, izdelane iz lastnega protivnetnega beljakovinskega aneksin A1, je prišlo do znatnega izboljšanja pri miših z napredovano aterosklerozo. Ne samo, da se je vnetje zmanjšalo, tudi arterije miši so bile popravljene, kar je sestavni del zdravljenja, ki je edinstvena za to novo obliko terapije.
Popravljanje poškodovanih koronarnih arterij je lahko zelo pomembno za preprečevanje srčnih napadov in lahko tudi zmanjša število smrtnih primerov zaradi ateroskleroze, ki je v Združenih državah trenutno vodilni vzrok bolezni in smrti. Ugotovljeno je bilo, da bi moral biti inovativni postopek kmalu natančno prilagojen in preizkušen na ljudeh, ki ponuja razburljiv način za zdravljenje vnetja s ciljno lokalizirano dostavo peptidov.
Raziskovalci iz Weldonove šole za biomedicinsko inženirstvo, Univerza Purdue, so opisali še eno metodo preboj pri zdravljenju vnetja z uporabo nanotehnologije. Razvili so sistem nanodelcev, ki se vežejo na kolagene in se lahko uporabljajo za zdravljenje periferne arterijske bolezni. Ta nova metoda uporablja nanodelce, ki se vežejo na kolagen in sproščajo protivnetne peptide. Ti nanodelci lahko tudi zmanjšajo vnetje in spodbujajo regeneracijo poškodovanega tkiva.
Popravljanje epitelijske rane z nanodelci
Popravljanje ran je še eno terapevtsko področje, kjer se lahko nanodelci uspešno uporabljajo za olajšanje pogosto težkega zdravljenja. Giovanna Leoni in sodelavci Univerze Emory so uporabili sistemsko dobavo nanodelcev, ki vsebujejo naravni beljakovinski aneksin A1 do poškodovane sluznice črevesja.
Kronična poškodba sluznice je značilnost številnih vnetnih stanj črevesja, vključno z ulceroznim kolitisom in Crohnovimi bolezenskimi stanji, ki vplivajo na približno 1,6 milijona Američanov. Nedavna študija o miših je pokazala, da usmerjena dobava protivnetnih snovi izboljšuje proces celjenja ranjenih tkiv in spodbuja epitelialno popravljanje ran. Avtorji v svojem članku, objavljeni v Journal of Clinical Investigation , kažejo, da je lahko lokalna dostava peptidov, ki so vdelana v nanodelce, nova terapevtska strategija za ljudi, ki trpijo zaradi vnetne črevesne bolezni (IBD).
Prav tako je bilo zanimanje za razvoj naravnih nanodelcev, ki lahko pomagajo pri zdravljenju pogojev, kot je IBD. Nanodelci, pridobljeni iz užitnega ingverja, so uspešno uporabili v študiji, ki jo je vodil MingZheng Zhang iz državne univerze Georgia, Atlanta. Naravni nanodelci bi lahko zmanjšali težave, povezane s proizvodnjo sintetičnih kemikalij.
Nanomesh Dressing za kronične rane
Druga možna uporaba nanotehnologije je pokazala Martina Abrigo in njena ekipa raziskovalcev na avstralski univerzi Swinburne. Abrigo raziskuje zunanje aplikacije drobnih delcev za zdravljenje kronično okuženih ran. Ustvarila je mrežo iz elektrostatičnih polistirenskih vlaken, ki so namenjena privabljanju bakterij iz rane. Nanomesh ponuja optimalne rastne pogoje za bakterije, kot sta Staphylococcus Aureus in Escherichia Coli , tako da jih povlečemo v mrežo, pri čemer je rana čista. Bakterijski odziv na očesa različnih premerov vlaken smo testirali s kombinacijo skenirne elektronske mikroskopije in konfokalne mikroskopije.
Bakterije so posebej pritegnile vlakna, ki so bila približno enaka velikosti kot njihova. Rezultati, objavljeni v ACS Applied Materials in Interfaces , kažejo, da so lahko nanofibri za elektrospiniranje nov način nadzorovanja ran, ki jih okužijo skupne bakterije. Do sedaj so znanstveniki opravili samo in vitro eksperimente in eksperimente na tkivih modrih modelih kože. Vendar pa se pričakuje, da bodo v bližnji prihodnosti podobni testi na živih tkivih ocenili potencial tega novega pristopa. Študije in vivo so bile že opravljene z nekaterimi drugimi vrstami nanodelcev za rane, na primer s srebrnimi nanodelci z nekaj uspeha.
> Viri:
> Abrigo M, Kingshott P, McArthur S. Premer polistirenskih vlaken Electrospun, ki vplivajo na bakterijsko vezavo, proliferacijo in rast. Uporabljeni materiali in vmesniki ACS , 2015; 7 (14): 7644-7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti M, et al. Ciljni nanodelci, ki vsebujejo perezidni peptid Ac2-26, ščitijo proti napredni aterosklerozi pri hiperholesterolemičnih miših. Science Translational Medicine , 2015; 7 (275).
> Leoni G, Neumann P, Reutelingsperger C, et al. Priloga A1 ", ki vsebuje zunajcelične vezikle in polimerne nanodelce, spodbujajo popravljanje epitelijskih ran. Journal of Clinical Investigation , 2015, 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch A. Članek v celotni dolžini: nanodelci, ki vežejo kolagene, za ekstracelularno protivnetno peptidno dobavo zmanjšajo aktivacijo trombocitov, spodbujajo endotelno migracijo in zavirajo vnetje. Acta Biomaterialia , 2017; 49: 78-88.
> Zhang M, Viennois E, Merlin D, et al. Užitni nanodelci, pridobljeni iz ingverja: nov terapevtski pristop za preprečevanje in zdravljenje vnetne črevesne bolezni in raka, povezanega s kolitisom. Biomateriali , 2016; 101: 321-340.