Existuje rastúci záujem o použitie nanotechnológií a požitkov v medicíne. Neinvazívne požiateľné senzory, ktoré merajú vitálne znaky, ako aj požiarne zariadenia, ktoré robia procedúry pohodlnejšie, sa teraz dostávajú do hlavného prúdu. Ďalšou dôležitou oblasťou pokroku v nanotechnológii je vývoj nanočastíc, ktoré môžu niesť lieky a cieľové špecifické bunky alebo tkanivá.
Tieto biologicky rozložiteľné nano "drôty" majú obrovský potenciál v rôznych oblastiach medicíny. Už boli zavedené do onkológie a používané na oslabenie obranyschopnosti nádorových buniek v modeloch myší. V roku 2015 odborníci na srdcové choroby tiež využili nanotechnológiu na dodávanie liekov a na opravu tepien, čím pripravili cestu na liečbu aterosklerózy novým spôsobom, čo možno zabráni infarktu a mŕtvici.
Použitie nanotechnológií na vyriešenie zápalu
Štúdia na zvieracích modeloch, publikovaná v Science Translational Medicine, uviedla, že drôty s veľkosťou nanometra môžu byť účinné pri reštrukturalizácii aterosklerotického plaku, čím sa doska stáva stabilnejšou a menej pravdepodobné, že sa prelomí a zmení sa na potenciálne smrteľná krvná zrazenina. Výskumníci z Harvardskej lekárskej fakulty, Brigham a Women’s Hospital a Columbia University navrhli nanomedicíny, ktoré boli skonštruované tak, aby niesli protizápalové látky priamo na miesto určenia.
Nezávislý zápal je hlavným faktorom v progresii aterosklerotických lézií. Pri použití nano drônov, ktoré obsahovali terapeutické látky vyrobené z vlastného protizápalového proteínu anexínu A1, došlo k významnému zlepšeniu u myší s pokročilou aterosklerózou. Nielenže došlo k zhoršeniu zápalu, ale i myši sa opravené, čo je súčasť liečby, ktorá je jedinečná pre túto novú formu terapie.
Oprava poškodených koronárnych artérií môže byť veľmi dôležitá pre prevenciu infarktu a môže tiež obmedziť počet úmrtí v dôsledku aterosklerózy, ktorá je v súčasnosti hlavnou príčinou choroby a smrti v Spojených štátoch. Predpokladá sa, že inovatívny proces by mal byť čoskoro vyladený a testovaný na ľuďoch, ktorý ponúka vzrušujúci spôsob liečenia zápalu s cielenou lokalizovanou aplikáciou peptidov.
Výskumníci z Weldonskej školy biomedicínskeho inžinierstva, Purdue University, opisujú ďalšiu prielomovú metódu pri liečbe zápalu s využitím nanotechnológie. Vyvinuli systém nanočasticového viazania kolagénu, ktorý sa môže použiť na liečbu ochorení periférnych artérií. Táto nová metóda používa nanočastice, ktoré sa viažu na kolagén a uvoľňujú protizápalové peptidy. Tieto nanočastice môžu tiež znížiť zápal, ako aj podporiť regeneráciu poškodeného tkaniva.
Oprava epiteliálnych rán nanočastíc
Oprava rán je ďalšia terapeutická oblasť, kde nanočastice môžu byť úspešne aplikované na uľahčenie často ťažkého hojenia. Giovanna Leoni a kolegovia z Emory University používali systémové dodávanie nanočastíc obsahujúcich prírodný proteín anexín A1 na poškodenú črevnú sliznicu.
Chronické poškodenie sliznice je znakom mnohých zápalových stavov čriev, vrátane ulceróznej kolitídy a chorôb Crohnovej choroby, ktoré postihujú približne 1,6 milióna Američanov. Nedávna štúdia na myšiach preukázala, že cielené podávanie protizápalových látok zvyšuje proces hojenia poraneného tkaniva a podporuje opravu epitelových zranení. Vo svojom článku publikovanom v časopise Journal of Clinical Investigation
autori naznačujú, že lokálne dodávanie peptidov zapuzdrených v nanočasticiach môže byť novou terapeutickou stratégiou pre ľudí trpiacich zápalovým ochorením čriev (IBD). Malo sa tiež nejaký záujem o vývoj prirodzených nanočastíc, ktoré môžu pomôcť pri liečbe stavov, ako je IBD. Nanočastice odvodené z jedlého zázvoru sa úspešne použili v štúdii, ktorú viedla MingZheng Zhang z Georgia State University, Atlanta. Prirodzené nanočastice by mohli potenciálne minimalizovať ťažkosti spojené s výrobou syntetických chemikálií.Nanomesh obvaz pre chronické rany
Ďalšie možné využitie nanotechnológií dokázala Martina Abrigo a jej tím výskumníkov na Swingburne University of Technology v Austrálii. Abrigo skúma externé aplikácie malých častíc na liečbu chronicky infikovaných rán. Vytvorila sieť z polypropylénových vlákien, ktoré sú určené na pritiahnutie baktérií z rany. Nanomesh ponúka optimálne rastové podmienky pre baktérie, ako sú
Staphylococcus aureus a Escherichia Coli
, takže sú priťahované k oku, takže rana je čistá. Bakteriálna odpoveď na oká rôznych priemerov vlákien bola testovaná pomocou kombinácie skenovacej elektrónovej mikroskopie a konfokálnej mikroskopie. Baktérie boli špecificky priťahované k vláknam, ktoré boli približne rovnakej veľkosti ako tie vlákna. Výsledky publikované v aplikáciáchACS Applied Materials and Interfaces
naznačujú, že elektrospinávacie nanovlákna by mohli byť novým spôsobom kontroly rany, ktoré sú infikované bežnými baktériami. Doteraz vedci uskutočnili len experimenty in vitro a experimenty s tkanivovými inžinierkami prostredníctvom kožných modelov. Očakáva sa však, že v blízkej budúcnosti budú podobné testy vykonané na živom tkanive s cieľom posúdiť potenciál tohto nového prístupu. In vivo štúdie už boli vykonané s niektorými inými typmi obväzov na rany nanočastíc, napríklad nanočastice striebra s určitým úspechom.
