Postoji sve veći interes za korištenje nanotehnologije i prehrambenih proizvoda u medicini. Neinvazivni senzibilni senzori koji mjere vitalne znakove, kao i napitci koji čine postupke udobnijim, sada idu na glavnu struju. Još jedno važno područje napretka u nanotehnologiji je razvoj nanočestica koje mogu nositi lijekove i ciljati specifične stanice ili tkiva.
Ti biorazgradivi nano "drones" imaju ogroman potencijal u različitim područjima medicine. Već su uvedeni u onkologiju i koriste se za oslabljenje obrane tumorskih stanica u mišjim modelima. Godine 2015. stručnjaci za bolesti srca također su koristili nanotehnologiju kako bi isporučili lijekove i popravili arterije , čime bi se na nov način načinila mogućnost liječenja ateroskleroze, eventualno sprečavanje srčanih udara i poteza.
Korištenje nanotehnologije za rješavanje upale
Istraživanje na životinjskim modelima, objavljeno u Science Translational Medicine , izvijestilo je da noni dronovi mogu biti učinkoviti u restrukturiranju aterosklerotskog plaka, stvarajući plak stabilniji i manje vjerojatno da će se slomiti i pretvoriti u potencijalno smrtonosan krvni ugrušak. Istraživači Medicinskog fakulteta Sveučilišta Harvard, Brigham i Ženska bolnica i Sveučilišta Columbia dizajnirali su nanomedicine koje su dizajnirane da nose protuupalne tvari izravno na ciljno mjesto.
Neodlučujuća upala glavni je čimbenik u progresiji aterosklerotskih lezija.
Pri korištenju nano-trona koji su sadržavali terapeutske tvari napravljene od vlastitog protuupalnog proteina annexina A1, značajno poboljšanje postignuto je kod miševa s naprednom aterosklerozom. Ne samo da je upala bila smanjena, arterije miševa također su popravljene, što je sastavni dio tretmana koji je jedinstven u ovom novom obliku terapije.
Sanacija oštećenih koronarnih arterija može biti vrlo važna za prevenciju srčanih napada i može također smanjiti broj smrti uzrokovanih aterosklerozom, koja je trenutno vodeći uzrok bolesti i smrti u Sjedinjenim Državama. Pretpostavlja se da će inovativni proces uskoro biti usklađen i testiran na ljudima, nudeći uzbudljiv način liječenja upale ciljanom, lokaliziranom dostavu peptida.
Istraživači iz Weldonove škole za biomedicinsko inženjerstvo, Sveučilište Purdue, opisali su drugu metodu otkrića u liječenju upale nanotehnologijom. Razvili su sustav nanočestica koji veže kolagen koji se može koristiti za liječenje bolesti periferne arterije. Ova nova metoda koristi nanočestice koje se vežu na kolagen i oslobađaju protuupalne peptide. Ove nanočestice također mogu smanjiti upalu, kao i promicati regeneraciju ozlijeđenog tkiva.
Popravak epitelnog rana s nanopartikulama
Popravak rana je još jedno terapeutsko područje na kojem se nanočestice mogu uspješno primijeniti kako bi se olakšao proces često ozdravljenja. Giovanna Leoni i kolege na Sveučilištu Emory koristili su sistemsku isporuku nanočestica koje sadrže prirodni protein annexin A1 ozlijeđenu crijevnu sluznicu.
Kronična ozljeda sluznice je značajka mnogih upalnih stanja crijeva, uključujući ulcerativni kolitis i Crohnove bolesti - uvjeti koji utječu na procjenjuje li 1,6 milijuna Amerikanaca. Nedavna studija o miševima pokazala je da usmjerena dostava protuupalnih tvari poboljšava proces ozdravljenja ranjenog tkiva i potiče popravak epitelnih rana. U članku objavljenom u časopisu Journal of Clinical Investigation , autori sugeriraju da lokalna dostava peptida obuhvaćenih nanočesticama može biti nova terapijska strategija za osobe koje pate od upalne bolesti crijeva (IBD).
Također je bilo zanimanje za razvoj prirodnih nanočestica koje mogu pomoći u liječenju stanja kao što je IBD. Nanočestica izvedena od jestivog đumbira uspješno se koristila u studiji koju je vodio MingZheng Zhang sa Sveučilišta Georgia u Atlanti. Prirodne nanočestice mogu potencijalno smanjiti poteškoće vezane uz proizvodnju sintetičkih kemikalija.
Nanomesh odijevanje za kronične rane
Još jedna moguća upotreba nanotehnologije pokazala je Martina Abrigo i njezin tim istraživača na australskom sveučilištu Swinburne. Abrigo istražuje vanjske primjene sitnih čestica za liječenje kronično zaraženih rana. Izradila je mrežu od elektriziranih polistirenskih vlakana koja su dizajnirana da privuku bakterije iz rane. Nanomesh nudi optimalne uvjete za uzgoj bakterija kao što su Staphylococcus Aureus i Escherichia Coli , tako da su privučeni mreži, ostavljajući ranu čistom. Bakterijski odgovor na mrežice različitih promjera vlakana testiran je kombinacijom skenirane elektronske mikroskopije i konfokalne mikroskopije.
Bakterije su bile posebno privučene vlaknima koja su bila otprilike iste veličine kao i one. Rezultati, objavljeni u ACS Applied Materials i Interfaces , sugeriraju da elektrospinning nanofibers mogu biti novi način kontrole rana koje su zaražene zajedničkim bakterijama. Znanstvenici su do sada provodili samo in vitro eksperimente i eksperimente na tkivnim inženjerskim modelima. Međutim, očekuje se da će se u bliskoj budućnosti provesti slični testovi na živom tkivu kako bi se procijenio potencijal ovog novog pristupa. In vivo studije već su provedene s nekim drugim vrstama nanočestičnih rana, na primjer srebrnih nanočestica s nekim uspjehom.
> Izvori:
> Abrigo M, Kingshott P, McArthur S. Promjera polistirenskog vlakna s elektrodama koji utječu na vezanje bakterija, proliferaciju i rast. ACS Applied Materials and Interfaces , 2015; 7 (14): 7644-7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti M, et al. Ciljane nanočestice koje sadrže proresolving peptid Ac2-26 štite od napredne ateroskleroze kod hiperkolesterolemičnih miševa. Science Translational Medicine , 2015; 7 (275).
> Leoni G, Neumann P, Reutelingsperger C i sur. Annexin A1 'koji sadrže ekstracelularne vezikule i polimerne nanočestice potiču popravak epitelnih rana. Journal of Clinical Investigation , 2015; 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch A. Cjelovita duljina članka: Nanočestice koje vežu kolagen za ekstracelularnu protuupalnu primjenu peptida smanjuju aktivaciju trombocita, potiču migraciju endotela i suzbijaju upalu. Acta Biomaterialia , 2017; 49: 78-88.
> Zhang M, Viennois E, Merlin D, et al. Jestive đumbirske nanočestice: novi terapijski pristup za prevenciju i liječenje upalne bolesti crijeva i raka povezanog sa kolitisom. Biomaterials , 2016; 101: 321-340.