Kasvava kiinnostus nanoteknologian käyttöön ja lääkkeiden käyttöön. Ei-invasiiviset nautittavissa olevat anturit, jotka mittaavat elintärkeitä merkkejä, sekä nautittavia laitteita, jotka tekevät menettelyistä mukavampia, ovat nyt menossa valtavirtaan. Toinen tärkeä edistysaskel nanoteknologiassa on nanohiukkasten kehittyminen, joka voi kantaa lääkitystä ja kohdistaa kohdennetut solut tai kudokset.
Näillä biologisesti hajoavilla nano "droneilla" on valtava potentiaali eri lääkealueilla. Ne on jo otettu käyttöön onkologiassa ja heikentänyt kasvainsolujen suojausta hiirimalleissa. Vuonna 2015 sydäntautien asiantuntijat käyttivät myös nanoteknologiaa lääkeaineiden ja korjaavien verisuonten toimittamiseen , mikä loi tien ateroskleroosin hoitoon uudella tavalla ehkäpä sydänkohtauksia ja aivohalvauksia.
Nanoteknologian käyttäminen tulehduksen selvittämiseen
Elatusmalleissa julkaistu tutkimus, joka julkaistiin Science Translational Medicine -lehdessä, kertoi, että nanokokoiset trunkit voivat olla tehokkaita ateroskleroottisen plakkirakenteen muuttamisessa, jolloin plakin pysyvyys ja vähemmän todennäköisesti rikkoa ja muuttuu mahdollisesti tappavaksi verihyytymaksi. Harvardin lääkärikoulun, Brighamin ja Naisten sairaalan tutkijat sekä Columbia Universityn suunnitellut nanomedicines, jotka on suunniteltu kuljettamaan tulehdusta aiheuttavia aineita suoraan kohdealueelle.
Epärekaava tulehdus on merkittävä tekijä ateroskleroottisten vaurioiden etenemisessä.
Käyttämällä nano-droneja, jotka sisälsivät terapeuttisia aineita, jotka oli tehty kehon oma anti-inflammatorinen proteiini annexiini A1, merkitsevä parannus saavutettiin hiirillä, joilla oli kehittynyt ateroskleroosi. Ei pelkästään tulehdusta vähentynyt, myös hiirien verisuonet korjattiin, mikä on osa tätä hoitoa ainutlaatuista.
Vakavien sepelvaltimoiden korjaaminen voi olla erittäin tärkeää sydänkohtausten ehkäisemiseksi ja se voi myös hillitä ateroskleroosin aiheuttamien kuolemien määrää, joka on tällä hetkellä johtava sairaus ja kuolema Yhdysvalloissa. On ajateltu, että innovatiivista prosessia pitäisi pian hienosäätää ja testata ihmisillä, mikä tarjoaa jännittävän tavan hoitaa tulehdusta kohdennetulla, paikal- lisella peptidien luovutuksella.
Purduen yliopiston Weldon School of Biomedical Engineeringin tutkijat kuvaavat toista läpimurto menetelmää tulehduksen hoidossa nanoteknologian avulla. He kehittivät kollageenin sitovan nanopartikkelijärjestelmän, jota voidaan käyttää perifeerisen valtimosairauden hoitoon. Tämä uusi menetelmä käyttää nanohiukkasia, jotka sitoutuvat kollageeniin ja vapauttavat anti-inflammatorisia peptidejä. Nämä nanopartikkelit voivat myös vähentää tulehdusta sekä edistää loukkaantuneen kudoksen uudistumista.
Epiteelin haavan korjaus nanopartikkeleilla
Haavan korjaus on toinen terapeuttinen alue, jossa nanohiukkasia voidaan käyttää onnistuneesti usein vaikean paranemisprosessin helpottamiseksi. Giovanna Leoni ja Emory Universityn kollegat käyttivät nenänpartikkeleita systeemisesti, jotka sisälsivät luonnollisen proteiinin annexin A1: n loukkaantuneen suolen limakalvolle.
Krooninen limakalvovaurio on ominaisuus monista tulehduksellisista suoliston oireista, mukaan lukien haavainen paksusuolentulehdus ja Crohnin taudin oireet, jotka vaikuttavat arviolta 1,6 miljoonaan amerikkalaiseen. Hiirillä tehdyssä äskettäin tehdyssä tutkimuksessa osoitettiin, että anti-inflammatoristen aineiden kohdennettu antaminen parantaa haavoittuneen kudoksen paranemisprosessia ja edistää epiteelin haavan korjaamista. Kirjoittajat viittaavat artikkeliin, joka julkaistiin Journal of Clinical Investigationissa , että nanopartikkeleihin kapseloitujen peptidien paikallinen toimitus voi olla uusi terapeuttinen strategia tulehdukselliselle suolistosairaukselle (IBD) kärsiville ihmisille.
Myös luonnollisia nanopartikkeleita on kehitetty, mikä voi auttaa IBD: n kaltaisten sairauksien hoitoon. Syötävästä inkivääristä johdettua nanopartikkelia käytettiin menestyksekkäästi Georgia State Universityn, Atlantain MingZheng Zhangin johtamassa tutkimuksessa. Luonnolliset nanopartikkelit voisivat mahdollisesti minimoida synteettisten kemikaalien tuottamiseen liittyvät ongelmat.
Nanomesh-kastelu kroonisille haavoille
Toinen mahdollinen nanoteknologian käyttö on osoittanut Martina Abrigo ja hänen tutkijaryhmänsä Australian Swinburnen teknillisessä yliopistossa. Abrigo tutkii pieniä hiukkasia sisältäviä ulkoisia sovelluksia kroonisesti tartunnan saaneiden haavojen hoitoon. Hän loi verkon elektrospun polystyreenikuiduista, jotka on suunniteltu houkuttelemaan bakteereja haavasta. Nanomuut tarjoavat optimaaliset kasvuolosuhteet bakteereille, kuten Staphylococcus Aureus ja Escherichia Coli , joten ne vedetään verkkoon, jolloin haava puhdistuu. Bakteerivastaus eri kuidun halkaisijoiden silmille testattiin skannauselektronimikroskopian ja konfokaalimikroskopian yhdistelmällä.
Bakteerit houkuttelivat erityisesti kuituja, jotka olivat suunnilleen samankokoisia kuin ne. Tulokset, jotka on julkaistu ACS-sovelluksissa ja -liitoksissa , viittaavat siihen, että elektrospinning-nanofiitit voivat olla uusi tapa torjua haavoja, jotka ovat saaneet tartunnan tavallisilta bakteereilta. Toistaiseksi tiedemiehet ovat suorittaneet vain in vitro -kokemuksia ja -kokemuksia ihonmallien avulla valmistetuista kudoksista. Lähitulevaisuudessa on kuitenkin odotettavissa, että samanlaiset testit tehdään elävällä kudoksella tämän uuden lähestymistavan potentiaalin arvioimiseksi. In vivo -tutkimuksia on jo tehty jollakin muulla tyyppisellä nanopartikkelisella haavasidoksella, esimerkiksi hopean nanopartikkeleilla, joilla on jonkin verran menestystä.
> Lähteet:
> Abrigo M, Kingshott P, McArthur S. Electrospun polystyreenikuidun halkaisija, joka vaikuttaa bakteerien kiinnittymiseen, lisääntymiseen ja kasvuun. ACS Applied Materials and Interfaces , 2015; 7 (14): 7644 - 7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti M, et ai. Kohdennetut nanopartikkelit, jotka sisältävät ennalta reagoivaa peptidiä Ac2-26, suojaavat kehittynyttä ateroskleroosia vastaan hyperkolesterolemisista hiiristä. Science Translational Medicine , 2015; 7 (275).
> Leoni G, Neumann P, Reutelingsperger C et ai. Annexin A1 ", jotka sisältävät solunulkoisia vesikkeleitä ja polymeeriset nanopartikkelit, edistävät epiteelin haavan korjausta. Journal of Clinical Investigation , 2015; 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch A. Täysimittainen artikkeli: Kollageenin sitovat nanopartikkelit solunulkoisen tulehdusta ehkäisevän peptidin antoa varten vähentävät verihiutaleiden aktivaatiota, edistävät endoteelimigraatiota ja estävät tulehdusta. Acta Biomaterialia , 2017; 49: 78 - 88.
> Zhang M, Viennois E, Merlin D, et ai. Syötävät inkivääriä johdetut nanopartikkelit: Uusi terapeuttinen lähestymistapa tulehduksellisen suolistosairauden ja koliitin liittyvän syövän ehkäisyyn ja hoitoon. Biomaterials , 2016; 101: 321 - 340.