Rastúci záujem o používanie nanotechnológií a poživatin 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 biodegradovateľné 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 nanotechnológie na vyriešenie zápalu
Štúdia na zvieracích modeloch, publikovaná v Science Translational Medicine , uvádza, 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 smrteľnú krvnú zrazeninu. 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.
Neselektívny zápal je hlavným faktorom v progresii aterosklerotických lézií.
Pri použití nano drônov, ktoré obsahovali terapeutické látky vyrobené z vlastného protizápalového proteínového 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, opísali 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 epitelových ran s nanočasticami
Oprava rán je ďalšou terapeutickou oblasťou, kde sa nanočastice môžu úspešne aplikovať 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 zverejnenom 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).
Existuje tiež určitý záujem o vývoj prirodzených nanočastíc, ktoré môžu pomôcť pri liečbe takých 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 obväz pre chronické rany
Ďalšie možné využitie nanotechnológií dokázala Martina Abrigo a jej tím výskumníkov na austrálskej Swinburne University of Technology. 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 tieto. Výsledky publikované v ACS Aplikovaných materiáloch a rozhraniach naznačujú, že elektrospinávacie nanovlákna môžu 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.
> Zdroje:
> Abrigo M, Kingshott P, McArthur S. Electrospun priemer polystyrénového vlákna ovplyvňujúce bakteriálne pripojenie, proliferáciu a rast. ACS Applied Materials and Interfaces , 2015, 7 (14): 7644-7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti M, et al. Cielené nanočastice obsahujúce proteázový peptid Ac2-26 chránia pred pokročilou aterosklerózou u hypercholesterolemických myší. Science Translational Medicine , 2015, 7 (275).
Leoni G, Neumann P, Reutelingsperger C a kol. Annexinín A1 'obsahujúci extracelulárne vezikuly a polymérne nanočastice podporujú opravu epitelových zranení. Journal of Clinical Investigation , 2015; 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch A. Článok v plnej dĺžke: Nanočastice viažuce kolagén na dodávanie extracelulárneho protizápalového peptidu znižujú aktiváciu krvných doštičiek, podporujú endotelovú migráciu a potláčajú zápal. Acta Biomaterialia , 2017; 49: 78-88.
> Zhang M, Viennois E, Merlin D a kol. Jedlé častice odvodené od zázvoru: nový terapeutický prístup k prevencii a liečbe zápalového ochorenia čriev a rakoviny súvisiacej s kolitídou. Biomaterials , 2016; 101: 321-340.