Υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για τη χρήση της νανοτεχνολογίας και των αναθυμιάσεων στην ιατρική. Οι μη επεμβατικοί αισθητήρες που καταναλώνουν ενέργεια που μετράνε τα ζωτικά σημάδια, καθώς και οι συσκευές που καταναλώνουν ενέργεια που καθιστούν τις διαδικασίες πιο άνετες, αρχίζουν τώρα. Ένας άλλος σημαντικός τομέας προόδου στη νανοτεχνολογία είναι η ανάπτυξη νανοσωματιδίων που μπορούν να μεταφέρουν φάρμακα και να στοχεύουν συγκεκριμένα κύτταρα ή ιστούς.
Αυτά τα βιοαποικοδομήσιμα νανοδέρματα έχουν τεράστιο δυναμικό σε διάφορους τομείς της ιατρικής. Έχουν ήδη εισαχθεί στην ογκολογία και χρησιμοποιούνται για την αποδυνάμωση των αμυντικών κυττάρων όγκων σε μοντέλα ποντικών. Το 2015, εμπειρογνώμονες της καρδιακής νόσου χρησιμοποίησαν επίσης τη νανοτεχνολογία για να παραδώσουν φάρμακα και να αποκαταστήσουν τις αρτηρίες , ανοίγοντας το δρόμο για τη θεραπεία της αθηροσκλήρωσης με νέο τρόπο, πιθανώς την πρόληψη καρδιακών προσβολών και εγκεφαλικών επεισοδίων.
Χρησιμοποιώντας τη νανοτεχνολογία για την επίλυση της φλεγμονής
Μια μελέτη σε ζωικά μοντέλα, δημοσιευμένη στην Science Translational Medicine , ανέφερε ότι τα αεροσκάφη νανο-μεγέθους μπορούν να είναι αποτελεσματικά στην αναδιάρθρωση της αθηροσκληρωτικής πλάκας, καθιστώντας την πλάκα πιο σταθερή και λιγότερο πιθανό να σπάσει και να μετατραπεί σε δυνητικά θανατηφόρο θρόμβο αίματος. Ερευνητές από την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ, το Νοσοκομείο Brigham και το γυναικείο νοσοκομείο και το Πανεπιστήμιο της Κολούμπια σχεδίαζαν νανοϊατρίνες που κατασκευάστηκαν για να φέρουν αντιφλεγμονώδεις ουσίες απευθείας στο σημείο στόχου.
Η μη διαχωρισμός της φλεγμονής είναι ένας σημαντικός παράγοντας στην εξέλιξη των αθηροσκληρωτικών αλλοιώσεων.
Όταν χρησιμοποιήθηκαν νανοδρόνια που περιείχαν θεραπευτικές ουσίες που κατασκευάστηκαν από την αντι-φλεγμονώδη πρωτεΐνη Α1, η σημαντική βελτίωση βελτιώθηκε σε ποντικούς με προχωρημένη αθηροσκλήρωση. Όχι μόνο μειώθηκε η φλεγμονή, αλλά και οι αρτηρίες των ποντικών επισκευάστηκαν, ένα συστατικό της θεραπείας που είναι μοναδικό σε αυτή τη νέα μορφή θεραπείας.
Η επισκευή των κατεστραμμένων στεφανιαίων αρτηριών μπορεί να είναι πολύ σημαντική για την πρόληψη καρδιακών προσβολών και μπορεί επίσης να περιορίσει τον αριθμό των θανάτων που οφείλονται σε αθηροσκλήρωση, η οποία αποτελεί επί του παρόντος βασική αιτία ασθένειας και θανάτου στις Ηνωμένες Πολιτείες. Έχει υποτεθεί ότι η καινοτόμος διαδικασία θα πρέπει σύντομα να ρυθμιστεί και να δοκιμαστεί στον άνθρωπο, προσφέροντας έναν συναρπαστικό τρόπο αντιμετώπισης της φλεγμονής με στοχοθετημένη, τοπική παράδοση πεπτιδίων.
Οι ερευνητές της Σχολής Βιοϊατρικής Μηχανικής Weldon, Πανεπιστήμιο Purdue, περιέγραψαν μια άλλη σημαντική μέθοδο στην αντιμετώπιση της φλεγμονής με τη χρήση νανοτεχνολογίας. Αναπτύχθηκαν ένα σύστημα νανοσωματιδίων δέσμευσης κολλαγόνου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία της περιφερικής αρτηριακής νόσου. Αυτή η νέα μέθοδος χρησιμοποιεί νανοσωματίδια που δεσμεύονται στο κολλαγόνο και απελευθερώνουν αντιφλεγμονώδη πεπτίδια. Αυτά τα νανοσωματίδια μπορούν επίσης να μειώσουν τη φλεγμονή, καθώς και να προωθήσουν την αναγέννηση των τραυματισμένων ιστών.
Επιθηλιακή επιδιόρθωση τραυμάτων με νανοσωματίδια
Η επιδιόρθωση τραυμάτων είναι ένας άλλος θεραπευτικός χώρος όπου τα νανοσωματίδια μπορούν να εφαρμοστούν με επιτυχία για να διευκολύνουν τη συχνά δύσκολη διαδικασία επούλωσης. Ο Giovanna Leoni και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο Emory χρησιμοποίησαν τη συστηματική παράδοση νανοσωματιδίων που περιέχουν φυσική πρωτεΐνη αηνεζίνη Α1 στον τραυματισμένο εντερικό βλεννογόνο.
Ο χρόνιος τραυματισμός του βλεννογόνου είναι ένα χαρακτηριστικό πολλών φλεγμονωδών καταστάσεων των εντέρων, συμπεριλαμβανομένης της ελκώδους κολίτιδας και των ασθενειών του Crohn που επηρεάζουν περίπου 1,6 εκατομμύρια Αμερικανούς. Μια πρόσφατη μελέτη σε ποντίκια απέδειξε ότι η στοχευμένη απελευθέρωση αντιφλεγμονωδών ουσιών ενισχύει τη διαδικασία επούλωσης τραυματισμένου ιστού και προάγει την επιθηλιακή αποκατάσταση τραύματος. Στο άρθρο τους, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Journal of Clinical Investigation , οι συγγραφείς προτείνουν ότι η τοπική χορήγηση πεπτιδίων ενθυλακωμένων εντός νανοσωματιδίων μπορεί να είναι μια νέα θεραπευτική στρατηγική για τους ανθρώπους που πάσχουν από φλεγμονώδη νόσο του εντέρου (IBD).
Έχει επίσης υπάρξει κάποιο ενδιαφέρον για την ανάπτυξη φυσικών νανοσωματιδίων που μπορούν να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση συνθηκών όπως η IBD. Ένα νανοσωματίδιο που προέρχεται από το βρώσιμο τζίντζερ χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία σε μια μελέτη με επικεφαλής τον MingZheng Zhang του Georgia State University, Ατλάντα. Τα φυσικά νανοσωματίδια ενδέχεται να ελαχιστοποιήσουν τις δυσκολίες που συνδέονται με την παραγωγή συνθετικών χημικών ουσιών.
Nanomesh επίδεσμο για χρόνιες πληγές
Μια άλλη πιθανή χρήση νανοτεχνολογίας έχει καταδειχθεί από τη Martina Abrigo και την ομάδα ερευνητών της στο Swinburne University of Technology της Αυστραλίας. Το Abrigo διερευνά εξωτερικές εφαρμογές μικροσκοπικών σωματιδίων για τη θεραπεία χρόνιων μολυσμένων πληγών. Δημιούργησε ένα πλέγμα από ίνες πολυστυρενίου ηλεκτροσύνθεσης που έχουν σχεδιαστεί για να προσελκύουν τα βακτήρια από το τραύμα. Το nanomesh προσφέρει βέλτιστες συνθήκες ανάπτυξης για βακτήρια, όπως Staphylococcus Aureus και Escherichia Coli , έτσι ώστε να τραβιούνται στο πλέγμα, αφήνοντας το τραύμα καθαρό. Η βακτηριακή απόκριση σε πλέγματα διαφορετικών διαμέτρων ινών εξετάστηκε μέσω ενός συνδυασμού ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης και ομοεστιακής μικροσκοπίας.
Τα βακτήρια προσελκύονται ειδικά από ίνες που έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος με αυτές. Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύονται στα Εφαρμοσμένα Υλικά και Διεπαφές του ACS , υποδεικνύουν ότι οι ηλεκτροσυσσωρεύσεις νανομορφών μπορεί να είναι ένας νέος τρόπος για τον έλεγχο των πληγών που έχουν μολυνθεί από κοινά βακτηρίδια. Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες έχουν πραγματοποιήσει μόνο in vitro πειράματα και πειράματα σε ιστικά μηχανήματα μέσω μοντέλων δέρματος. Ωστόσο, αναμένεται ότι στο εγγύς μέλλον, παρόμοιες δοκιμές θα πραγματοποιηθούν σε ζωντανό ιστό για να αξιολογηθεί το δυναμικό αυτής της νέας προσέγγισης. Οι in vivo μελέτες έχουν ήδη πραγματοποιηθεί με μερικούς άλλους τύπους επιδέσμων τραυμάτων από νανοσωματίδια, για παράδειγμα, τα νανοσωματίδια αργύρου με κάποια επιτυχία.
> Πηγές:
> Abrigo Μ, Kingshott Ρ, McArthur S. Electrospun διάμετρο ινών πολυστυρενίου επηρεάζοντας βακτηριακή σύνδεση, πολλαπλασιασμό και ανάπτυξη. ACS Applied Materials and Interfaces , 2015 7 (14): 7644-7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti Μ, et αϊ. Στοχευμένα νανοσωματίδια που περιέχουν το προ-αναλυόμενο πεπτίδιο Ac2-26 προστατεύουν από την προχωρημένη αθηροσκλήρωση σε υπερχοληστερολαιμικούς ποντικούς. Science Translational Medicine , 2015 7 (275).
> Leoni G, Neumann Ρ, Reutelingsperger C, et αϊ. Η αδενοσίνη Α1 που περιέχει εξωκυτταρικά κυστίδια και πολυμερικά νανοσωματίδια προωθεί την επιθηλιακή αποκατάσταση τραύματος. Journal of Clinical Investigation , 2015, 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch Α. Πλήρες άρθρο: Τα νανοσωματίδια δέσμευσης κολλαγόνου για την εξωκυτταρική αντιφλεγμονώδη χορήγηση πεπτιδίων μειώνουν την ενεργοποίηση των αιμοπεταλίων, προάγουν την ενδοθηλιακή μετανάστευση και καταστέλλουν τη φλεγμονή. Acta Biomaterialia , 2017, 49: 78-88.
> Zhang Μ, Viennois Ε, Merlin D, et αϊ. Βρώσιμα νανοσωματίδια που προέρχονται από πιπερόριζα: Μια νέα θεραπευτική προσέγγιση για την πρόληψη και τη θεραπεία της φλεγμονώδους νόσου του εντέρου και του καρκίνου που σχετίζεται με κολίτιδα. Biomaterials , 2016, 101: 321-340.