Det finns ett växande intresse för användningen av nanoteknik och förtäring i medicin. Icke-invasiva intagbara sensorer som mäter vitala tecken, liksom intagbara enheter som gör förfarandena mer bekväma, går nu vanligt. Ett annat viktigt område med framsteg inom nanoteknik är utvecklingen av nanopartiklar som kan bära mediciner och målspecifika celler eller vävnader.
Dessa biologiskt nedbrytbara nano "droner" har stor potential inom olika områden av medicin. De har redan introducerats i onkologi och brukade försvaga tumör-cell försvar i musmodeller. År 2015 använde hjärtsjukdomsexperter också nanoteknik för att leverera droger och reparera artärer , som banar vägen för behandling av ateroskleros på ett nytt sätt, vilket möjligen förebygger hjärtattacker och stroke.
Använda nanoteknik för att lösa inflammation
En studie i djurmodeller, publicerad i Science Translational Medicine , rapporterade att nanostorriga dronor kan vara effektiva vid omstrukturering av aterosklerotisk plack, vilket gör placken mer stabil och mindre sannolikt att bryta och förvandlas till en potentiellt dödlig blodpropp. Forskare från Harvard Medical School, Brigham och Women's Hospital och Columbia University konstruerade nanomedicin som konstruerades för att bära antiinflammatoriska ämnen direkt till målplatsen.
Icke-upplösande inflammation är en viktig faktor vid progressionen av aterosklerotiska lesioner.
När man använde nanodroner som innehöll terapeutiska substanser som gjordes av kroppens eget antiinflammatoriska protein annexin A1, uppnåddes en signifikant förbättring hos möss med avancerad ateroskleros. Inte bara var inflammationen reducerad, musklerna också reparerats, en del av behandlingen som är unik för denna nya form av terapi.
Reparation av skadade kransartärer kan vara mycket viktigt för att förebygga hjärtattacker och kan också minska antalet dödsfall som orsakas av ateroskleros, som för närvarande är en ledande orsak till sjukdom och död i USA. Det har spekulerats att den innovativa processen snart ska finjusteras och testas på människor, och erbjuder ett spännande sätt att behandla inflammation med målinriktad lokaliserad leverans av peptider.
Forskare från Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, beskrev ett annat genombrottsmetod vid behandling av inflammation med nanoteknik. De utvecklade ett kollagenbindande nanopartikelsystem som kan användas för att behandla perifer artärsjukdom. Denna nya metod använder nanopartiklar som får binda till kollagen och släppa antiinflammatoriska peptider. Dessa nanopartiklar kan också minska inflammation, samt främja regenerering av skadad vävnad.
Epithelial sårreparation med nanopartiklar
Sårreparation är ett annat terapeutiskt område där nanopartiklar framgångsrikt kan användas för att underlätta den ofta svåra helingsprocessen. Giovanna Leoni och kollegor vid Emory University använde systemisk leverans av nanopartiklar som innehåller naturligt protein annexin A1 till den skadade tarmslemhinnan.
Den kroniska slemhinneskada är en egenskap av många inflammatoriska tillstånd i tarmarna, inklusive ulcerös kolit och Crohns sjukdomstillstånd som påverkar en uppskattad 1,6 miljoner amerikaner. En nyligen genomförd studie på möss visade att målinriktad administrering av antiinflammatoriska substanser förstärker läkningsprocessen av sårad vävnad och främjar epithelial sårreparation. I sin artikel, publicerad i Journal of Clinical Investigation , författar författarna att lokal leverans av peptider inkapslade inom nanopartiklar kan vara en ny terapeutisk strategi för personer som lider av inflammatorisk tarmsjukdom (IBD).
Det har också varit något intresse för utvecklingen av naturliga nanopartiklar som kan hjälpa till att behandla tillstånd som IBD. En nanopartikel härrörande från ätlig ingefära användes framgångsrikt i en studie ledd av MingZheng Zhang av Georgia State University, Atlanta. Naturliga nanopartiklar kan potentiellt minimera svårigheter i samband med produktionen av syntetiska kemikalier.
Nanomesh Dressing för kroniska sår
En annan möjlig användning av nanoteknik har demonstrerats av Martina Abrigo och hennes team av forskare vid Australiens Swinburne University of Technology. Abrigo utforskar externa applikationer av små partiklar för att behandla kroniskt infekterade sår. Hon skapade ett nät från elektrospunpolystyrenfibrer som är utformade för att locka bakterierna ur såret. Nanomesh erbjuder optimala odlingsförhållanden för bakterier som Staphylococcus Aureus och Escherichia Coli , så att de dras mot nätet och lämnar såret rent. Bakteriellt svar på masker med olika fiberdiametrar testades genom en kombination av avsökningselektronmikroskopi och konfokalmikroskopi.
Bakterierna lockades specifikt till fibrer som var ungefär lika stora som dem. Resultat, publicerade i ACS Applied Materials and Interfaces , tyder på att elektrospinning nanofibrer kan vara ett nytt sätt att kontrollera sår som är infekterade av vanliga bakterier. Hittills har forskare endast genomfört in vitro-experiment och experiment på vävnadsmodell genom hudmodeller. Det förväntas emellertid inom den närmaste framtiden att liknande test utförs på levande vävnad för att bedöma potentialen i detta nya tillvägagångssätt. In vivo studier har redan utförts med några andra typer av nanopartikel sårförband, till exempel silver nanopartiklar med viss framgång.
> Källor:
> Abrigo M, Kingshott P, McArthur S. Electrospun polystyrenfiberdiameter som påverkar bakteriell bindning, proliferation och tillväxt. ACS Applied Materials and Interfaces , 2015; 7 (14): 7644-7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti M, et al. Riktade nanopartiklar innehållande proresolvingpeptiden Ac2-26 skyddar mot avancerad ateroskleros hos hyperkolesterolema möss. Science Translational Medicine , 2015; 7 (275).
> Leoni G, Neumann P, Reutelingsperger C, et al. Annexin Al, som innehåller extracellulära vesiklar och polymera nanopartiklar, främjar epithelial sårreparation. Journal of Clinical Investigation , 2015; 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch A. Artikel i full längd: Kollagenbindande nanopartiklar för extracellulär antiinflammatorisk peptidavgivning minskar trombocytaktivering, främjar endotelmigration och undertrycker inflammation. Acta Biomaterialia , 2017; 49: 78-88.
> Zhang M, Viennois E, Merlin D et al. Ätbara ginger-härledda nanopartiklar: En ny terapeutisk metod för förebyggande och behandling av inflammatorisk tarmsjukdom och kolit-associerad cancer. Biomaterial , 2016; 101: 321-340.