Der er stigende interesse for brugen af nanoteknologi og indtag i medicin. Ikke-invasive indtagelige sensorer, der måler vitale tegn, samt indtagelige enheder, der gør procedurerne mere behagelige, går nu almindeligt. Et andet vigtigt område med fremskridt inden for nanoteknologi er udviklingen af nanopartikler, der kan bære medicin og målspecifikke celler eller væv.
Disse bionedbrydelige nano "droner" har stort potentiale i forskellige områder af medicin. De er allerede indført i onkologi og plejede at svække tumorcelleforsvaret i musemodeller. I 2015 udnyttede hjertesygdomseksperter også nanoteknologi til at levere narkotika og reparere arterier , hvilket baner vejen for behandling af aterosklerose på en ny måde, muligvis forebyggelse af hjerteanfald og slagtilfælde.
Brug af nanoteknologi til at løse inflammation
En undersøgelse i dyremodeller, offentliggjort i Science Translational Medicine , rapporterede, at nanostørrede droner kan være effektive til omstrukturering af aterosklerotisk plaque, hvilket gør pladen mere stabil og mindre tilbøjelig til at bryde og blive en potentielt dødelig blodpropp. Forskere fra Harvard Medical School, Brigham og Women's Hospital og Columbia University designet nanomedicin, der blev konstrueret til at bære antiinflammatoriske stoffer direkte på målstedet.
Ikke-opløsende betændelse er en vigtig faktor i progressionen af aterosklerotiske læsioner.
Ved anvendelse af nano-droner, der indeholdt terapeutiske stoffer fremstillet af kroppens eget antiinflammatoriske protein annexin A1, blev der opnået en signifikant forbedring hos mus med avanceret aterosklerose. Ikke alene var betændelsen reduceret, musklerne blev også repareret, en del af behandlingen, der er unik for denne nye form for terapi.
Reparation af beskadigede kranspulsårer kan være meget vigtig for forebyggelse af hjerteanfald og kan også hæmme antallet af dødsfald som følge af aterosklerose, som for tiden er en førende årsag til sygdom og død i USA. Det er spekuleret, at den innovative proces snart skal finjusteres og testes på mennesker, hvilket giver en spændende måde at behandle inflammation med målrettet lokaliseret levering af peptider.
Forskere fra Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, beskrev en anden gennembrudsmetode i behandlingen af inflammation ved anvendelse af nanoteknologi. De udviklede et kollagenbindende nanopartikelsystem, der kan bruges til behandling af perifer arteriesygdom. Denne nye metode bruger nanopartikler, der bliver bundet til kollagen og frigiver antiinflammatoriske peptider. Disse nanopartikler kan også reducere inflammation, samt fremme regenerering af skadet væv.
Epithelial sår reparation med nanopartikler
Sårreparation er et andet terapeutisk område, hvor nanopartikler effektivt kan anvendes til at lette den ofte vanskelige helingsproces. Giovanna Leoni og kollegaer på Emory University brugte den systemiske levering af nanopartikler, der indeholder naturligt protein annexin A1 til den skadede tarmslimhinde.
Den kroniske slimhindekade er et træk ved mange inflammatoriske tilstande i tarmene, herunder ulcerativ colitis og Crohns sygdomstilstand, der påvirker en anslået 1,6 millioner amerikanere. En nylig undersøgelse af mus viste, at målrettet administration af antiinflammatoriske stoffer forbedrer helingsprocessen af såret væv og fremmer epithelial sårreparation. I deres artikel, der blev offentliggjort i Journal of Clinical Investigation , foreslog forfatterne, at lokal levering af peptider indkapslet i nanopartikler kunne være en ny terapeutisk strategi for personer, der lider af inflammatorisk tarmsygdom (IBD).
Der har også været en interesse i udviklingen af naturlige nanopartikler, der kan hjælpe med at behandle tilstande som IBD. En nanopartikel hentet fra spiselig ingefær blev med succes brugt i en undersøgelse ledet af MingZheng Zhang fra Georgia State University, Atlanta. Naturlige nanopartikler kunne potentielt minimere vanskeligheder forbundet med produktion af syntetiske kemikalier.
Nanomesh Dressing for kroniske sår
En anden mulig brug af nanoteknologi er blevet demonstreret af Martina Abrigo og hendes team af forskere ved Australiens Swinburne University of Technology. Abrigo undersøger eksterne applikationer af små partikler til behandling af kronisk inficerede sår. Hun skabte et net af elektrospun polystyrenfibre, der er designet til at tiltrække bakterierne ud af såret. Nanomesh tilbyder optimale vækstbetingelser for bakterier som Staphylococcus Aureus og Escherichia Coli , så de er trukket på nettet og efterlader såret rent. Bakteriel respons på masker af forskellige fiberdiametre blev testet gennem en kombination af scanningselektronmikroskopi og konfokal mikroskopi.
Bakterierne blev specifikt tiltrukket af fibre, der var omtrent samme størrelse som dem. Resultater, offentliggjort i ACS Applied Materials and Interfaces , tyder på, at elektrospinning nanofibre kan være en ny måde at kontrollere sår, der er inficeret af fælles bakterier. Hidtil har forskere kun udført in vitro eksperimenter og eksperimenter på vævsmonteret gennem hudmodeller. Det forventes imidlertid, at der i den nærmeste fremtid vil blive udført lignende test på levende væv for at vurdere potentialet i denne nye tilgang. In vivo undersøgelser er allerede blevet udført med nogle andre typer nanopartikel sårforbindinger, for eksempel sølv nanopartikler med en vis succes.
> Kilder:
> Abrigo M, Kingshott P, McArthur S. Elektrospun polystyren fiber diameter påvirker bakteriel binding, proliferation og vækst. ACS Anvendte Materialer og Interfaces , 2015; 7 (14): 7644-7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti M, et al. Målrettede nanopartikler indeholdende det proresolvingende peptid Ac2-26 beskytter mod avanceret aterosklerose hos hypercholesterolemiske mus. Science Translational Medicine , 2015; 7 (275).
> Leoni G, Neumann P, Reutelingsperger C, et al. Bilag A1, der indeholder ekstracellulære vesikler og polymere nanopartikler, fremmer epithelial sårreparation. Journal of Clinical Investigation , 2015; 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch A. Fuld længdeartikel: Kollagenbindende nanopartikler til ekstracellulær antiinflammatorisk peptidbehandling reducerer blodpladeaktivering, fremmer endothelial migration og undertrykker inflammation. Acta Biomaterialia , 2017; 49: 78-88.
> Zhang M, Viennois E, Merlin D et al. Spiselige gingerafledte nanopartikler: En ny terapeutisk tilgang til forebyggelse og behandling af inflammatorisk tarmsygdom og colitisassocieret kræft. Biomaterials , 2016; 101: 321-340.