Technologia nanomedycyny ma kilka zastosowań, w tym szczepionki COVID-19. Dowiedz się więcej o nanomedycynie i jej wpływie.
W naturze występuje wiele cząstek o rozmiarach nanometrycznych. Ludzie mogą je również tworzyć z takich rzeczy jak węgiel czy srebro. Nanomateriały to wytworzone przez człowieka substancje w skali nano.
W nanomedycynie naukowcy tworzą materiały i urządzenia, które współpracują z Twoim ciałem na poziomie atomowym lub molekularnym. Pozwala to na uzyskanie bardzo specyficznych, ukierunkowanych wyników i ma potencjał ograniczenia skutków ubocznych.
Jak działa nanomedycyna?
Pomyśl o nanomedycynie w ten sposób: Naukowcy manipulują i konstruują atomy i cząsteczki, aby służyły jako maleńkie, bardzo precyzyjne narzędzia wewnątrz twojego ciała. Na przykład, ponieważ nanomedycyna działa w tak małej skali, może dostarczać leki do organizmu w bardzo ukierunkowany sposób.
Rodzaje nanomedycyny
Nanomedycyna jest w początkowej fazie rozwoju. Ale naukowcy uważają, że w końcu będzie miała wiele zastosowań medycznych. Główne sposoby zastosowania nanomateriałów w medycynie to:
Diagnostyki (nanodiagnostyka). Nanocząstki mogą wzmocnić technologie takie jak ultradźwięki i MRI, aby uzyskać znacznie wyraźniejsze obrazy.
Leczenia (nanoterapia). Nanocząstki są wystarczająco małe, aby wysyłać leki dokładnie tam, gdzie są potrzebne. W szczepionkach można wykorzystać nanocząstki, aby skłonić układ odpornościowy do wytworzenia przeciwciał przeciwko wirusowi. Naukowcy badają również możliwość zindywidualizowanego leczenia dostosowanego do Twoich genów.
Medycyna regeneracyjna. Cząsteczki zwane nanorurkami węglowymi są już wykorzystywane do naprawy uszkodzonych tkanek. W przyszłości mogą one być zdolne do regeneracji nerwów.
Eksperymentalny rodzaj nanomedycyny zwany teranostyką łączy diagnozę i leczenie.
Jakie są niektóre przykłady nanomedycyny?
Niektóre konkretne sposoby, w jakie nanomedycyna jest wykorzystywana lub badana to:
Szczepionki COVID-19. Nanocząstki są kluczowym elementem dwóch szczepionek COVID, tych od Pfizera i Moderny. Szczepionki te wykorzystują messenger RNA (mRNA), aby pomóc w wytworzeniu odporności na wirusa COVID. Jednak mRNA szybko się psuje. Potrzebuje czegoś, co przeniesie je przez organizm, zanim się rozpadnie. Naukowcy umieścili go więc w nanocząsteczkach, które dostarczają go do komórek odpornościowych. Tam może wykonać swoją pracę.
Leczenie raka.Chemioterapia dostarcza leki zwalczające raka do całego Twojego ciała. Dlatego możesz stracić włosy i mieć efekty uboczne, takie jak mdłości. Nanomedycyna pozwala lekarzom kierować leki do komórek rakowych i ograniczać uszkodzenia zdrowych.
MRI. Rezonans magnetyczny (MRI) wykorzystuje fale radiowe i pole magnetyczne do tworzenia szczegółowych obrazów narządów i tkanek. Niektórzy pacjenci otrzymują przez kroplówkę coś, co nazywa się materiałem kontrastowym. Sprawia on, że szczegóły są bardziej wyraźne na obrazach. Jednak nanocząstki fluorescencyjne zapewniają wyraźniejsze obrazy niż tradycyjne środki kontrastowe. Ponieważ metody obrazowania, które je wykorzystują, są proste i mniej kosztowne, mogą one ostatecznie uczynić MRI bardziej przystępnym cenowo.
Urządzenia medyczne. Naukowcy mają nadzieję, że nanotechnologia pozwoli im tworzyć bardziej wyrafinowane wersje wszczepianych urządzeń, takich jak defibrylatory, rozruszniki serca i stenty. Dzięki maleńkim chipom i czujnikom urządzenia te mogłyby wysyłać dane i ostrzeżenia, uwalniać leki lub umożliwiać lekarzowi zdalne monitorowanie pacjenta.
Wykrywanie biomarkerów. Biomarkery pokazują, co dzieje się w komórce lub w Twoim organizmie w danym momencie. Mogą być znakami ostrzegawczymi przed chorobą. Na przykład, wysoki poziom cholesterolu jest biomarkerem choroby serca. Lekarze szukają biomarkerów poprzez testy tkanek, krwi i moczu. Poszczególne komórki i białka w Twoim organizmie również są nośnikami biomarkerów. Nanocząsteczki są bardziej wrażliwe na biomarkery, co może dać lekarzom bardziej precyzyjne pomiary. W rezultacie mogą oni być w stanie wcześniej zdiagnozować choroby.
Do jakich schorzeń może być wykorzystywana nanomedycyna?
Oprócz raka, nanomedycyna ma potencjał w leczeniu następujących schorzeń:
Choroby neurologiczne. Mózg posiada ochronną warstwę komórek, która utrzymuje większe cząsteczki na zewnątrz. Nazywa się to barierą krew-mózg (BBB) i stanowi problem, gdy leki muszą dostać się do mózgu. Nanocząstki, ze względu na swój rozmiar, mogą przekroczyć BBB. Jest to obiecujące rozwiązanie w leczeniu guzów mózgu, udaru, choroby Alzheimera i zapalenia opon mózgowych.
Problemy z oczami. Twoje oczy również posiadają bariery chroniące je przed obcymi substancjami. Te bariery utrudniają lekom dotarcie do celu. Krople, zastrzyki, leki doustne i kroplówki – najczęstsze sposoby dostarczania leków do oczu – wszystkie napotykają ten problem. Nanomedycyna oferuje sposoby na dostarczenie leków tam, gdzie są potrzebne, wykorzystując nanocząsteczki, specjalne powłoki na soczewkach kontaktowych i implanty. Nanomedycyna może pomóc w leczeniu zapalenia spojówek (pinkeye), zaćmy, uszkodzenia rogówki, zwyrodnienia plamki żółtej i jaskry.
Infekcje. Nanomedycyna może pomóc w wykrywaniu infekcji bakteryjnych i może dostarczać antybiotyki w sposób ukierunkowany. Urządzenia medyczne, takie jak cewniki i zastawki serca mogą być pokryte nanomateriałami, które odpychają bakterie, co pomaga zapobiegać infekcjom.
Menopauza.Hormonalna terapia zastępcza może złagodzić niektóre objawy. Badania wykazały, że podawanie tych hormonów przez skórę jest skuteczne i pozwala uniknąć niektórych problemów związanych z lekami przyjmowanymi doustnie. Kiedy hormony są dostarczane za pośrednictwem nanocząsteczek, ludzie mają mniej skutków ubocznych, takich jak wysypki i pęcherze.
Zaburzenia krwi. Choroby takie jak białaczka, chłoniak, anemia i hemofilia są tradycyjnie leczone za pomocą chemioterapii, przeszczepów szpiku kostnego, terapii komórkami macierzystymi i leków. Naukowcy koncentrują się na wykorzystaniu nanomedycyny do opracowania sztucznych składników krwi, które mogłyby przejąć niektóre funkcje zaburzone przez choroby krwi.
Uraz rdzenia kręgowego. Kiedy doznajesz tego typu urazu, trauma uruchamia reakcję łańcuchową, która powoduje dalsze uszkodzenia nerwów. Podobnie jak twój mózg, twój rdzeń kręgowy ma warstwę komórek ochronnych. Lekarze tradycyjnie stosują wysokie dawki sterydów, aby zapewnić, że przedostanie się przez tę barierę. Ale ten lek może mieć poważne skutki uboczne w dużych dawkach i szybko się psuje. Nanocząstki mogą przekroczyć barierę, dostarczyć leki tam, gdzie trzeba i pozostać w organizmie dłużej. Nanomateriały mogą również pomóc organizmowi w naprawie uszkodzeń nerwów, ograniczając blizny i blokując substancje spowalniające wzrost. Lekarze mają nadzieję na wykorzystanie struktur wykonanych z nanomateriałów jako „rusztowań” do kierowania wzrostem nowej tkanki nerwowej.