Как нанотехнологии меняют медицину
Наномедицина сочетает в себе науку и технологии, использующие наноструктурные материалы для диагностики, лечения и профилактики заболеваний и травматических повреждений. Особый интерес для медицины представляет возможность с помощью нанотехнологий устранять недостатки стандартных лекарственных препаратов, такие как низкая биологическая доступность и специфичность, а также потенциальная токсичность.
Соединение молекул лекарственного вещества с наночастицами позволяет придать им благоприятные свойства, повышающие эффективность лечения:
-
улучшение растворимости в воде высокоактивных, но плохо растворимых соединений;
-
защита от расщепления под воздействием эндогенных защитных механизмов, таких как:
- Ферментативное расщепление;
- Иммунорасщепление;
- Секвестрация ретикулоэндотелиальной системой кровотока;
- Кислотный гидролиз в желудке;
- Мукоцилиарный клиренс в легких;
-
повышение специфичности к органам и тканям на клеточном и субклеточном уровне;
-
мультимодальность - сочетание диагностических и терапевтических функций.
Понятие «Наномедицина» включает в себя большое количество категорий, среди них:
-
Нанодиагностика;
-
Наноносители для доставки лекарств;
-
Нанороботизированные устройства;
-
Наногенераторы;
-
Наностоматология.
Нанодиагностика
В последнее время появилось большое количество диагностических методик, основанных на нанотехнологиях. Например, нановспышки (NanoFlares) – это наночастицы, способные связываться с раковыми клетками и излучать свет, что позволяет с высокой точностью обнаруживать опухолевые очаги в теле. Нановспышки особенно полезны для выявления циркулирующих в крови клеток злокачественных опухолей.
Недавний прорыв в нанодиагностике был связан с применением наночастиц, способных связываться с раковыми клетками и выпускать пептиды с высоким содержанием биомаркеров для обнаружения рака на самых ранних стадиях. Обнаружение опухоли еще до появления заметных симптомов, значительно повысит выживаемость онкологических пациентов.
Использование магнитных наночастич в сочетании с технологией ядерного магнитного резонанса (яМРТ) также позволяет диагностировать злокачественные опухоли мозга на ранних стадиях. Магнитные наночастицы связываются со специфическими клетками мозговых опухолей, а затем кластеры этих частиц легко обнаруживаются с помощью магнитного резонанса.
Наноносители для доставки лекарств
Состав, размер, биоразлагаемость, морфология и поверхностное действие полимерных наноносителей могут быть специально подобраны для различных медицинских задач, включая обнаружение, визуализацию и лечение. Как системы доставки лекарственных средств, наноносители могут высвобождать лекарственное вещество в определенный момент, согласно заданным параметрам разложения или по получении определенного сигнала. Биоразлагаемые полимерные наночастицы с гетероатомной основой, например, полученные из полиэфиров, полиамидов и хитозанов, могут способствовать гидролизу и разрыву связей для контролируемого высвобождения лекарственного вещества в теле пациента.
Наностоматология
Использование нанотехнологий в стоматологии описывается в статьях, исследующих темы локальной анестезии, реконструктивной стоматологии и лечения гиперчувствительности, ортодонтии и стоматологических нанороботов. К примеру, нанороботы, одна из самых передовых методик в стоматологии, могут использоваться для регуляции двигательных процессов, хирургической навигации, модуляции нервных импульсов на уровне отдельных нервных клеток или для удаления органических частиц и очистки зубов.
