Er is groeiende belangstelling voor het gebruik van nanotechnologie en opname-uitingen in de geneeskunde. Niet-invasieve opneembare sensoren die vitale functies meten, evenals inneembare apparaten die procedures comfortabeler maken, worden nu mainstream. Een ander belangrijk gebied van vooruitgang in nanotechnologie is de ontwikkeling van nanodeeltjes die medicatie en specifieke cellen of weefsels kunnen bevatten.
Deze biologisch afbreekbare nano "drones" hebben een enorm potentieel in verschillende gebieden van de geneeskunde. Ze zijn al in de oncologie geïntroduceerd en werden gebruikt om de tumorcelafweer in muismodellen te verzwakken. In 2015 hebben hartkwaaldeskundigen ook nanotechnologie gebruikt om medicijnen af te geven en slagaders te herstellen , waardoor de weg vrij werd gemaakt om atherosclerose op een nieuwe manier te behandelen, mogelijk hartaanvallen en beroertes te voorkomen.
Nanotechnologie gebruiken om ontsteking op te lossen
Een onderzoek in diermodellen, gepubliceerd in Science Translational Medicine , meldde dat nanohemelige drones effectief kunnen zijn bij het herstructureren van atherosclerotische plaque, waardoor de plaque stabieler wordt en minder snel breekt en verandert in een potentieel dodelijke bloedstolsel. Onderzoekers van de Harvard Medical School, Brigham en Women's Hospital en Columbia University hebben nanomedicijnen ontworpen die speciaal zijn ontworpen om ontstekingsremmende stoffen direct naar de doellocatie te brengen.
Niet-oplossende ontsteking is een belangrijke factor in de progressie van atherosclerotische laesies.
Bij het gebruik van nano-drones die therapeutische stoffen bevatten gemaakt van het lichaamseigen ontstekingsremmende eiwit annexine A1, werd een aanzienlijke verbetering bereikt bij muizen met gevorderde atherosclerose. Niet alleen werd de ontsteking verminderd, de slagaders van de muizen werden ook gerepareerd, een onderdeel van de behandeling die uniek is voor deze nieuwe vorm van therapie.
Herstel van beschadigde kransslagaders kan zeer belangrijk zijn voor de preventie van hartaanvallen en kan ook het aantal sterfgevallen als gevolg van atherosclerose beperken, wat momenteel een belangrijke oorzaak is van ziekte en overlijden in de Verenigde Staten. Er is gespeculeerd dat het innovatieve proces binnenkort moet worden verfijnd en op mensen moet worden getest. Het biedt een spannende manier om ontstekingen te behandelen met gerichte, lokale toediening van peptiden.
Onderzoekers van de Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, beschreven een andere doorbraakmethode in de behandeling van ontstekingen met behulp van nanotechnologie. Ze ontwikkelden een collageen-bindend nanopartikelsysteem dat kan worden gebruikt om perifere vaatziekte te behandelen. Deze nieuwe methode maakt gebruik van nanodeeltjes die zich binden aan collageen en ontstekingsremmende peptiden afgeven. Deze nanodeeltjes kunnen ook de ontsteking verminderen en regeneratie van beschadigd weefsel bevorderen.
Epitheliale wondreparatie met nanodeeltjes
Wondreparatie is een ander therapeutisch gebied waar nanodeeltjes met succes kunnen worden toegepast om het vaak moeilijke genezingsproces te vergemakkelijken. Giovanna Leoni en collega's van Emory University gebruikten de systemische toediening van nanodeeltjes met natuurlijk eiwit annexine A1 aan het beschadigde darmslijmvlies.
De chronische slijmvliesbeschadiging is een kenmerk van vele inflammatoire aandoeningen van de darmen, waaronder colitis ulcerosa en de ziekte van Crohn, aandoeningen die naar schatting 1,6 miljoen Amerikanen treffen. Een recent onderzoek bij muizen toonde aan dat gerichte aflevering van ontstekingsremmende stoffen het genezingsproces van gewond weefsel bevordert en epitheliale wondreparatie bevordert. In hun artikel, gepubliceerd in het Journal of Clinical Investigation , suggereren de auteurs dat lokale toediening van peptiden ingekapseld in nanodeeltjes een nieuwe therapeutische strategie zou kunnen zijn voor mensen die lijden aan inflammatoire darmziekte (IBD).
Er is ook enige belangstelling geweest voor de ontwikkeling van natuurlijke nanodeeltjes die kunnen helpen bij het behandelen van aandoeningen zoals IBD. Een nanodeeltje dat is afgeleid van eetbare gember werd met succes gebruikt in een onderzoek onder leiding van MingZheng Zhang van de Georgia State University in Atlanta. Natuurlijke nanodeeltjes zouden de problemen in verband met de productie van synthetische chemicaliën kunnen minimaliseren.
Nanomesh-verband voor chronische wonden
Een ander mogelijk gebruik van nanotechnologie is aangetoond door Martina Abrigo en haar team van onderzoekers aan de Swinburne University of Technology in Australië. Abrigo onderzoekt externe toepassingen van minuscule deeltjes om chronisch geïnfecteerde wonden te behandelen. Ze creëerde een maas van elektrospun polystyreenvezels die zijn ontworpen om de bacteriën uit de wond te lokken. De nanomesh biedt optimale groeiomstandigheden voor bacteriën zoals Staphylococcus Aureus en Escherichia Coli , zodat ze naar het gaas worden getrokken, waardoor de wond schoon blijft. Bacteriële respons op mazen van verschillende vezeldiameters werd getest door een combinatie van scanning elektronenmicroscopie en confocale microscopie.
De bacteriën werden specifiek aangetrokken door vezels die ongeveer dezelfde grootte hadden als hen. Resultaten, gepubliceerd in de ACS Applied Materials and Interfaces , suggereren dat elektrospinning nanovezels een nieuwe manier kunnen zijn om wonden te controleren die zijn besmet met gewone bacteriën. Tot nu toe hebben wetenschappers alleen in vitro experimenten en experimenten uitgevoerd op weefselmanipulatie via huidmodellen. Er wordt echter verwacht dat in de nabije toekomst soortgelijke tests op levend weefsel zullen worden uitgevoerd om het potentieel van deze nieuwe aanpak te beoordelen. In vivo studies zijn al uitgevoerd met andere soorten nanodeeltje wondverband, bijvoorbeeld zilveren nanodeeltjes met enig succes.
> Bronnen:
> Abrigo M, Kingshott P, McArthur S. Electrospun polystyreenvezeldiameter die de hechting, proliferatie en groei van bacteriën beïnvloedt. ACS Applied Materials and Interfaces , 2015; 7 (14): 7644-7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti M, et al. Gerichte nanodeeltjes die het proresolve-peptide Ac2-26 bevatten, beschermen tegen geavanceerde atherosclerose bij hypercholesterolemische muizen. Science Translational Medicine , 2015; 7 (275).
> Leoni G, Neumann P, Reutelingsperger C, et al. Annexine A1 'met extracellulaire vesicles en polymere nanodeeltjes bevordert de reparatie van epitheliale wonden. Journal of Clinical Investigation , 2015; 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch A. Artikel over de volledige lengte: Collageen-bindende nanodeeltjes voor extracellulaire ontstekingsremmende peptidelevering verminderen de plaatjesactivering, bevorderen endotheelmigratie en onderdrukken ontstekingen. Acta Biomaterialia , 2017; 49: 78-88.
> Zhang M, Viennois E, Merlin D, et al. Eetbare uit gember afkomstige nanodeeltjes: een nieuwe therapeutische benadering voor de preventie en behandeling van inflammatoire darmaandoeningen en colitis-geassocieerde kanker. Biomaterials , 2016; 101: 321-340.