Có sự quan tâm ngày càng tăng trong việc sử dụng công nghệ nano và chất ăn trong y học. Các cảm biến ăn được không xâm lấn để đo các dấu hiệu quan trọng, cũng như các thiết bị ăn được làm cho các thủ tục thoải mái hơn, hiện đang trở nên chủ đạo. Một lĩnh vực quan trọng khác của công nghệ nano là phát triển các hạt nano có thể mang theo thuốc và nhắm vào các tế bào hoặc mô cụ thể.
Những "máy bay không người lái" phân hủy sinh học này có tiềm năng rất lớn trong các lĩnh vực khác nhau của y học. Chúng đã được đưa vào ung thư và được sử dụng để làm suy yếu khả năng bảo vệ tế bào khối u trong các mô hình chuột. Trong năm 2015, các chuyên gia về bệnh tim cũng sử dụng công nghệ nano để cung cấp thuốc và sửa chữa động mạch , mở đường cho điều trị xơ vữa động mạch theo một cách mới, có thể ngăn ngừa các cơn đau tim và đột quỵ.
Sử dụng công nghệ nano để giải quyết viêm
Một nghiên cứu trên các mô hình động vật được công bố trên tạp chí Science Translational Medicine đã báo cáo rằng máy bay không người lái có kích thước nano có thể hiệu quả trong việc tái cơ cấu mảng xơ vữa động mạch, làm cho mảng bám ổn định hơn và ít có khả năng phá vỡ và biến thành cục máu đông chết người. Các nhà nghiên cứu từ Trường Y khoa Harvard, Bệnh viện Brigham và Phụ nữ và Đại học Columbia đã thiết kế các thiết bị nano được thiết kế để mang các chất chống viêm trực tiếp đến vị trí mục tiêu.
Viêm không giải quyết là một yếu tố chính trong sự tiến triển của tổn thương xơ vữa động mạch.
Khi sử dụng máy bay không người lái nano có chứa các chất điều trị được tạo ra từ cơ thể protein chống viêm của chính cơ thể A1, một cải tiến đáng kể đã đạt được ở những con chuột bị xơ vữa động mạch tiến triển. Không chỉ giảm viêm, các động mạch của những con chuột cũng đã được sửa chữa, một thành phần của việc điều trị duy nhất cho hình thức điều trị mới này.
Sửa chữa các động mạch vành bị tổn thương có thể rất quan trọng trong việc ngăn ngừa các cơn đau tim và cũng có thể hạn chế số ca tử vong do xơ vữa động mạch, hiện đang là nguyên nhân hàng đầu gây bệnh và tử vong ở Hoa Kỳ. Nó đã được suy đoán rằng quá trình sáng tạo nên sớm được tinh chỉnh và thử nghiệm trên con người, cung cấp một cách thú vị để điều trị viêm với mục tiêu, phân phối địa phương của peptide.
Các nhà nghiên cứu từ Trường Kỹ thuật Y sinh Weldon, Đại học Purdue, đã mô tả một phương pháp đột phá khác trong điều trị viêm bằng cách sử dụng công nghệ nano. Họ đã phát triển một hệ thống hạt nano gắn kết collagen có thể được sử dụng để điều trị bệnh động mạch ngoại vi. Phương pháp mới này sử dụng các hạt nano liên kết với collagen và giải phóng các peptide kháng viêm. Những hạt nano này cũng có thể làm giảm viêm, cũng như thúc đẩy tái tạo mô bị thương.
Sửa chữa vết thương biểu mô với hạt nano
Sửa chữa vết thương là một khu vực điều trị khác, nơi các hạt nano có thể được áp dụng thành công để tạo thuận lợi cho quá trình chữa bệnh thường khó khăn. Giovanna Leoni và các đồng nghiệp tại Đại học Emory đã sử dụng phân phối hệ thống các hạt nano chứa protein tự nhiên annexin A1 vào niêm mạc ruột bị thương.
Các chấn thương niêm mạc mãn tính là một đặc điểm của nhiều tình trạng viêm ruột, bao gồm viêm loét đại tràng và bệnh Crohn - điều kiện ảnh hưởng đến ước tính 1,6 triệu người Mỹ. Một nghiên cứu gần đây trên chuột đã chứng minh rằng việc phân phối mục tiêu các chất chống viêm giúp tăng cường quá trình chữa lành các mô bị thương và thúc đẩy sửa chữa vết thương biểu mô. Trong bài báo của họ, được công bố trên tạp chí Journal of Clinical Investigation , các tác giả đề nghị rằng việc cung cấp peptide trong nước đóng gói trong các hạt nano có thể là một chiến lược điều trị mới cho những người mắc bệnh viêm ruột (IBD).
Cũng đã có một số quan tâm đến sự phát triển của các hạt nano tự nhiên có thể giúp điều trị các bệnh như IBD. Một hạt nano có nguồn gốc từ gừng ăn được được sử dụng thành công trong một nghiên cứu do MingZheng Zhang thuộc Đại học bang Georgia, Atlanta đứng đầu. Các hạt nano tự nhiên có khả năng giảm thiểu những khó khăn liên quan đến việc sản xuất hóa chất tổng hợp.
Nanomesh trang điểm cho vết thương mãn tính
Một công nghệ nano khác có thể được chứng minh bởi Martina Abrigo và nhóm nghiên cứu của cô tại Đại học Công nghệ Swinburne của Úc. Abrigo đang khám phá các ứng dụng bên ngoài của các hạt nhỏ để điều trị vết thương nhiễm trùng mãn tính. Cô tạo ra một lưới từ sợi polystyrene electrospun được thiết kế để thu hút các vi khuẩn ra khỏi vết thương. Các nanomesh cung cấp điều kiện phát triển tối ưu cho vi khuẩn như Staphylococcus Aureus và Escherichia Coli , vì vậy chúng được rút ra để lưới, để lại vết thương sạch sẽ. Phản ứng vi khuẩn đối với các mắt lưới của các đường kính sợi khác nhau đã được thử nghiệm thông qua sự kết hợp của kính hiển vi điện tử quét và kính hiển vi tiêu điểm.
Vi khuẩn được thu hút đặc biệt với các sợi có kích thước xấp xỉ giống như chúng. Kết quả, được công bố trong ACS Ứng dụng Vật liệu và Giao diện , cho thấy rằng electrospinning nanofibers có thể là một cách mới để kiểm soát các vết thương bị nhiễm vi khuẩn phổ biến. Cho đến nay, các nhà khoa học đã tiến hành các thí nghiệm in vitro và các thí nghiệm trên mô được thiết kế thông qua các mô hình da. Tuy nhiên, dự kiến trong tương lai gần, các xét nghiệm tương tự sẽ được thực hiện trên mô sống để đánh giá tiềm năng của phương pháp mới này. Các nghiên cứu in vivo đã được thực hiện với một số loại băng gạc hạt nano khác, ví dụ, các hạt nano bạc với một số thành công.
> Nguồn:
> Abrigo M, Kingshott P, McArthur S. Đường kính sợi quang polystyrene ảnh hưởng đến sự gắn kết vi khuẩn, sự gia tăng và tăng trưởng. Tài liệu và Giao diện Ứng dụng ACS , 2015, 7 (14): 7644-7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti M, et al. Các hạt nano được nhắm mục tiêu có chứa peptide prideide Ac2-26 bảo vệ chống xơ vữa động mạch tiên tiến ở chuột hypercholesterolemic. Khoa học y học phiên dịch , 2015, 7 (275).
> Leoni G, Neumann P, Reutelingsperger C, et al. Annexin A1 'chứa các túi ngoại bào và các hạt nano polymer thúc đẩy việc sửa chữa vết thương biểu mô. Tạp chí điều tra lâm sàng , 2015, 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch A. Bài báo chiều dài đầy đủ: Các hạt nano liên kết với collagen để phân phối peptide chống viêm ngoại bào làm giảm hoạt hóa tiểu cầu, thúc đẩy sự di căn nội mô và ngăn chặn tình trạng viêm. Acta Biomaterialia , 2017, 49: 78-88.
> Trương M, Viennois E, Merlin D, et al. Các hạt nano có nguồn gốc từ gừng ăn được: Một phương pháp trị liệu mới để phòng ngừa và điều trị bệnh viêm ruột và ung thư đại tràng. Vật liệu sinh học , năm 2016, 101: 321-340.