Das Interesse an Nanotechnologien und Einnahmestoffen in der Medizin wächst. Nicht-invasive, einnehmbare Sensoren, die Vitalfunktionen messen, sowie einnehmbare Geräte, die die Behandlung komfortabler machen, werden jetzt zum Mainstream. Ein weiterer wichtiger Fortschritt in der Nanotechnologie ist die Entwicklung von Nanopartikeln, die Medikamente tragen und auf bestimmte Zellen oder Gewebe zielen können.
Diese biologisch abbaubaren Nano- "Drohnen" haben ein großes Potenzial in verschiedenen Bereichen der Medizin. Sie wurden bereits in die Onkologie eingeführt und zur Abschwächung der Tumorzellabwehr in Mausmodellen verwendet. Im Jahr 2015 nutzten Experten für Herzkrankheiten Nanotechnologie, um Medikamente zu verabreichen und Arterien zu reparieren. Dies ebnete den Weg zur Behandlung von Atherosklerose auf neuartige Weise und verhinderte möglicherweise Herzinfarkte und Schlaganfälle.
Verwendung von Nanotechnologie zur Lösung von Entzündungen
Eine Studie in Tiermodellen, veröffentlicht in Science Translational Medicine reported, berichtet, dass Nano-Größe Drohnen wirksam bei der Umstrukturierung von atherosklerotischen Plaque, die Plaque stabiler und weniger wahrscheinlich zu brechen und zu einem potenziell machen tödliches Blutgerinnsel. Forscher der Harvard Medical School, des Brigham and Women’s Hospital und der Columbia University entwarfen Nanomedizin, die entwickelt wurde, um entzündungshemmende Substanzen direkt an die Zielstelle zu transportieren.Nicht-resolvierende Entzündung ist ein Hauptfaktor für das Fortschreiten von atherosklerotischen Läsionen.
Bei Verwendung von Nanodrohnen, die therapeutische Substanzen aus dem körpereigenen entzündungshemmenden Protein Annexin A1 enthielten, wurde eine signifikante Verbesserung bei Mäusen mit fortgeschrittener Atherosklerose erreicht. Nicht nur die Entzündung wurde reduziert, auch die Arterien der Mäuse wurden repariert, ein Bestandteil der Behandlung, der für diese neue Therapieform einzigartig ist.
Die Reparatur beschädigter Koronararterien kann für die Prävention von Herzinfarkten von großer Bedeutung sein und die Zahl der Todesfälle aufgrund von Atherosklerose, die derzeit eine der Hauptursachen für Krankheit und Tod in den Vereinigten Staaten ist, verringern. Es wurde spekuliert, dass der innovative Prozess bald auf den Menschen abgestimmt und getestet werden sollte, was eine aufregende Möglichkeit bietet, Entzündungen durch gezielte, lokalisierte Abgabe von Peptiden zu behandeln.
Forscher der Weldon School of Biomedical Engineering der Purdue University beschrieben eine weitere bahnbrechende Methode zur Behandlung von Entzündungen mittels Nanotechnologie. Sie entwickelten ein kollagenbindendes Nanopartikelsystem, das zur Behandlung von Erkrankungen der peripheren Arterien eingesetzt werden kann. Diese neue Methode verwendet Nanopartikel, die an Kollagen gebunden werden und entzündungshemmende Peptide freisetzen. Diese Nanopartikel können auch Entzündungen reduzieren und die Regeneration von verletztem Gewebe fördern.
Wundheilung mit Nanopartikeln
Wundheilung ist ein weiterer therapeutischer Bereich, in dem Nanopartikel erfolgreich angewendet werden können, um den oft schwierigen Heilungsprozess zu erleichtern. Giovanna Leoni und Kollegen von der Emory University nutzten die systemische Zufuhr von Nanopartikeln mit natürlichem Protein Annexin A1 zur verletzten Darmschleimhaut.
Die chronische Verletzung der Schleimhaut ist ein Merkmal vieler entzündlicher Darmerkrankungen, einschließlich Colitis ulcerosa und Morbus Crohn, von denen schätzungsweise 1,6 Millionen Amerikaner betroffen sind. Eine kürzlich durchgeführte Studie an Mäusen zeigte, dass die gezielte Abgabe von entzündungshemmenden Substanzen den Heilungsprozess von verwundetem Gewebe verbessert und die Wundheilung fördert. In ihrem Artikel, der im "Journal of Clinical Investigation" veröffentlicht wurde, schlagen die Autoren vor, dass die lokale Abgabe von in Nanopartikeln verkapselten Peptiden eine neue therapeutische Strategie für Menschen mit entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) sein könnte.
Es gab auch ein gewisses Interesse an der Entwicklung natürlicher Nanopartikel, die bei der Behandlung von Krankheiten wie IBD helfen können. Ein Nanopartikel aus essbarem Ingwer wurde erfolgreich in einer Studie von MingZheng Zhang der Georgia State University, Atlanta, eingesetzt. Natürliche Nanopartikel könnten die mit der Herstellung synthetischer Chemikalien verbundenen Schwierigkeiten minimieren. Nanomesh Dressing für chronische WundenEin weiterer möglicher Einsatz von Nanotechnologie wurde von Martina Abrigo und ihrem Forscherteam an der australischen Swinburne University of Technology demonstriert. Abrigo untersucht externe Anwendungen von winzigen Partikeln, um chronisch infizierte Wunden zu behandeln. Sie hat ein Netz aus elektrogesponnenen Polystyrolfasern geschaffen, die die Bakterien aus der Wunde herausziehen sollen. Das Nanomesh bietet optimale Wachstumsbedingungen für Bakterien wie Staphylococcus Aureus und Escherichia Coli, so dass sie vom Gewebe angezogen werden und die Wunde sauber bleibt. Die bakterielle Antwort auf Maschen verschiedener Faserdurchmesser wurde durch eine Kombination von Rasterelektronenmikroskopie und konfokaler Mikroskopie getestet. Die Bakterien wurden spezifisch zu Fasern angezogen, die ungefähr die gleiche Größe wie sie hatten. Die in den ACS Applied Materials and Interfaces (
ACS Applied Materials and Interfaces) veröffentlichten Ergebnisse legen nahe, dass Elektrospinning-Nanofasern ein neuer Weg zur Kontrolle von Wunden sein könnten, die mit gewöhnlichen Bakterien infiziert sind. Bisher haben Wissenschaftler nur In-vitro-Experimente und Experimente an Tissue-Engineered-Skin-Modellen durchgeführt. Es wird jedoch erwartet, dass in naher Zukunft ähnliche Tests an lebendem Gewebe durchgeführt werden, um das Potenzial dieses neuen Ansatzes zu bewerten. In-vivo-Studien wurden bereits mit einigen anderen Arten von Nanopartikel-Wundverbänden durchgeführt, zum Beispiel Silber-Nanopartikel mit einigem Erfolg.
