Напредъкът в нанотехнологиите, Здравен журнал
Последната година беше плодотворна за различни интересни иновации в областта на нанотехнологиите, включително и в медицината.
3D картина на клетка
Учени от университета на Айова успяха да използват наночастици, за да хвърлят светлина върху сложните процеси, протичащи вътре в елементите на живата клетка. Транслационното движение е лесно за проследяване с модерни микроскопи. Ротационното движение обаче е много по-трудно за наблюдение. С помощта на интерферентна контрастна микроскопия те успяха да измерят както позицията, така и движението и да симулират на компютър пълна триизмерна картина на движенията, случващи се в клетката.
Наносензор
Учени от Станфордския университет разработиха иновативен биосензорен чип, който може да диагностицира рак в ранен стадий. Сензорът, проектиран от професор Shan Wong и колеги, се основава на нанотехнология за магнитно откриване и е в състояние да открие даден раков биомаркерен протеин при концентрация от 30 молекули на кубичен милиметър кръв. Такъв сензор е почти хиляда пъти по-чувствителен от съвременните диагностични технологии.
Растящи органи
Органите не могат да се отглеждат като парче кожа в петриево блюдо; те се нуждаят от триизмерна матрица, нещо като скеле за растеж. Учените от университета Райс обаче предложиха съвсем различен начин - да се отглеждат органи във висящо положение с помощта на магнитно поле. Внедряването на този метод се извършва от лабораторията n3D Biosciences. С помощта на вируси бактериофаг, патентована смес от наночастици, наречена Nanosuttle, се доставя до клетката. Тези частици вътре в клетките реагират на магнитното поле, което ви позволява да контролирате растежа на тъканите в три измерения.
INв такова окачено положение клетките могат да живеят и да се размножават, образувайки триизмерни структури, според програмата, заложена в ДНК. Клетъчната култура ще се развие естествено, много по-добре, отколкото на дъното на плоска паничка на Петри. Това означава, че клетките ще функционират в лабораторни условия като в дивата природа. По време на експериментите специалистите на n3D Biosciences вече са успели да отгледат ембрионални бъбречни клетки (HEK293), които могат да се използват за ускоряване на зарастването на рани и тестване на определени лекарства.
Изследователи от Южна Корея предложиха да се използва външно магнитно поле за създаване на два различни типа движения на нанороботи: „винт“ или тирбушон и транслационни. В първия случай роботът ще може да се движи напред / назад и да „пробива“ или по друг начин да унищожава кръвни съсиреци. Във втория - да се сгъне в желания кръвоносен съд на мястото на разклонението на артерията и да извърши други маневри, свързани с движение в кръвоносната система. В хода на тестове, проведени в модел на кръвоносен съд, пълен с вода, учените потвърдиха ефективността на този метод за управление на микроробот.
Възстановяване на тъканите на гръбначния стълб
Съвместен екип от учени от Италия и Съединените щати постигна значителен напредък в областта на възстановяването на гръбначните тъкани след наранявания. Обикновено след фрактури на мястото на нараняване се образува белег, който не пропуска биотокове, в резултат на което човекът е частично или напълно парализиран. Учените изложиха идеята за отглеждане на много малки успоредни тръби с помощта на поддържащи наноструктури, в които да расте нова нервна тъкан. Такива конструкции от тубули с дължина 2-3 mm и диаметър 0,5 mm са образувани от биоразградими полимери, докато вътрешната повърхност на тубулите е покрита с молекули, които играят ролятахимически кукички за самосглобяване на пептиди. Ефективността на терапията вече е доказана от експерименти върху плъхове, които възстановяват подвижността на задните крака след нараняване в рамките на шест месеца, което носи надежда на хората с параплегия.
Възстановяване на ретината
Друго постижение от областта на наномедицината е отново от Италия, от Технологичния институт в Милано. Учените откриха начин да поправят увредената ретина с помощта на светлочувствителна пластмаса. Създаването на невропротези не е лесна задача, тъй като биологичните тъкани обикновено не се вписват добре в електрониката и могат да имат отрицателно въздействие върху функционирането на нервните клетки. Решението на проблема с изкуствената ретина бяха гъвкавите полупроводници: учените посяват повърхността на светлочувствителен полупроводников полимер с нервни клетки, които растат и образуват сложни разклонени невронни мрежи. По време на експериментите се оказа, че полимерът, покрит с неврони, може да се използва като електрод в контролирана от светлина електролитна клетка, като същевременно има пространствена селективност. В допълнение, изследователите казват, че може да бъде настроен да реагира само на определени дължини на вълната на светлината, което прави възможно разработването на системи за лечение на увредени ретини, така че цветното зрение да се възстанови.