Ιατρική και νανοτεχνολογία

Ιατρική και νανοτεχνολογία

Αυτή τη στιγμή οι έρευνες για την επίλυση των μεγαλύτερων προβλημάτων στην ιατρική έχουν στραφεί στη νανοτεχνολογία. Η νανοτεχνολογία  ανοίγει ένα νέο δρόμο στην ιατρική.

Τι είναι η νανοτεχνολογία;

Η νανοτεχνολογία περιλαμβάνει την μηχανική των λειτουργικών συστημάτων σε μοριακό επίπεδο. Το συγκεκριμένο πεδίο συνδυάζει στοιχεία της φυσικής και της μοριακής χημείας με την μηχανική και τις μοναδικές ιδιότητες των νανοσωματιδίων.

Ένα πολύ απλό πρακτικό παράδειγμα αυτής της τεχνολογίας είναι η χρήση μικροσκοπικών νανοσωλήνων άνθρακα για την μεταφορά των φαρμάκων σε συγκεκριμένα κύτταρα. Οι συγκεκριμένοι νανοσωλήνες όχι μόνο έχουν χαμηλή τοξικότητα και σταθερή δομή, αλλά αποτελούν ιδανική επιλογή για την μεταφορά φαρμάκων απευθείας στα επιθυμητά κύτταρα.

Η νανοϊατρική είναι στοιχείο κλειδί για την στοχευμένη και εξατομικευμένη θεραπεία, καθώς δημιουργεί μια νέα γενιά φαρμάκων και συσκευών που θα βελτιώνουν σημαντικά την υγεία εκατομμυρίων ασθενών.

Ποιος είναι ο ρόλος της νανοτεχνολογίας στην ιατρική;

Η νανοτεχνολογία θα φέρει την επανάσταση στην ιατρική στο μέλλον. Τα νανοσωματίδια είναι τόσο μικρά που χιλιάδες από αυτά θα μπορούσαν να χωρέσουν στο κεφάλι μιας καρφίτσας. Αυτά τα μικροσκοπικά μόρια μπορούν να αλληλεπιδρούν με τα κύτταρα σε μοριακό επίπεδο και θα μπορούσαν να κάνουν θαύματα στη σύγχρονη ιατρική επιστήμη.

Τα υλικά νανοτεχνολογίας μπορεί να περιέχουν άτομα μετάλλων, μη μεταλλικά άτομα, οργανικά ή ημιαγώγιμα σωματίδια. Η δυνατότητα της εφαρμογής της νανοτεχνολογίας στην ιατρική είναι γνωστή ως νανοϊατρική. Με την βοήθεια της νανοϊατρικής , οι γιατροί θα μπορούν να κάνουν τη διάγνωση και την θεραπεία νοσημάτων στους ασθενείς.

Επίσης, σύμφωνα με τις μελέτες, το 2028, οι προγραμματιζόμενες νανορομποτικές συσκευές και τα νανοφάρμακα θα μπορούν να αντιστρέψουν τις επιπτώσεις της αθηροσκλήρωσης και των καρδιαγγειακών νοσημάτων. Επιπλέον, θα ενισχύουν το ανοσοποιητικό σύστημα ώστε να καταπολεμά τις λοιμώξεις, τον καρκίνο και τα γενετικά λάθη στα κύτταρα. Τα επόμενα 15-20 χρόνια θα γίνουμε μάρτυρες ενός άλματος στις επιστήμες υγείας με την βοήθεια της νανοτεχνολογίας.

Ποιες είναι οι δυνατότητες της νανοϊατρικής;

Η νανοϊατρική είναι η εφαρμογή της νανοτεχνολογίας για την επίτευξη καινοτομιών στο χώρο της υγείας. Χρησιμοποιεί την τεχνολογία των νανοσωματιδίων και των νανοϋλικών, τα οποία έχουν την δυνατότητα να διαπερνούν τους φραγμούς στο σώμα. Έτσι, έχουν τη δυνατότητα μετακίνησης στην επιθυμητή θέση και να αλληλεπιδρούν με το DNA ή μικρές πρωτεΐνες. Φυσικά, αυτό μπορεί να γίνει σε επίπεδο οργάνων, ιστών ή κυττάρων.

Σε επίπεδο νανοκλίμακας, τα νανοσωματίδια προσφέρουν αύξηση της βιοδιαθεσιμότητας των μορίων και της κυκλοφορίας τους στο αίμα. Επιπλέον, η σύνδεση στον επιθυμητό στόχο είναι ένα τεράστιο πλεονέκτημα.

Η νανοϊατρική έχει τη δυνατότητα να ανιχνεύει και να προλαμβάνει τις ασθένειες και αυτό οδηγεί στην αποτελεσματική θεραπεία τους. Στις μέρες μας, υπάρχουν χιλιάδες προϊόντα νανοϊατρικής  που δοκιμάζονται κλινικά για την θεραπεία των σοβαρών νοσημάτων του καρδιαγγειακού, των νευροεκφυλιστικών νοσημάτων, των φλεγμονωδών και μυοσκελετικών θεμάτων υγείας.

Νανοτεχνολογικά επιτεύγματα

Η νανοτεχνολογία στην ιατρική αποτελεί ένα συναρπαστικό νέο πεδίο. Τα περισσότερα πανεπιστήμια, έχουν συνεργασίες με μεγάλες εταιρείες για την μελέτη των νέων τεχνολογιών. Οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο ασχολούνται με την νανοτεχνολογία και την εφαρμογή της στην σύγχρονη ιατρική. Πολλές μελέτες περιλαμβάνουν νανοσωματίδια και την εφαρμογή τους για την θεραπεία και την διάγνωση των νοσημάτων σε κυτταρικό επίπεδο.

Οι ερευνητές στο πανεπιστήμιο της Φλόριντα έχουν δημιουργήσει νανοσωματίδια που καταπολεμούν την ηπατίτιδα C, που προκαλεί βλάβες στο ήπαρ μέχρι και κίρρωση του ήπατος. Τα νανοσωματίδια από μόνα τους δεν καταστρέφουν τον ιό, αλλά μεταφέρουν ένα ένζυμο που αποτρέπει τον πολλαπλασιασμό του ιού στην κυκλοφορία του αίματος των ασθενών χωρίς να αντιδρά το ανοσοποιητικό σύστημα εναντίον τους και είναι 100% αποτελεσματικά στις κυτταρικές σειρές και στα ποντίκια.

Μια παρόμοια πρωτοποριακή έρευνα, από μια εταιρεία νανοτεχνολογίας την Cityimmune Sciences δημιούργησε χημειοθεραπευτικούς παράγοντες που χρησιμοποιούν μικροσκοπικά κολλοειδή νανοσωματίδια χρυσού 27 nm τα οποία στοχεύουν τα καρκινικά κύτταρα.  Τα νανοσωματίδια περιέχουν τον παράγοντα νέκρωσης των όγκων (tumor necrosis factor alpha /TNF-a). Ο TNF-a  βοηθά στην καταστροφή των καρκινικών κυττάρων στον όγκο. Η φυσιολογική τοξική επίδραση στα υγιή κύτταρα από την άμεση χορήγηση του TNF-a είναι πιο μικρή με τα νανοσωματίδια.

Εφαρμογές της νανοτεχνολογίας 

Φυσικά, υπάρχουν πολλές σημαντικές εφαρμογές της νανοτεχνολογίας στην ιατρική που θα σώσουν πολλές ζωές στο μέλλον.

1. Έξυπνα χάπια

Η ιδέα για τα έξυπνα χάπια δεν είναι καινούργια, αλλά αυτή τη στιγμή είναι υπό διερεύνηση νέες εφαρμογές της. Τα συγκεκριμένα χάπια έχουν τη δυνατότητα προσαρμογής της δοσολογίας ανάλογα με τα στοιχεία από το σώμα (π.χ. το γαστρεντερικό σύστημα).

Για παράδειγμα, υπάρχει ένα έξυπνο χάπι για την διπολική διαταραχή και τη σχιζοφρένεια, το οποίο έχει τη  έγκριση του FDA. Το συγκεκριμένο χάπι επιτρέπει στους ασθενείς να ελέγχουν την φαρμακευτική αγωγή τους μέσω του κινητού τους ή να δίνουν την άδεια επεξεργασίας των πληροφοριών στον ψυχίατρο τους.

2. Καταπολέμηση του καρκίνου

Περίπου το 40% των ανθρώπων εμφανίζει κάποια μορφή καρκίνου στη ζωή του, έτσι κάθε εξέλιξη στη θεραπεία του καρκίνου έχει σημαντική επίδραση στην κοινωνία.

Η συμβατική χημειοθεραπεία και η ακτινοθεραπεία μπορεί να καταστρέφουν τα υγιή κύτταρα του σώματος. Για αυτό το λόγο, οι έρευνες επικεντρώνονται στην χρήση νανοσωματιδίων που θα στοχεύουν ειδικά τα καρκινικά κύτταρα.

3. Διάγνωση

Τα ιατρικά εμφυτεύματα, όπως στο γόνατο και στα ισχία, έχουν βελτιώσει τη ζωή εκατομμυρίων ανθρώπων, αλλά ένα συχνό πρόβλημα με τα εμφυτεύματα είναι ο κίνδυνος της φλεγμονής και των λοιμώξεων μετεγχειρητικά. Σε πολλές περιπτώσεις, η ανίχνευση των συμπτωμάτων μιας λοίμωξης  συμβαίνει πολύ αργά και έτσι η θεραπεία είναι λιγότερο αποτελεσματική, ή το εμφύτευμα είναι ανάγκη να αντικατασταθεί.

Υπάρχει η δυνατότητα τοποθέτησης νανοαισθητήρων άμεσα μέσα στο εμφύτευμα ή στη γύρω περιοχή ώστε να μπορούν να ανιχνεύουν τις λοιμώξεις πιο σύντομα. Καθώς μπορεί να γίνει στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων , η θεραπεία της λοίμωξης είναι εφικτή στα αρχικά στάδια. Παραδείγματα σαν αυτό δείχνουν ότι η νανοτεχνολογία είναι πολλά υποσχόμενη στο πεδίο της ιατρικής.

Νέες ιατρικές προκλήσεις

Η ανθρωπότητα εξακολουθεί να παλεύει ενάντια σε έναν μεγάλο αριθμό σοβαρών και πολύπλοκων νοσημάτων όπως ο καρκίνος, τα νοσήματα του καρδιαγγειακού, η σκλήρυνση κατά πλάκας, η άνοια και η νόσος του Πάρκινσον, ο διαβήτης όπως και πολλά σοβαρά φλεγμονώδη νοσήματα (π.χ. HIV). Οι περισσότερες από αυτές τις ασθένειες έχουν όχι μόνο τεράστιες αρνητικές επιδράσεις στους ασθενείς αλλά σε ολόκληρη την κοινωνία.

Η νανοϊατρική δημιουργεί υψηλές προσδοκίες για εκατομμύρια ασθενείς σε όλο τον κόσμο, για πιο αποτελεσματικές και οικονομικά προσιτές θεραπείες που θα δίνουν λύση σε σοβαρά προβλήματα. Από τη διάγνωση και την παρακολούθηση των νοσημάτων, μέχρι τις χειρουργικές επεμβάσεις και την χημειοθεραπεία ή την αναγεννητική ιατρική, οι νανοτεχνολογίες επηρεάζουν κάθε κομμάτι της ιατρικής.

Συγκεκριμένοι τομείς της ιατρικής έχουν ήδη ωφεληθεί από όσα προσφέρει η νανοτεχνολογία. Τα πρώτα φάρμακα νανοτεχνολογίας είναι ήδη στην αγορά, άλλα σε στάδιο κλινικών δοκιμών και άλλα υπό ανάπτυξη.  Η νανοτεχνολογία έχει επίσης να προσφέρει πολλά στη διάγνωση των ασθενειών. Ο στόχος της είναι η πρώιμη διάγνωση κάθε νόσου, ιδανικά η ανίχνευση ενός μόνο κυττάρου που εμφανίζει αλλαγές. Νέες μέθοδοι στην αναγεννητική ιατρική δίνουν ελπίδα σε πολλούς ασθενείς με ανεπάρκεια κάποιων οργάνων ή σοβαρούς τραυματισμούς. Ήδη, στις μέρες μας υπάρχουν τεχνητά οστά και χόνδροι.