Video: Targeted Drug Delivery by using Magnetic Nanoparticles 2024
Nanoteknologi refererer til brugen af menneskeskabte partikler af nanostørrelse (typisk 1-100 milliarder meter) til industrielle eller medicinske applikationer, der passer til deres unikke egenskaber. Fysiske egenskaber ved kendte elementer og materialer kan ændres, da deres overflade til arealforhold er dramatisk forøget, i. e. når nanoskala størrelser opnås. Disse ændringer finder ikke sted, når de går fra makro til mikroskala.
Ændringer i fysiske egenskaber som kolloidale egenskaber, opløselighed og katalytisk kapacitet er blevet fundet meget nyttige inden for bioteknologi, såsom bioremediering og lægemiddelafgivelse.
De forskellige egenskaber af de forskellige typer nanopartikler har resulteret i nye applikationer. For eksempel kan forbindelser kendt for at være generelt inerte materialer blive katalysatorer. Den ekstremt lille størrelse af nanopartikler gør det muligt for dem at trænge ind i celler og interagere med cellulære molekyler. Nanopartikler har ofte også unikke elektriske egenskaber og gør fremragende halvledere og billeddannende midler. På grund af disse kvaliteter har nanoteknologiens videnskab i løbet af de seneste år taget ud af test og dokumentation af et bredt spektrum af nye anvendelser til nanopartikler, især i nanomedicin.
Udviklingen af nanoteknologier til nanomedicinske applikationer er blevet en prioritet i National Institutes of Health (NIH).
Mellem 2004 og 2006 etablerede NIH et netværk af otte nanomedicinske udviklingscentre som led i NIH Nanomedicine Roadmap Initiative. I 2005 forpligtede The National Cancer Institute (NCI) 144, 3 millioner over 5 år til sin "Alliance for Nanotechnology in Cancer" -program, som finansierer syv centre of excellence for cancer nanoteknologi (Kim, 2007).
Støtten støtter forskellige forskningsprojekter inden for diagnostik, udstyr, biosensorer, mikrofluidika og terapeutiske midler.
Blandt de langsigtede mål for NIH-initiativet er mål som at kunne bruge nanopartikler til at søge kræftceller, før tumorer vokser, fjerner og / eller erstatter "ødelagte" dele af celler eller cellemekanismer med miniature molekylære store biologiske "maskiner" og bruge lignende "maskiner" som pumper eller robotter til at levere lægemidler, når og hvor det er nødvendigt inden for kroppen. Alle disse ideer er gennemførlige baseret på nutidens teknologi. Men vi ved ikke nok om de fysiske egenskaber ved intracellulære strukturer og interaktioner mellem celler og nanopartikler, for at nå alle disse mål. Det primære mål for NIH er at tilføje til den nuværende viden om disse interaktioner og cellulære mekanismer, således at nøjagtigt byggede nanopartikler kan integreres uden negative bivirkninger.
Mange forskellige typer nanopartikler undersøges for ansøgninger i nanomedicin.De kan være carbonbaserede skelett-type strukturer, såsom fullerenerne eller micellelignende lipidbaserede liposomer, som allerede er i brug til mange anvendelser inden for lægemiddelafgivelse og kosmetikindustrien.
Kolloider, typisk liposomanopartikler, der er valgt til deres opløselighed og suspensionsegenskaber, anvendes i kosmetik, cremer, beskyttende belægninger og pletbestandige tøj. Andre eksempler på carbonbaserede nanopartikler er chitosan og alginatbaserede nanopartikler, der er beskrevet i litteraturen for oral levering af proteiner og forskellige polymerer under undersøgelse for insulinafgivelse.
Yderligere nanopartikler kan fremstilles af metaller og andre uorganiske materialer, såsom fosfater. Nanopartikelkontrastmidler er forbindelser, der forbedrer MRI- og ultralydsresultater i biomedicinske anvendelser af in vivo billeddannelse. Disse partikler indeholder typisk metaller, hvis egenskaber ændres dramatisk ved nanoskalaen. Guld "nanoshells" er nyttige til bekæmpelse af kræft, især bløde væv tumorer, på grund af deres evne til at absorbere stråling ved bestemte bølgelængder.
Når nanoshells indtaster tumorceller og strålingsbehandling anvendes, absorberer de energien og opvarmer nok til at dræbe kræftcellerne. Positivt ladede sølvnanopartikler adsorberer på enkeltstrenget DNA og anvendes til dets påvisning. Mange andre værktøjer og enheder til in vivo billeddannelse (fluorescensdetekteringssystemer) og for at forbedre kontrast i ultralyd og MRI-billeder udvikles.
Der findes talrige eksempler på sygdomsbekæmpelsesstrategier i litteraturen ved hjælp af nanopartikler. Ofte, især i tilfælde af kræftbehandlinger, kombineres lægemiddeludleveringsegenskaber med billedteknologier, således at kræftceller kan være visuelt placeret under behandling. Den overvejende strategi er at målrette mod specifikke celler ved at forbinde antigener eller andre biosensorer (fx RNA-tråde) til overfladen af nanopartiklerne, der opdager specialiteterne af cellevæggene. Når målcellen er blevet identificeret, vil nanopartiklerne klæbe til celleoverfladen eller komme ind i cellen via en specielt designet mekanisme og levere sin nyttelast.
Et lægemiddel er leveret, hvis nanopartikelen også er et billeddannelsesmiddel, kan læger følge dens fremskridt, og fordelingen af kræftcellen er kendt. En sådan specifik målretning og detektion vil hjælpe med behandling af sen fase metastaseret cancer og svære at opnå tumorer og give indikationer på spredningen af disse og andre sygdomme. Det forlænger også levetiden for visse lægemidler, der har vist sig at vare længere inde i en nanopartikel, end når tumoren blev injiceret direkte, da ofte lægemidler, der er blevet injiceret i en tumor, diffunderes væk, før de effektivt dræber tumorcellerne.
En signifikant udvikling i behandling af cancer var parring af siRNA (små interfererende RNA) behandlinger med nanopartikler leverance. I 1999 blev siRNA først beskrevet som et nyt middel til at inhibere proteinekspression i celler.RNA-strengene blev imidlertid ofte ødelagt af cellulære mekanismer, inden de nåede deres mål. Nanopartikler leverer beskyttelses- og leveringsmekanismerne siRNA-molekyler skal nå målvæv.
Flere virksomheder har allerede indgået kliniske forsøg med nanopartikel-leverede siRNA-terapier (Alper 2006).
Molekylær selvsamling er fænomenet, gennem hvilket molekyler spontant samles i definerede stabile formationer baseret på atomiske interaktioner, såsom hydrogenbinding, hydrofob og van der Waals kræfter. "Bottom-up" konstruktion af nanopartikler udnytter molekylær selvmontering til at opbygge specifikke strukturer baseret på vores forståelse af disse spontane formationer. En anvendelse af dette er at anvende specificiteten af Watson-Crick DNA base pairing til at opbygge nukleinsyrer af definerede strukturer med særlige anvendelser. I en anden ny ansøgning af molekylær selvsammenstilling under udvikling i Schweiz introduceres poreproteiner i nanopartikler under polymersamling. Porerne inkorporeres i overfladematrixen, og deres åbning og lukning tillader lægemiddellevering specifikt for visse miljømæssige forhold (i dette tilfælde pH-ændringer) i cellen (Broz et al.,
2006). Porerne åbner eller lukker ofte, da de reagerer på pH, temperatur eller andre miljøfaktorer. Anvendelse af lignende porer i nanopartikler tillader specifik levering eller biosensning under specifikke cellulære betingelser, for eksempel insulinindgivelse, når blodsukkerindikatorerne angiver et behov.
Efter levering af nyttelast er det ofte ønskeligt, at nanopartiklerne på en eller anden måde fjernes eller metaboliseres, ideelt uden nogen toksiske bivirkninger.
Fordelene ved at bruge nanopartikler er faktisk, at giftige bivirkninger ved traditionel stråling og kemoterapi kan undgås ved kun at behandle tumoren eller usunde celler og ikke beskadige nærliggende sunde væv. Nogle nanopartikler forventes at være relativt sikre på grund af deres tilbøjelighed til at opløses en gang inden i cellerne, og nogle består af materialer, der allerede er i brug i biomedicin, såsom nanopartikler fremstillet af de samme polymerer som anvendt til suturer (Bullis, 2006). Uanset tilgangen er fordelene ved levering af nanopartikler væsentlige og omfatter forbedret biotilgængelighed af lægemidler ved at målrette bestemte organer, væv eller tumorer og derved tilvejebringe den højeste dosis af lægemiddel direkte, hvor det er nødvendigt, og reducere affald og omkostninger som følge af sammenbrud inden en lægemiddel opfylder sit mål.
Nanomedicin er et relativt nyt område inden for bioteknologi, men mulighederne for nye terapier og operationer til behandling af sygdomme og sygdomme som kræft virker uendelige. Konceptet med nanoroboter og celle reparationsmaskiner er også levedygtig og kan en dag være lige så almindeligt som at tage et aspirin er i dag.
Kilder:
Kim, 2007. Nanoteknologiplatforme og fysiologiske udfordringer for kræftbehandling.
I Tryk, gør du. org / 10. 1016 / j. nano. 2006. 12. 002.
Alper, 2006, Nanopartikler og siRNA - Partners på vej til nye kræftterapier.NCI Alliance for Nanoteknologi i Kræft. // nano. Kræft. gov / news_center / monthly_feature_2006_august. asp.
Broz et al. , 2006. Mod intelligente nanosere bioreaktorer: En pH-omskiftelig, kanaludrustet, funktionel polymer nanokontainer. Nano Letters 6 (10): 2349-2353.
Bullis, 2006. Single-Shot Chemo. Teknologi Review. // www. technologyreview. dk / read_article. aspx? lm = specialsections & sc = emergingtech & id = 16469.
10 Virksomheder tilbyder kritisk sygdom forsikring
Kritisk sygdom forsikring er designet til at lette slaget for familier, der beskæftiger sig med kritisk sygdom og give penge til finansielle udgifter.
Hvordan man fortæller en arbejdsgiver om alvorlig sygdom
Saml så mange oplysninger som muligt om din sygdom og behandlinger, før du deler oplysninger. Sådan fortæller du en arbejdsgiver om en alvorlig sygdom.
Brev Eksempler Informere en kollega om en sygdom
E-mail eller breveksempler fortæller en betroet kollega om en sygdom og råd om, hvordan du håndterer en sygdom, når du arbejder.