Успіхи нанотехнологій, Журнал Здоров’я
Останній рік виявився плідним на різні цікаві інновації у галузі нанотехнологій, у тому числі й у медичній сфері.
Тривимірна картина клітини
Вченим із Університету Айови вдалося за допомогою наночастинок пролити світло на складні процеси, що відбуваються всередині елементів живої клітини. Поступальне рух нескладно відстежити за допомогою сучасних мікроскопів. Однак обертальний рух спостерігати набагато складніше. За допомогою мікроскопії за методом інтерференційного розмаїття вони змогли заміряти і положення, і переміщення, і змоделювати на комп'ютері повну тривимірну картину переміщень, що відбуваються в клітині.
Наносенсор
Вчені зі Стенфордського університету розробили інноваційний чіп-біосенсор, який дозволяє діагностувати рак на ранніх стадіях. Сенсор, сконструйований професором Шаном Вонгом та його колегами, заснований на нанотехнології магнітного детектування та здатний виявляти заданий протеїн-біомаркер раку при концентрації 30 молекул на один кубічний міліметр крові. Такий сенсор майже в тисячу разів чутливіший, ніж технології діагностики, що застосовуються в даний час.
Вирощування органів
Органи не можна виростити, як шматочок шкіри у чашці Петрі, їм потрібна об'ємна матриця, свого роду каркас на зріст. Проте вчені з університету Райса запропонували зовсім інший спосіб вирощувати органи у підвішеному положенні за допомогою магнітного поля. Здійсненням цього методу займається лабораторія n3D Biosciences. За допомогою вірусів бактеріофагів до клітини доставляється запатентована суміш наночастинок під назвою Nanoshuttle. Ці частинки всередині клітин реагують на вплив магнітного поля, що дозволяє контролювати зростання тканини у трьох вимірах.
Утакому підвішеному положенні клітини можуть жити і розмножуватися, утворюючи об'ємні структури згідно з закладеною в ДНК програмою. Культура клітин розвиватиметься природно, набагато краще, ніж на дні плоскої чашки Петрі. А значить, і функціонуватимуть у лабораторних умовах клітини як у живій природі. В ході експериментів фахівцям n3D Biosciences вже вдалося виростити ембріональні клітини нирки (HEK293), які можна використовувати для якнайшвидшого загоєння ран та тестування певних ліків.
Дослідники з Південної Кореї запропонували використати зовнішнє магнітне поле для створення двох різних типів рухів наноробота: «гвинтового» або штопороподібного та поступального. У першому випадку робот зможе переміщатися вперед/назад і бурити або іншим чином руйнувати тромби. У другому - згортати в потрібну кровоносну судину в місці розгалуження артерії та виконувати інші маневри, пов'язані з переміщенням у кровоносній системі. У ході проведених випробувань у макеті кровоносної судини, заповненої водою, вчені підтвердили ефективність такого способу керування мікророботом.
Відновлення тканини хребта
Спільній групі вчених з Італії та США вдалося досягти значних успіхів у галузі відновлення тканини хребта після травм. Зазвичай після переломів у місці ушкодження утворюється рубець, який не передає біоструми, внаслідок чого людина виявляється частково або повністю паралізована. Вчені висунули ідею вирощування за допомогою опорних наноструктур безлічі крихітних паралельних трубочок, у яких наростала б нова нервова тканина. Такі конструкції з трубочок 2-3 мм завдовжки і 0,5 мм у діаметрі вдалося сформувати з біорозкладних полімерів, при цьому внутрішня поверхня канальців покрита молекулами, що відіграють роль.хімічних зачепів для самозбирання пептидів Діяльність терапії вже доведена експериментами на щурах, які відновили рухливість задніх лапок після травми протягом шести місяців, що повертає надію людям із параплегією.
Відновлення сітківки ока
Інше досягнення в галузі наномедицини знову з Італії, з інституту технологій у Мілані. Вчені знайшли спосіб відновлення пошкодженої сітківки ока відновити за допомогою світлочутливого пластику. Створення нейропротезів є непростим завданням, оскільки біологічні тканини зазвичай погано поєднуються з електронікою і можуть негативно впливати на роботу нервових клітин. Вирішенням проблеми штучної сітківки стали гнучкі напівпровідники: вчені засіяли поверхню світлочутливого напівпровідникового полімеру нервовими клітинами, які виросли та сформували складні розгалужені нейронні мережі. У ході експериментів з'ясувалося, що покритий нейронами полімер можна використовувати як електрод у світлокерованому електролітичному осередку, при цьому він має просторову вибірковість. Крім того, за словами дослідників, його можна налаштувати так, щоб він реагував лише на світлові хвилі певної довжини, завдяки чому стають можливими розробки систем лікування ушкодженої сітківки так, що відновиться кольоровий зір.