Που μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα νανοσωματίδια και τι προοπτικές έχουν για το μέλλον της ιατρικής επιστήμης.
Νανοσωματίδια
Με τη χρήση «έξυπνων» νανοϋλικών θα μπορούν, μελλοντικά, να αντιμετωπίζονται οι καρδιαγγειακές νόσοι, ο διαβήτης, ο καρκίνος, οι νευροεκφυλιστικές και άλλες παθήσεις, χάρη στις εφαρμογές της νανοτεχνολογίας στην ιατρική.
Νανοσωματίδια στην καρδιολογία
Οι εφαρμογές της νανοτεχνολογίας στην καρδιολογία αναμένεται σε μία 10ετία να οδηγήσουν στην κατάργηση των stents και στην μείωση του μεγέθους ή ακόμη και στην εξάλειψη της αθηρωματικής πλάκας, με μία ενδοφλέβια ένεση. Πειράματα, που έγιναν στην Αμερική με τη χρήση νανοσωματιδίων, τα οποία περιείχαν το φάρμακο fumagillin (το οποίο διακόπτει τη ροή αίματος στην αθηρωματική πλάκα), έδειξαν μείωση της αθηρωματικής πλάκας κατά 60%-80%.
Τα stents είναι μεταλλικά πλέγματα, που τοποθετούνται προκειμένου να διατηρηθεί ανοιχτό ένα αγγείο, στην περίπτωση της αθηροσκλήρωσης. Τα τελευταίας γενιάς stents εκλύουν φάρμακο, προκειμένου να μη δημιουργηθεί επαναστένωση στο αγγείο, αλλά μπορεί μετά από ένα χρόνο να προκαλέσουν θρόμβωση. Η θρόμβωση οφείλεται στα πολυμερή από, τα οποία είναι φτιαγμένα τα stents και τα οποία δημιουργούν δεξαμενές για να αποθηκεύεται το φάρμακο. Με τη νανοτεχνολογία κατασκευάζονται επικαλύψεις ατομικές, δηλαδή νανοεπικαλύψεις, που έχουν μέγεθος 100 νανόμετρων, που δε θα παθαίνουν θρόμβωση και επικαλύπτουν την επιφάνεια του stent, όπως η δημιουργία βιοαποικοδομήσιμων πολυεπίπεδων πολυμερών, τα οποία έχουνε φάρμακο και το εκλύουν με ελεγχόμενο τρόπο. Αυτά τα πολυμερή έχουν την ιδιότητα να διασπώνται όταν μπαίνουν στον ανθρώπινο οργανισμό. Επομένως, δε θα μένει στο αγγείο το πολυμερές, που δημιουργεί τη βλάβη στο τοίχωμα και προκαλεί τη θρόμβωση και την επαναστένωση.
Μαγνητικά νανοσωματίδια για την αντιμετώπιση του καρκίνου
Μαγνητικά νανοσωματίδια με χημειοθεραπευτικά φάρμακα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη στοχευμένη αντιμετώπιση του καρκίνου, χωρίς να πλήττονται τα υγιή κύτταρα. Ήδη στη Γερμανία έχει αναπτυχθεί ένα σύστημα με μαγνητικά νανοσωματίδια, που πηγαίνουν στον καρκίνο του εγκεφάλου. Στη συνέχεια, καταστρέφονται τοπικά τα καρκινικά κύτταρα με υπερθερμία (αύξηση της θερμοκρασίας περίπου στους 41 βαθμούς Κελσίου). Υπάρχει μια ποικιλία νανοσωματιδίων, π.χ. ανόργανα μαγνητικά σωματίδια, στα οποία μπορούμε να βάλουμε ένα χημειοθεραπευτικό ή στοχευμένο φάρμακο. Π.χ. αν ο ασθενής, που έχει καρκίνο στον πνεύμονα μπορούν να χορηγηθούν ενδοφλέβια μαγνητικά νανοσωματίδια, αφού, τοποθετηθεί ένας εξωτερικός μαγνήτης στην περιοχή του πνεύμονα. Έτσι, λόγω της διαφοράς του μαγνητικού πεδίου τα νανοσωματίδια με το φάρμακο οδηγούνται μόνο στη περιοχή του πνεύμονα. Επομένως, δε χρειάζεται ο καρκινοπαθής να παίρνει τη γενικευμένη χημειοθεραπεία που έχει όλες τις ανεπιθύμητες ενέργειες.
Με ένα χάπι η χορήγηση ινσουλίνης
Με ένα χάπι θα χορηγείται μελλοντικά η ινσουλίνη και θα απαλλάξει τους διαβητικούς από τις ενέσεις. Η ινσουλίνη είναι πρωτεΐνη η οποία, όταν την παίρνουμε από το στόμα, καταστρέφεται από το γαστρικό υγρό. Γι αυτό, οι περισσότεροι διαβητικοί ασθενείς χρησιμοποιούν υποδόρια ένεση ινσουλίνης. Έχει διαπιστωθεί ότι αν τοποθετηθεί η ινσουλίνη σε νανοσωματίδια με χυτοσίνη, ένα πολυμερές, που περιβάλλει το νανοσωματίδιο, αυτή προστατεύεται από το γαστρικό υγρό. Από την άλλη, λόγω της χυτοσίνης η ινσουλίνη απορροφάται καλύτερα από το έντερο. Άρα, ουσιαστικά η ινσουλίνη μπορεί να μεταφερθεί με ένα χάπι, που έχει πάρα πολλά νανοσωματίδια.
Τα νανοσωματίδια, που χρησιμοποιούνται για θεραπευτικούς σκοπούς, είναι τόσο μικρά, ώστε μπορούν να διεισδύσουν μέσα στο κύτταρο και να επιδράσουν στο DNA/Deoxyribonucleic Acid/Δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, γι’ αυτό πρέπει να χορηγούνται με τρόπο, ώστε να είναι ασφαλής η χρήση τους.
Οι βλάβες από τα νανοσωματίδια
Τα νανοσωματίδια παρουσιάζουν πιθανούς κινδύνους, τόσο ιατρικούς όσο και περιβαλλοντικούς. Οι περισσότεροι από αυτοί οφείλονται στην υψηλή αναλογία επιφάνειας προς όγκο, η οποία μπορεί να κάνει τα σωματίδια πολύ αντιδραστικά ή καταλυτικά. Θεωρείται, επίσης, ότι συσσωματώνονται σε φωσφολιπιδικές διπλές στοιβάδες και διέρχονται μέσω των κυτταρικών μεμβρανών των οργανισμών και οι αλληλεπιδράσεις τους με τα βιολογικά συστήματα είναι σχετικά άγνωστες. Ωστόσο, θεωρείται απίθανο τα σωματίδια να εισέλθουν στον κυτταρικό πυρήνα, στο σύμπλεγμα Golgi, στο ενδοπλασματικό δίκτυο ή σε άλλα εσωτερικά κυτταρικά συστατικά λόγω του μεγέθους των σωματιδίων και της διακυτταρικής συσσωμάτωσης. Μια πρόσφατη μελέτη που εξετάζει τις επιδράσεις των νανοσωματιδίων ZnO στα ανθρώπινα ανοσοκύτταρα έχει βρει διάφορα επίπεδα ευαισθησίας στην κυτταροτοξικότητα. Υπάρχουν ανησυχίες ότι οι φαρμακευτικές εταιρείες, που αναζητούν ρυθμιστική έγκριση για νανοαναδιατύπωση υφιστάμενων φαρμάκων, βασίζονται σε δεδομένα ασφάλειας που παράγονται κατά τη διάρκεια κλινικών μελετών της προηγούμενης έκδοσης του φαρμάκου πριν από την αναδιαμόρφωση. Αυτό θα μπορούσε να έχει ως αποτέλεσμα οι ρυθμιστικοί φορείς, όπως ο FDA-Food and Drug Administration/Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων, να χάσουν νέες παρενέργειες που είναι ειδικά για τη νανοαναδιατύπωση.
Υλικά που από μόνα τους δεν είναι πολύ επιβλαβή θα μπορούσαν να είναι τοξικά εάν εισπνέονται, για παράδειγμα, με τη μορφή νανοσωματιδίων. Οι επιπτώσεις των εισπνεόμενων νανοσωματιδίων στο σώμα μπορεί να περιλαμβάνουν τη φλεγμονή των πνευμόνων και τα καρδιακά προβλήματα.
Η μεγαλύτερη χημική αντιδραστικότητα των νανοϋλικών οδηγεί σε αυξημένη παραγωγή δραστικών ειδών οξυγόνου (ROS/reactive oxygen species/αντιδραστικά είδη οξυγόνου), συμπεριλαμβανομένων των ελεύθερων ριζών και είναι ένας από τους κύριους μηχανισμούς τοξικότητας των νανοσωματιδίων που μπορεί να οδηγήσει σε οξειδωτικό στρες, παραγωγή φλεγμονωδών κυτοκινών και επακόλουθη βλάβη σε πρωτεΐνες, μεμβράνες κ.ά.
Τα νανοσωματίδια έχουν τη δυνατότητα να διασχίζουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, γεγονός που τα καθιστά εξαιρετικά χρήσιμα ως τρόπο παροχής φαρμάκων απευθείας στον εγκέφαλο. Από την άλλη πλευρά, αυτό είναι, επίσης, ένα σημαντικό μειονέκτημα επειδή τα νανοσωματίδια που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά φαρμάκων μπορεί να είναι τοξικά για τον εγκέφαλο.
Νανοσωλήνες άνθρακα: Τα υλικά άνθρακα έχουν ένα ευρύ φάσμα χρήσεων, που κυμαίνονται από σύνθετα υλικά για χρήση σε οχήματα και αθλητικό εξοπλισμό έως ολοκληρωμένα κυκλώματα για ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ νανοϋλικών, όπως οι νανοσωλήνες άνθρακα και η φυσική οργανική ύλη επηρεάζουν έντονα τόσο τη συσσώρευση όσο και την απόθεσή τους, γεγονός που επηρεάζει έντονα τη μεταφορά, το μετασχηματισμό και την έκθεσή τους σε υδάτινα περιβάλλοντα. Σε προηγούμενη έρευνα, οι νανοσωλήνες άνθρακα παρουσίασαν ορισμένες τοξικολογικές επιπτώσεις που θα αξιολογηθούν σε διάφορες περιβαλλοντικές ρυθμίσεις στην τρέχουσα έρευνα χημικής ασφάλειας EPA-environmental protection agency-Οργανισμός Προστασίας του Περιβάλλοντος. Η έρευνα EPA θα παρέχει δεδομένα, μοντέλα, μεθόδους δοκιμής και βέλτιστες πρακτικές για την ανακάλυψη των οξέων επιπτώσεων στην υγεία των νανοσωλήνων άνθρακα και τον εντοπισμό μεθόδων πρόβλεψής τους.
Οξείδιο του δημητρίου: Το οξείδιο του δημητρίου σε νανοκλίμακα χρησιμοποιείται σε ηλεκτρονικά είδη, βιοϊατρικές προμήθειες, ενέργεια και πρόσθετα καυσίμων. Πολλές εφαρμογές κατασκευασμένων νανοσωματιδίων οξειδίου του δημητρίου διασκορπίζονται φυσικά στο περιβάλλον, γεγονός που αυξάνει τον κίνδυνο έκθεσης. Υπάρχει συνεχής έκθεση σε νέες εκπομπές ντίζελ που χρησιμοποιούν πρόσθετα καυσίμων που περιέχουν νανοσωματίδια CeO2 και οι επιπτώσεις στο περιβάλλον και στη δημόσια υγεία αυτής της νέας τεχνολογίας είναι άγνωστες. Η έρευνα για τη χημική ασφάλεια της EPA αξιολογεί τις περιβαλλοντικές, οικολογικές και υγειονομικές επιπτώσεις των πρόσθετων καυσίμου ντίζελ με δυνατότητα νανοτεχνολογίας.
Διοξείδιο του τιτανίου: Το νανοδιοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται, σήμερα, σε πολλά προϊόντα. Ανάλογα με τον τύπο του σωματιδίου, μπορεί να βρεθεί σε αντηλιακά, καλλυντικά και χρώματα και επιστρώσεις. Διερευνάται, επίσης, για χρήση στην αφαίρεση ρύπων από το πόσιμο νερό.
Nano Silver: Το Nano Silver ενσωματώνεται σε υφάσματα, ρούχα, συσκευασίες τροφίμων και άλλα υλικά για την εξάλειψη των βακτηρίων.
Σίδηρος: Ενώ, ο σίδηρος σε νανοκλίμακα διερευνάται για πολλές χρήσεις, συμπεριλαμβανομένων των «έξυπνων υγρών» για χρήσεις, όπως το γυάλισμα οπτικών και ως συμπλήρωμα θρεπτικών συστατικών σιδήρου με καλύτερη απορρόφηση, μία από τις πιο σημαντικές τρέχουσες χρήσεις του είναι η απομάκρυνση της μόλυνσης από τα υπόγεια ύδατα.
Βιβλιογραφία
european-union.europa.eu
Υπάρχει επιφυλακτικότητα με τα νανοσωματίδια…
Τα καλύτερα βιολογκά σκευάσματα για την υγεία σας
Πατήστε, εδώ, για να παραγγείλετε τα καλύτερα σκευάσματα γαι την υγεία σας
Διαβάστε, επίσης, παρόμοια άρθρα που μπορεί να σας ενδιαφέρουν
Τέλος στις περιττές βιοψίες για τη διάγνωση του καρκίνου του προστάτη
Καρκίνος εγκεφάλου και κάνναβη
Η ανάγκη για βελτίωση της ακτινοθεραπείας στους όγκους του εγκεφάλου
Η νανοϊατρική στον καρκίνο του μαστού
Νανοσωματίδια από τσάι κατά του καρκίνου του προστάτη
