Nanotechnologia

Nanotechnologia jako nowe podejście w medycynie

Nanotechnologia jako nowe podejście do tworzenia różnych struktur na poziomie nanometrycznym jest obiecującym obszarem nauki w wielu dziedzinach. Dzięki możliwości zmiany właściwości materiałów na skalę nieosiągalną w przypadku materiałów konwencjonalnych mówi się, że nanotechnologia może zrewolucjonizować medycynę, szczególnie w dziedzinie dostarczania leków, diagnostyki, inżynierii tkankowej, obrazowania i terapii. Już dzisiaj powszechnie wykorzystuje się nanotechnologię w diagnozowaniu oraz leczeniu chorób. Po krótce omówimy kilka z wykorzystywanych rozwiązań i tych wciąż będących w fazie badań.

 

Diagnostyka

Jedno z najgłębszych zastosowań obejmuje obraz diagnostyczny oparty na nanocząsteczkach, w którym nanocząsteczki można przyłączać do określonych biomarkerów w celu poprawy obrazowania w takich metodach jak rezonans magnetyczny (MRI), tomografia komputerowa (CT) i tomografia emisyjna pozytonowa (PET), dzięki czemu pomiary są bardziej czułe, a uzyskane obrazy dokładniejsze. Inne zastosowanie może obejmować sekwencjonowanie nanoporów, czyli nowatorską technologię wykorzystującą nanopory, aby wykryć sekwencję cząsteczek DNA lub RNA, co pozwala na szybką i dokładną diagnozę zaburzeń genetycznych, takich jak nowotwory i choroby genetyczne. Warto też wspomnieć o badaniach nad diagnostyką in vivo, w zakresie opracowywania urządzeń zdolnych do pracy, reagowania i modyfikowania wewnątrz ludzkiego organizmu w celu wczesnej diagnozy wszelkich nieprawidłowości w organizmie.

Stomatologia

Niektóre najnowsze osiągnięcia w dziedzinie nanotechnologii jamy ustnej mogą obejmować takie opcje leczenia jak znieczulenie, renaturalizacja uzębienia, leczenie nadwrażliwości, korekta ortodontyczna problemów oraz zmodernizowane możliwości emaliowania w celu utrzymania zdrowia jamy ustnej. Technologia w skali nano wykorzystywaną do takich zastosowań uwrażliwia na ruchy impulsów nerwowych w rdzeniu zęba na podstawie obliczeń w czasie rzeczywistym. Warto również wspomnieć o szerokim wykorzystaniu nanotechnologii w implantologii i protetyce, której rozwiązania są już powszechnie stosowane nawet w Polsce.

Nanorobotyka chirurgiczna i medycyna nanobioelektryczna

Nanorobotyka chirurgiczna obejmuje opracowywanie i wykorzystywanie maleńkich robotów, które mogą wykonywać zabiegi chirurgiczne z dużą precyzją i skutecznością. Z kolei medycyna nanobioelektryczna polega na użyciu sygnału elektrycznego stymulującego procesy gojenia organizmu. Dziedziny programowania, inżynierii i biologii współpracują ze sobą, aby opracować nanorobota chirurgicznego działającego w układzie naczyniowym, który byłby w stanie wyciąć pojedynczy dendryt i neuron na poziomie chirurgii komórkowej, nie powodując przy tym uszkodzenia innych neuronów połączonych w złożoną sieć.

Onkologia

Nowotwory jako choroby, które wciąż przysparzają nam wiele problemów w okresie leczenia, są szczególnie głęboko badane pod kątem możliwych rozwiązań w zakresie nanotechnologii. Jednym z obszarów badań jest technologia magnetycznego dostarczania leków. Wykorzystuje ona zewnętrzne pole magnetyczne, aby wprowadzić nanocząsteczki zawierające lek do określonego miejsca w organizmie. Przykładając zewnętrzne pole magnetyczne, nanocząstki można skierować w pożądanym kierunku, do lokalizacji, takiej jak np. guz. Takie podejście pozwala na bardziej precyzyjne podanie leku, minimalizując narażenie ogólnoustrojowe i redukując skutki uboczne.

Rynek sprzętu medycznego

Wielkość rynku nanotechnologii w urządzeniach medycznych oszacowano na 4,97 miliarda dolarów w 2022 r. i oczekuje się, że do 2032 r. osiągnie około 10,84 miliarda dolarów, przy czym w okresie prognozy 2023–2032 osiągnie znaczący CAGR na poziomie 8,1%. Rynek tego sprzętu najlepiej prosperuje w Ameryce Północnej, szczególnie w USA. Jednym z powodów tego rozwoju jest fakt, że wiele amerykańskich firm już od dawna pracuje z technologią DNA, co czyni je lepiej przygotowanymi do wykorzystania nanotechnologii do tworzenia innowacji medycznych. Ponadto Stany Zjednoczone oferują środowisko, w którym naukowcy mogą współpracować w różnych dziedzinach, takich jak nauka, biznes i prawo, co zapewnia lepszy rozwój różnych dziedzin. Prognozowany wzrost wartości tej części rynku przedstawiono na poniższym wykresie.

Wykres 1. Wykres sporządzono na podstawie danych ze strony https://www.novaoneadvisor.com/report/nanotechnology-in-medical-devices-market

Jak można odczytać z wykresu, ta część rynku jak najbardziej ma potencjał wzrostowy, jako że zapotrzebowanie na ten rynek jest stale na wysokim poziomie.

Podsumowanie

Chociaż rynek nanotechnologiczny niesie ogromne nadzieje i potencjał w medycynie, nie jest pozbawiony on napotykanych trudności. Największe przeciwności w procesie tworzenia nowych rozwiązań w medycynie pojawiają się na etapie przeprowadzenia odpowiedniej ilości badań, aby być pewnym, że ów rozwiązanie jest bezpieczne dla pacjenta oraz nie przyniesie niepożądanych skutków ubocznych. Brakuje również specjalistów z dziedziny nanotechnologii, którzy opracowywaliby nowe metody diagnozy i leczenia, a także wdrażaliby te nowe. Jednakże można się spodziewać, że w najbliższych latach sytuacja ta ulegnie poprawie i rozwiązania nano poprawią jakość służby ochrony zdrowia.

Podobne artykuły

Kształtowanie nanometrycznych cząstek złota – wielkości milionowych milimetra – w celu poprawy ich właściwości w biomedycynie i fotonice stało się możliwe dzięki specjalnemu systemowi laserowemu w pracy wykonanej na...

Accessibility Tools