Diagnostika onemocnění
Ve zdravotnictví se stále častěji používají nanotechnologie ke zvýšení přesnosti a rychlosti testů a ke zjištění příčin některých zdravotních problémů. Nanomateriály mohou také pomáhat snížit riziko chybné diagnózy.
Kvalitnější diagnostické zobrazování
Zobrazovací přístroje, jako je rentgenová počítačová tomografie (CT) a magnetická rezonance (MRI), se staly nepostradatelnými nástroji, kdykoli lékaři potřebují detailní pohled do pacientova těla. Pro zlepšení kvality těchto snímků se u CT i MRI používají speciální látky, tzv. kontrastní látky.
Některé z těchto kontrastních látek však způsobují nežádoucí vedlejší účinky, jako je nevolnost nebo mírná kožní vyrážka. Nanočástice lze použít jako alternativu k tradičním látkám, protože se ukázalo, že mají méně vedlejších účinků.
Nanočástice zlata, bismutu a wolframu se používají při vyšetřeních CT, protože pomáhají snižovat intenzitu rentgenového záření. Tím se dosáhne lepšího kontrastu a výsledný snímek je jasnější. Pro účely magnetické rezonance se zkoumají různé nanočástice na bázi gadolinia, manganu a železa.
Povrch těchto nanočástic lze modifikovat při použití v různých molekulách a změnit tak jejich chování v těle. Nanočástice se tak mohou zaměřit na konkrétní tkáně nebo buňky, což může pomoci lépe odhalit rakovinné bujení v raném stadiu nebo identifikovat rizikové aterosklerotické pláty, které způsobují srdeční problémy.
Rychlejší, levnější a přesnější detekce biomolekul
Moderní medicína se také spoléhá na analýzu biologických tekutin, jako je krev a moč, v nichž mohou být přítomny specifické biomolekuly, jako jsou DNA, protilátky a proteiny, které mohou indikovat onemocnění. Detekce a analýza těchto biomolekul může zajistit, že každý pacient dostane tu nejúčinnější léčbu.
Nanomateriály mohou nabídnout rychlé, spolehlivější metody detekce různých biomarkerů a sledování toho, jak pacient reaguje na léčbu. Tyto metody využívají různé materiály, včetně zlata, oxidu křemičitého, kvantových teček a materiálů na bázi grafenu. Jejich optické, magnetické a katalytické vlastnosti lze upravovat tak, aby umožňovaly různé způsoby detekce.
Na povrch nanomateriálů lze navázat různé biomolekuly, například DNA, a vytvořit tak nanostruktury. Společně fungují jako tzv. „nano-světlice“, které dávají signál, kdykoli je ve vzorku biologické tekutiny nalezen specifický marker nemoci.
Nositelné zdravotní senzory s využitím nanotechnologií
Kůže je největším orgánem našeho těla. Pot a další tekutiny pod kůží obsahují mnoho biologických markerů, které nás mohou informovat o našem zdraví. Protože je kůže na rozdíl od většiny ostatních orgánů odhalená, můžeme ji využívat ke sledování našeho zdraví bez invazivních vyšetření.
Nositelné senzory na trhu expandují a očekává se, že nanomateriály budou hrát důležitou roli v jejich budoucím vývoji. Aby nositelné senzory fungovaly, musí být flexibilní, lehké a přesně detekovat různé biologické signály. Díky svým malým rozměrům umožňují nanomateriály, jako jsou uhlíkové nanotrubice, grafen a různé kovové nanočástice, přidávat miniaturní senzory do materiálů, jako jsou textilie nebo nositelná zařízení.
Přestože mnohé z těchto novinek vyžadují další výzkum – včetně posouzení jejich bezpečnosti –, budou nanomateriály v příští letech hrát v lékařské diagnostice důležitou roli.