Diagnosticering af sygdomme
Sundhedssektoren anvender i stigende grad nanoteknologi til at forbedre nøjagtigheden og hastigheden af test og finde ud af årsagerne til visse helbredsproblemer. Nanomaterialer kan også medvirke til at reducere risikoen for fejldiagnosticering.
Højere kvalitet i medicinsk billeddannelse
Billeddiagnosticeringsværktøjer som CT-og MR-scanning er blevet uundværlige, når lægerne skal have et detaljeret indblik i en patients krop. For at forbedre kvaliteten af disse billeder anvendes der specielle stoffer (kontraststoffer) ved både CT- og MR-scanning.
Imidlertid giver nogle af disse kontraststoffer bivirkninger i form af f.eks. kvalme eller milde hududslæt. Nanopartikler kan anvendes som alternativ til traditionelle stoffer, da de har vist sig at medføre færre bivirkninger.
Nanopartikler af guld, bismuth og wolfram anvendes ved CT-scanninger, da de bidrager til at reducere intensiteten af røntgenstråler. Det giver en bedre kontrast og gør det endelige billede klarere. Til MR-scanninger undersøger man brugen af gadolinium-, mangan- og jernbaserede nanopartikler.
Overfladen på disse nanopartikler kan modificeres ved hjælp af forskellige molekyler for at ændre deres måde at opføre sig på i kroppen. Det gør det muligt for nanopartiklerne at nå specifikke væv eller celler, hvilket kan hjælpe med bedre at opdage kræftdannelse på et tidligt tidspunkt eller identificere højrisiko-aterosklerotisk plaque, der forårsager hjerteproblemer.
Hurtigere, billigere og mere nøjagtig biomolekylær detektion
I moderne medicin anvender man også analyse af biologiske væsker som f.eks. blod og urin til detektion af specifikke biomolekyler, herunder dna, antistoffer og proteiner, der kan være tegn på en sygdom. Detektion og analyse af disse biomolekyler kan sikre, at den enkelte patient får den mest effektive behandling.
Nanomaterialer kan være en hurtig og mere pålidelig metode til at detektere forskellige biomarkører og overvåge, hvor godt en patient reagerer på en behandling. Ved disse metoder anvendes en række forskellige materialer, herunder guld-, silica-, kvanteø- og grafenbaserede materialer. Deres optiske, magnetiske og katalytiske egenskaber kan manipuleres for at muliggøre forskellige detektionsmåder.
Forskellige biomolekyler, f.eks. dna, kan bindes til overfladen på nanomaterialer for at danne nanoformer. Sammen optræder de som bittesmå nanoblus, der afgiver et signal, når en specifik sygdomsmarkør findes i en prøve af biologisk væske.
Bærbare sundhedssensorer baseret på nanoteknologi
Huden er kroppens største organ. Sved og andre kropsvæsker under huden har mange biologiske markører, der kan fortælle os noget om vores helbred. Da huden i modsætning til de fleste andre organer er eksponeret, kan vi bruge den til at holde øje med vores helbred uden invasiv testning.
Bærbare sensorer er et marked i vækst, og nanomaterialer forventes at spille en vigtig rolle i den fremtidige udvikling. For at bærbare sensorer kan fungere, skal de være fleksible, lette og detektere forskellige biologiske signaler nøjagtigt. På grund af deres lille størrelse gør nanomaterialer som kulstofnanorør, grafen og forskellige metalnanopartikler det muligt at indarbejde miniaturesensorer i materialer som tekstiler eller bærbart udstyr.
Selvom mange af disse udviklinger har behov for yderligere undersøgelser, herunder vurderinger af sikkerheden ved dem, vil nanomaterialer spille en vigtig rolle i medicinsk diagnosticering i de kommende år.