Betegségek diagnosztizálása

Az egészségügyi ágazat egyre gyakrabban alkalmaz nanotechnológiát a vizsgálatok pontosságának és sebességének fokozása érdekében, valamint bizonyos egészségügyi problémák okainak feltárására. A nanoanyagok hozzájárulhatnak a téves diagnózis kockázatának csökkentéséhez is.

 

Jobb minőségű orvosi képalkotás

A röntgen komputertomográfia (CT), a mágnesrezonancia-képalkotás (MRI) és az ezekhez hasonló képalkotó eszközök elengedhetetlenné váltak azokban az esetekben, amikor az orvosnak részletes képet kell kapnia a beteg testének belsejéről. Ezen képek minőségének javítása érdekében speciális anyagokat, úgynevezett kontrasztanyagokat alkalmaznak CT és MRI során is. 

E kontrasztanyagok némelyike azonban olyan nemkívánatos mellékhatásokat okoz, mint a hányinger vagy az enyhe bőrkiütés. A nanorészecskék a hagyományos kontrasztanyagok alternatívájaként használhatók, mivel bizonyítottan kevesebb mellékhatást okoznak.

Az aranyat, a bizmutot és volfrám nanorészecskéket CT-vizsgálatok során alkalmazzák, mivel ezek segítenek csökkenteni a röntgensugarak intenzitását. Ezáltal javítható a kontraszt és tisztább lesz a végleges kép. MRI esetén különböző gadolínium-, mangán- és vasalapú nanorészecskéket vizsgálnak. 

E nanorészecskék felülete különböző molekulák segítségével módosítható annak érdekében, hogy a szervezeten belüli viselkedésük megváltozzon. Ez lehetővé teszi a nanorészecskék számára, hogy meghatározott szöveteket vagy sejteket célozzanak meg, ami segítheti a rák kialakulásának korai szakaszban történő jobb észlelését, vagy a szívproblémákat okozó, magas kockázatú érelmeszesedési plakkok azonosítását.

 

Gyorsabb, olcsóbb és pontosabb biomolekuláris kimutatás

A modern orvostudomány a biológiai folyadékok, például a vér és a vizelet elemzésére is támaszkodik bizonyos speciális biomolekulák kimutatása során, mint az esetleges betegségekre utaló DNS, antitestek és fehérjék. Ezen biomolekulák kimutatásával és elemzésével biztosítható, hogy minden beteg a leghatékonyabb kezelésben részesüljön. 

A nanoanyagok gyors, egyben megbízhatóbb módszert kínálhatnak a különböző biomarkerek kimutatására és annak nyomon követésére, hogy a beteg mennyire reagál a kezelésre. Ezek a módszerek különféle anyagokat használnak, beleértve az aranyat, a szilícium-dioxidot, a kvantumegységeket és a grafénalapú anyagokat. Optikai, mágneses és katalitikus tulajdonságaik módosíthatók, így lehetővé téve a különböző kimutatási módokat.

A nanostruktúrák kialakítása érdekében a nanoanyagok felületéhez különböző biomolekulákat, például DNS-t lehet kötni. Ezek együttesen apró nanofáklyaként működnek, amelyek jelzésként szolgálnak minden olyan esetben, amikor egy biológiai folyadékból vett mintában egy adott betegség markere megtalálható. 

 

A nanotechnológia által lehetővé tett, viselhető egészségügyi érzékelők

A bőr a legnagyobb szervünk. Az izzadság és a bőr alatti egyéb folyadékok számos biológiai markert tartalmaznak, amelyek sokat elárulhatnak egészségünkkel kapcsolatban. Mivel más szervektől eltérően a bőr szabadon hozzáférhető, invazív vizsgálatok nélkül felhasználhatjuk egészségünk megfigyelése céljából. 
A viselhető érzékelők piaca egyre bővül, és a nanoanyagok várhatóan fontos szerepet fognak játszani jövőbeli fejlődésükben. Ahhoz, hogy működőképesek legyenek, a viselhető érzékelőknek rugalmasnak és könnyűnek kell lenniük, emellett pontosan kell érzékelniük különféle biológiai jeleket. Kis méretüknek köszönhetően az olyan nanoanyagok, mint a szén nanocsövek, a grafén és a különböző fém nanorészecskék lehetővé teszik miniatűr érzékelők beépítését különböző anyagokba, mint például textíliákba vagy a viselhető eszközökbe.
Bár e fejlesztések közül sok esetén további kutatásokra van szükség – beleértve a biztonságosságuk értékelését is –, a nanoanyagok az elkövetkező években fontos szerepet fognak játszani az orvosi diagnosztikában.