European Observatory for Nanomaterials

Il settore sanitario utilizza sempre di più la nanotecnologia per migliorare l’accuratezza e la velocità dei test e scoprire le cause di determinati problemi di salute. I nanomateriali sono anche in grado di contribuire a ridurre i rischi di diagnosi errate.

Diagnostica per immagini di alta qualità

Strumenti di imaging come la tomografia computerizzata a raggi X (TC) e la risonanza magnetica per immagini (RMI) sono diventati indispensabili nei casi in cui i medici necessitino di una visualizzazione dettagliata dell’interno dell’organismo di un paziente. Per migliorare la qualità di queste immagini vengono utilizzate sostanze specifiche, denominate mezzi di contrasto, sia con la TC sia con la RMI. 

Tuttavia, alcuni di questi mezzi di contrasto provocano effetti collaterali indesiderati come nausea o eruzioni cutanee lievi. Le nanoparticelle possono essere utilizzate come alternative ai mezzi tradizionali in quanto hanno dimostrato di causare meno effetti collaterali.

Nelle scansioni TC vengono utilizzate nanoparticelle di oro, bismuto e tungsteno poiché favoriscono una riduzione di intensità dei raggi X, creando un contrasto migliore e rendendo l’immagine finale più nitida. Per la RMI sono in fase di studio diverse nanoparticelle a base di gadolinio, manganese e ferro. 

La superficie di queste nanoparticelle può essere modificata utilizzando diverse molecole per cambiare il modo in cui agiscono nell’organismo. Ciò consente alle nanoparticelle di avere come bersaglio specifici tessuti o cellule, risultando utili per una rilevazione più accurata di formazioni tumorali in una fase iniziale o per l’identificazione di placche aterosclerotiche ad alto rischio che causano problemi cardiaci.

Rilevamento biomolecolare più veloce, più economico e più accurato

La medicina moderna si basa anche sull’analisi di fluidi biologici quali sangue e urina per rilevare biomolecole specifiche come DNA, anticorpi e proteine, che possono essere indice di una malattia. La rilevazione e l’analisi di queste biomolecole sono in grado di garantire che ciascun paziente riceva il trattamento più efficace. 

I nanomateriali possono offrire un metodo rapido e più affidabile per rilevare diversi biomarcatori e monitorare la qualità della risposta di un paziente a un trattamento. Questi metodi utilizzano una varietà di materiali, tra cui oro, silice, punti quantici e materiali a base di grafene. Le loro proprietà ottiche, magnetiche e catalitiche possono essere manipolate al fine di consentire diverse modalità di rilevazione.

Varie biomolecole, come ad esempio il DNA, possono essere fatte aderire alla superficie dei nanomateriali in modo da formare nanostrutture. Insieme, agiscono come minuscoli nanobrillamenti che forniscono un segnale ogni volta che uno specifico marcatore di malattia viene rilevato in un campione di fluido biologico. 

Sensori di salute indossabili grazie alla nanotecnologia

La pelle è l’organo più esteso del nostro organismo. Il sudore e altri fluidi sottocutanei presentano molti marcatori biologici che possono fornire informazioni sulla nostra salute. Poiché la pelle, a differenza della maggior parte degli altri organi, è esposta, possiamo servircene per monitorare la nostra salute senza test invasivi. 
I sensori indossabili costituiscono un mercato in espansione e si prevede che i nanomateriali svolgeranno un ruolo importante nel loro sviluppo futuro. Affinché funzionino, i sensori indossabili devono essere flessibili e leggeri, oltre a dover rilevare diversi segnali biologici in modo accurato. Grazie alle loro dimensioni ridotte, nanomateriali come nanotubi di carbonio, grafene e diverse nanoparticelle metalliche consentono di inserire sensori in miniatura in materiali come tessuti o dispositivi indossabili.
Sebbene molti di questi sviluppi necessitino di ulteriori ricerche, comprese le valutazioni della sicurezza, i nanomateriali svolgeranno un ruolo importante nella diagnostica medica negli anni a venire.