Diagnozowanie chorób

Sektor opieki zdrowotnej w coraz większym stopniu korzysta z nanotechnologii, aby zwiększyć dokładność i szybkość wykonywania badań oraz określić przyczyny pewnych problemów zdrowotnych. Nanomateriały mogą ponadto pomóc w zmniejszeniu ryzyka błędnej diagnozy.

 

Poprawa jakości diagnostyki obrazowej

Metody obrazowania, takie jak rentgenowska tomografia komputerowa (TK) i obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (RM), stały się niezbędne do szczegółowej wizualizacji wnętrza organizmu pacjenta. Aby zwiększyć jakość obrazów, w metodach TK i RM stosuje się specjalne substancje, tzw. środki kontrastujące. 

Niektóre z nich wywołują jednak niepożądane skutki uboczne, na przykład nudności i łagodną wysypkę. Nanocząstki można stosować jako alternatywę dla środków tradycyjnych, ponieważ wiadomo, że wywołują mniej efektów ubocznych.

Nanocząstki złota, bizmutu i wolframu stosuje się do obrazowania metodą TK, ponieważ pozwalają zmniejszyć natężenie promieniowania rentgenowskiego. Daje to lepszy kontrast, a ostateczny obraz jest wyraźniejszy. W przypadku obrazowania metodą RM oceniane są różne nanocząstki zawierające gadolin, mangan i żelazo. 

Powierzchnię tych nanocząstek można modyfikować za pomocą różnych cząsteczek, zmieniając ich zachowanie w organizmie. Dzięki temu nanocząstki są ukierunkowane na konkretne tkanki lub komórki, co umożliwia lepsze wykrywanie zmian nowotworowych we wczesnym stadium lub blaszek miażdżycowych stwarzających duże ryzyko wystąpienia problemów z sercem.

 

Szybsza, tańsza i dokładniejsza diagnostyka biomolekularna

W nowoczesnej medycynie stosuje się także analizę płynów biologicznych (np. krwi i moczu) do wykrywania określonych biomolekuł, takich jak DNA, przeciwciała i białka, związanych z chorobą. Dzięki wykrywaniu i analizie tych biomolekuł każdy pacjent może otrzymać skuteczne leczenie. 

Nanomateriały zapewniają szybki i bardziej niezawodny sposób wykrywania różnych biomarkerów, a także kontrolę skuteczności leczenia. W metodach tych wykorzystuje się różnorodne materiały, w tym złoto, krzemionkę, kropki kwantowe i materiały grafenowe. Ich właściwości optyczne, magnetyczne i katalityczne można modyfikować, uzyskując różne metody wykrywania.

Do powierzchni nanomateriałów można przyłączać różne biomolekuły, np. DNA, uzyskując nanostruktury. Stanowią one łącznie mikroskopijne nanosygnały pozwalające wykryć określony marker chorobowy w próbce płynu biologicznego. 

 

Czujniki stanu zdrowia noszone na ciele dzięki nanotechnologii

Skóra jest największym narządem w naszym organizmie. Pot i inne płyny znajdujące się pod skórą mogą zawierać szereg markerów biologicznych określających stan zdrowia. Ponieważ skóra, w przeciwieństwie do większości innych narządów, jest odsłonięta, można ją wykorzystać do monitorowania stanu zdrowia bez wykonywania inwazyjnych badań. 
Rynek czujników noszonych na ciele szybko się rozwija; oczekuje się, że nanomateriały będą miały istotne znaczenie w jego przyszłym rozwoju. Wydajne czujniki noszone na ciele muszą być elastyczne, lekkie i odpowiednie do precyzyjnego wykrywania różnych sygnałów biologicznych. Dzięki małym rozmiarom nanomateriały, na przykład nanorurki węglowe, grafen i różne nanocząstki metali, pozwalają na wbudowanie miniaturowych czujników w materiały, na przykład tkaniny lub urządzenia do noszenia na ciele.
W przypadku wielu produktów konieczne są dalsze badania (w tym ocena bezpieczeństwa), jednak nanomateriały będą mieć istotne znaczenie w diagnostyce medycznej w przyszłości.