Diagnosticarea bolilor

În sectorul sanitar, nanotehnologia se folosește din ce în ce mai mult pentru a îmbunătăți precizia și rapiditatea testelor, precum și pentru a descoperi cauzele anumitor probleme de sănătate. De asemenea, nanomaterialele pot ajuta la scăderea riscului de diagnosticare eronată.

Imagistică medicală de calitate superioară

Instrumentele de imagistică, cum sunt tomografia computerizată (TC) cu raze X și imagistica prin rezonanță magnetică (IRM) au devenit indispensabile în cazurile în care medicii au nevoie să vadă detalii din interiorul organismului unui pacient. Pentru a îmbunătăți calitatea acestor imagini, atât în cazul TC, cât și în cazul IRM se folosesc substanțe specializate numite substanțe de contrast. 

Unele dintre aceste substanțe de contrast provoacă însă efecte secundare nedorite, de exemplu greață sau iritarea ușoară a pielii. Ca alternativă la substanțele tradiționale se pot utiliza nanoparticule, fiind demonstrat că acestea provoacă mai puține efecte secundare.

În scanările de tip TC se folosesc nanoparticule de aur, de bismut și de tungsten, care contribuie la scăderea intensității razelor X. Se obține astfel un contrast mai bun, iar imaginea finală este mai clară. Pentru IRM se studiază utilizarea a diferite nanoparticule pe bază de gadoliniu, de mangan și de fier. 

Suprafața acestor nanoparticule poate fi modificată cu ajutorul a diverse molecule, care au rolul de a modifica comportamentul lor în organism. Astfel, nanoparticulele pot fi direcționate către anumite țesuturi sau celule, ceea ce poate ajuta la o mai bună detectare a formațiunilor canceroase într-un stadiu incipient sau la depistarea plăcilor aterosclerotice care provoacă probleme cardiace.

Detecție biomoleculară mai rapidă, mai ieftină și mai precisă

Medicina modernă se bazează și pe analizarea fluidelor biologice precum sângele și urina, cu scopul de a detecta biomolecule specifice – de exemplu ADN, anticorpi și proteine – care pot să indice o boală. Prin detectarea și analizarea acestor biomolecule se poate asigura administrarea celui mai eficace tratament pentru fiecare pacient. 

Nanomaterialele pot oferi o metodă rapidă, mai precisă, de detectare a diferiților biomarkeri și de monitorizare a răspunsului pacientului la tratament. Pentru astfel de metode se folosesc o varietate de materiale, printre care materiale pe bază de aur, dioxid de siliciu, puncte cuantice și grafen. Proprietățile optice, magnetice și catalitice ale acestor materiale pot fi manipulate astfel încât să facă posibile diferite moduri de detecție.

Pe suprafața nanomaterialelor se pot atașa diverse biomolecule, de exemplu ADN, pentru a forma nanostructuri. Împreună, ele au rolul unor nanorachete luminoase minuscule care semnalizează depistarea oricărui marker de boală specific într-o probă de fluid biologic. 

Senzori purtabili pentru monitorizarea stării de sănătate, datorită nanotehnologiei

Pielea este cel mai extins organ al corpului nostru. Transpirația și alte fluide aflate sub piele conțin numeroși markeri biologici care ne pot da informații despre sănătatea noastră. Deoarece pielea se află la suprafață, spre deosebire de majoritatea celorlalte organe, o putem folosi pentru a ne urmări starea de sănătate fără testări invazive. 
Piața senzorilor purtabili este în plină expansiune și se preconizează că nanomaterialele vor avea un rol important în dezvoltarea sa viitoare. Pentru a funcționa, senzorii purtabili trebuie să fie flexibili și ușori și să detecteze cu precizie diferite semnale biologice. Datorită dimensiunilor mici, nanomateriale precum nanotuburile de carbon, grafenul și diferite nanoparticule metalice fac posibilă inserarea de senzori miniaturali în materiale (de exemplu, în textile) sau în dispozitive purtabile.
Cu toate că sunt necesare mai multe cercetări pentru ca multe dintre aceste invenții să devină realitate – inclusiv evaluări ale siguranței acestora –, nanomaterialele vor juca un rol important în diagnosticarea medicală timp de mulți ani de acum înainte.