Diagnostika chorôb
Odvetvie zdravotnej starostlivosti čoraz viac využíva nanotechnológiu na zlepšenie presnosti a rýchlosti testov a na zistenie príčin určitých zdravotných problémov. Nanomateriály môžu tiež pomôcť pri znižovaní rizika nesprávnej diagnózy.
Medicínske zobrazovanie vyššej kvality
Nástroje zobrazovania, ako je počítačová tomografia (CT) a zobrazovanie magnetickou rezonanciou (MRI), sa stávajú nevyhnutným nástrojom, keď lekár potrebuje podrobný pohľad na vnútro tela pacienta. Na zlepšenie kvality týchto zobrazení sa pri CT a MRI používajú špeciálne látky, nazývané kontrastné látky.
Niektoré z týchto kontrastných látok však spôsobujú nežiaduce vedľajšie účinky, ako je nevoľnosť alebo stredne závažné kožné vyrážky. Nanočastice sa dajú použiť ako alternatívy k tradičným látkam, keďže sa preukázalo, že spôsobujú menej vedľajších účinkov.
Zlaté, bizmutové a volfrámové nanočastice sa používajú pri CT, keďže pomáhajú znížiť intenzitu röntgenových lúčov. Vzniká tým lepší kontrast a konečné zobrazenie je jasnejšie. V prípade MRI sa skúmajú rôzne nanočastice na báze gadolínia, mangánu a železa.
Povrch týchto nanočastíc sa dá upraviť pomocou rôznych molekúl, aby sa zmenil spôsob ich správania v tele. To umožňuje, aby sa nanočastice zacielili na konkrétne tkanivá alebo bunky, čo pomôže lepšie odhaliť rakovinové útvary v počiatočnej fáze alebo identifikovať vysoko rizikové aterosklerotické plaky, ktoré spôsobujú srdcové problémy.
Rýchlejšia, lacnejšia a presnejšia biomolekulárna detekcia
Moderná medicína sa spolieha aj na analýzu biologických tekutín, ako je krv a moč, s cieľom zistiť prítomnosť konkrétnych biomolekúl, ako je DNA, protilátky a proteíny, ktoré môžu indikovať ochorenie. Detekcia a analýza týchto biomolekúl dokážu zaistiť, aby každý pacient dostal najefektívnejšiu liečbu.
Nanomateriály môžu ponúknuť rýchlu a spoľahlivejšiu metódu na zistenie prítomnosti rôznych biomarkerov a na monitorovanie toho, ako pacient odpovedá na liečbu. Tieto metódy používajú rôzne materiály vrátane zlata, kremíka, kvantových bodiek a materiálov na báze grafénu. Ich optické, magnetické a katalytické vlastnosti sa dajú upraviť tak, aby umožnili rôzne druhy detekcie.
Rôzne biomolekuly, ako je DNA, možno pripojiť k povrchu nanomateriálov, a vytvoriť tak nanoštruktúry. Spolu pôsobia ako nepatrné nanozáblesky, ktoré signalizujú, keď sa vo vzorke biologickej tekutiny nájde marker konkrétneho ochorenia.
Nositeľné senzory zdravotného stavu, ktoré umožňuje nanotechnológia
Koža je náš najväčší orgán. Pot a iné tekutiny pod kožou majú množstvo biologických markerov, ktoré nám môžu povedať niečo o našom zdraví. Keďže koža je na rozdiel od ostatných orgánov odhalená, môžeme ju využiť na monitorovanie nášho zdravia bez invazívneho testovania.
Nositeľné senzory sú expandujúci trh a od nanomateriálov sa očakáva, že budú hrať dôležitú úlohu v ich budúcom vývoji. Aby nositeľné senzory fungovali, musia byť flexibilné, ľahké a musia presne zisťovať prítomnosť rôznych biologických signálov. Vďaka svojej malej veľkosti umožňujú nanomateriály, ako sú uhlíkové nanorúrky, grafén a rôzne kovové nanočastice, integrovať miniatúrne senzory do materiálov, ako sú textílie alebo prenosné zariadenia.
Hoci je v prípade mnohých z týchto vývojových trendov potrebný intenzívnejší výskum, vrátane posúdenia ich bezpečnosti, nanomateriály budú hrať dôležitú úlohu v medicínskej diagnostike v nadchádzajúcich rokoch.