Diagnostisera sjukdomar
Sjukvården använder nanoteknik i allt högre grad för att göra tester noggrannare och snabbare och hitta orsaker till vissa hälsoproblem. Nanomaterial kan även bidra till minskad risk för feldiagnoser.
Medicinsk bilddiagnostik av högre kvalitet
Bilddiagnosteknik som röntgen, datortomografi och magnetröntgen har blivit oundgänglig när läkarna behöver kunna titta in i patientens kropp. För att förbättra kvaliteten på bilderna används speciella ämnen, kontrastmedel, både vid datortomografi och magnetröntgen.
Men vissa av kontrastmedlen ger oönskade biverkningar som illamående och lindriga hudutslag. Det går att använda nanopartiklar i stället för traditionella kontrastmedel, och de har visats ge färre biverkningar.
Nanopartiklar av guld, vismut och volfram används vid datortomografi eftersom de bidrar till att minska röntgenstrålarnas intensitet. Det ger bättre kontrast och gör den slutliga bilden tydligare. För magnetröntgen undersöks olika nanopartiklar av gadolinium, mangan och järn.
Ytan på dessa nanopartiklar kan modifieras med olika molekyler för att förändra deras partiklars beteende i kroppen. På så sätt kan nanopartiklar målinriktas på vissa vävnader eller celler, vilket kan göra det lättare att upptäcka cancer tidigt eller identifiera aterosklerotiska plack i blodkärl som innebär hög risk för hjärtproblem.
Snabbare och billigare biomolekylär detektering med större noggrannhet
Modern medicin bygger även på analys av biologiska vätskor som blod och urin för att upptäcka specifika biomolekyler såsom DNA, antikroppar och proteiner som kan tyda på en sjukdom. Detektering och analys av dessa biomolekyler kan säkerställa att varje patient får den effektivaste behandlingen.
Nanomaterial kan erbjuda en snabb och mer tillförlitlig metod för att upptäcka olika biomarkörer och övervaka hur väl patienten svarar på en behandling. Vid metoderna används en mängd olika material, bland annat guld, kisel, kvantprickar och grafenbaserade material. Deras optiska, magnetiska och katalytiska egenskaper kan manipuleras för olika typer av detektering.
Olika biomolekyler, såsom DNA, kan fästas på ytan av nanomaterial och bilda nanostrukturer. Tillsammans kan de fungera som små nanofacklor som ger en signal när en viss sjukdomsmarkör hittas i ett prov av biologisk vätska.
Bärbara sensorer tack vare nanoteknik
Huden är kroppens största organ. Svett och andra vätskor under huden innehåller många biologiska markörer som kan ge oss information om vår hälsa. Eftersom huden till skillnad från de flesta andra organ är exponerad för yttervärlden kan vi använda den för att övervaka hälsan utan invasiv testning.
Bärbara sensorer är en växande marknad, och nanomaterial förväntas spela en viktig roll i deras framtida utveckling. För att bärbara sensorer ska fungera måste de vara flexibla, lätta och med hög precision kunna upptäcka olika biologiska signaler. Tack vare att nanomaterial är så små, som kolnanorör, grafen och olika metallnanopartiklar, går det att lägga in miniatyrsensorer i material som textilier eller bärbara enheter.
Mycket av denna utveckling kräver mer forskning, bland annat säkerhetsbedömning, men nanomaterial kommer att fylla en viktig funktion inom medicinsk diagnostik under de kommande åren.