纳米技术和纳米无人机的最新进展

纳米技术和可摄入药物在医学领域的应用越来越引起人们的关注。 测量生命体征的非侵入式可摄取传感器,以及使过程更舒适的可摄入设备现在正在成为主流。 纳米技术进展的另一个重要领域是开发纳米粒子,可以携带药物并靶向特定的细胞或组织。

这些可生物降解的纳米“无人机”在医学的不同领域具有巨大的潜力。 它们已经被引入肿瘤学并用于减弱小鼠模型中的肿瘤细胞防御 。 2015年,心脏病专家还利用纳米技术提供药物和修复动脉 ,为以新颖方式治疗动脉粥样硬化铺平了道路,可能预防心脏病发作和中风。

利用纳米技术解决炎症

Science Translational Medicine上发表的一项动物模型研究报告说,纳米级无人机可以有效地重建动脉粥样硬化斑块,使得斑块更加稳定并且不太可能破裂并变成可能致命的血块。 来自哈佛医学院,布莱根妇女医院和哥伦比亚大学的研究人员设计了纳米抗菌药物,这些纳米抗菌药物被设计用于将抗炎物质直接运送到目标位置。

未解决的炎症是动脉粥样硬化病变发展的主要因素。

当使用含有由人体自身的抗炎蛋白膜联蛋白A1制成的治疗物质的纳米无人机时,患有晚期动脉粥样硬化的小鼠获得显着改善。 不仅炎症减轻,小鼠的动脉也得到修复,这种治疗的一个组成部分是这种新型治疗所特有的。

修复损伤的冠状动脉对于预防心脏病发作非常重要,并且还可以抑制动脉粥样硬化引起的死亡人数,动脉粥样硬化目前是美国疾病和死亡的主要原因。 据推测,该创新过程应该很快进行微调并在人体上进行测试,从而提供一种令人兴奋的方式来通过靶向局部递送肽来治疗炎症。

普渡大学威尔顿生物医学工程学院的研究人员描述了另一种利用纳米技术治疗炎症的突破性方法。 他们开发了一种可用于治疗外周动脉疾病的胶原结合纳米颗粒系统。 这种新方法使用的纳米粒子与胶原结合并释放抗炎肽。 这些纳米粒子还可以减少炎症,并促进受伤组织的再生。

纳米粒子修复上皮损伤

伤口修复是另一个治疗领域,可以成功应用纳米粒子以促进经常难以治愈的过程。 埃默里大学的Giovanna Leoni及其同事使用将含有天然蛋白膜联蛋白A1的纳米颗粒系统递送至受损的肠粘膜。

慢性粘膜损伤是许多肠道炎症状况的特征,包括溃疡性结肠炎和克罗恩病,这些疾病影响估计有160万美国人。 最近对小鼠的研究表明,抗炎物质的靶向递送增强了伤口组织的愈合过程并促进了上皮伤口修复。 在他们发表在“临床研究杂志”上的文章中,作者提出,纳米颗粒内包裹的肽的局部递送可能是炎症性肠病(IBD)患者的新治疗策略。

对天然纳米颗粒的开发也有兴趣,可以帮助治疗IBD等疾病。 由食用生姜衍生的纳米颗粒已成功用于亚特兰大乔治亚州立大学的张明正领导的研究。 天然纳米粒子可能潜在地减少与合成化学品生产相关的困难。

Nanomesh敷料治疗慢性伤口

澳大利亚斯威本科技大学的Martina Abrigo和她的研究小组证明了纳米技术的另一种可能用途。 Abrigo正在探索微小颗粒的外部应用来治疗慢性感染伤口。 她用电纺聚苯乙烯纤维制成了一种网状物,旨在吸引伤口内的细菌。 纳米网为细菌如金黄色葡萄球菌和大肠杆菌提供了最佳的生长条件,因此它们被吸引到网格中,使伤口保持清洁。 通过扫描电子显微镜和共聚焦显微镜的组合来测试对不同纤维直径的网眼的细菌响应。

细菌特别吸引到与它们大小相同的纤维。 在ACS应用材料和接口中发表的结果表明,静电纺丝纳米纤维可能是一种控制常见细菌感染伤口的新方法。 迄今为止,科学家们仅通过皮肤模型进行了组织工程化的体外实验和实验。 然而,预计在不久的将来,将对活体组织进行类似的测试,以评估这种新方法的潜力。 已经使用一些其他类型的纳米颗粒伤口敷料进行了体内研究,例如,银纳米颗粒取得了一些成功。

>来源:

> Abrigo M,Kingshott P,McArthur S. Electrospun聚苯乙烯纤维直径影响细菌附着,增殖和生长。 ACS Applied Materials and Interfaces ,2015; 7(14):7644-7652。

> Fredman G,Spolitu S,Perretti M等人。 含有促溶解肽Ac2-26的靶向纳米颗粒可防止高胆固醇血症小鼠中的晚期动脉粥样硬化。 Science Translational Medicine ,2015; 7(275)。

> Leoni G,Neumann P,Reutelingsperger C等人。 包含细胞外囊泡和聚合物纳米颗粒的膜联蛋白A1'促进上皮伤口修复。 Journal of Clinical Investigation ,2015; 125(3):1215-1227。

> McMasters J,Panitch A.全长文章:胶原结合纳米颗粒用于细胞外抗炎症肽递送降低血小板活化,促进内皮迁移并抑制炎症。 Acta Biomaterialia ,2017; 49:78-88。

>张M,Viennois E,梅林D,等。 食用姜源性纳米颗粒:一种用于预防和治疗炎症性肠病和结肠炎相关癌症的新型治疗方法。 Biomaterials ,2016; 101:321-340。