cs.3b-international.com
Informace O Zdraví, Nemoci A Léčby.



Nanosenzory: budoucnost diagnostického léku?

Hlavním cílem diagnostické medicíny je co nejrychleji diagnostikovat zdravotní potíze, coz umoznuje lékarum lécit pacienty predtím, nez dojde k jakýmkoli nevratným nebo dlouhodobým skodám.
Nanosenzory jsou vyrobeny z uhlíkových nanotrubic, kazdý 100 000 krát mensí nez pramen vlasu.

Zrychlení procesu diagnostiky je hlavním cílem výzkumu. Nedávné studie hlásené o Zdravotní novinky dnes zahrnují jednu studii, která zjistila, ze nový krevní test by mohl predpovedet riziko výskytu recidivy zaludku u zen témer 8 mesícu pred objevením viditelných príznaku.

Dalsí studie zverejnená v srpnu 2015 identifikovala prírodní slouceninu nalezenou v dechu jako biomarker pocátecní cirhózy jater. Tento biomarker by mohl jednoho dne tvorit základ dýchacího testu pro diagnostiku tohoto onemocnení.

Jeden problém, který vzniká pri diagnostice zdravotních stavu, je to, ze príznaky nekterých stavu vznikají az po urcité dobe. V okamziku, kdy se tyto príznaky objeví na povrchu, základní stav bude postupovat do fáze, kdy je její lécba mnohem komplikovanejsí nez by bylo, kdyby byl problém jiz dríve objeven.

Nejvíce zrejmým príkladem tohoto problému by byly rakoviny, jako je rakovina pankreatu, které casto behem prvních fází nezpusobují zádné známky nebo príznaky, coz zpusobuje príznaky, jakmile se rakovina rozsírila do jiných cástí tela.

Ale tento problém je bezný problém. Dalsím príkladem by bylo, kdyby se implantát - napr. Implantace kycelního kloubu - nakazil nebo zpusobil zápal tkáne jizvy, která se tvorí. V dobe, kdy je zrejmé, ze se implantát kycelního kloubu stal infikovaným, je jediným resením odstranení implantátu a vlození nového.

Tento týden, MNT promluvil s Thomasem Websterem, profesorem a predsedou katedry chemického inzenýrství na Northeastern University v Bostonu, MA, o jeho soucasném pusobení v této problematice.

"Co jsme si u nás dnes uvedomili v nasem systému zdravotní péce, je, ze mnoho toho, co deláme, je velmi reakcionárské," rekl.

V tomto bode pozornosti se podíváme na to, jak se Prof. Webster a jeho kolegové snazí odklonit se od reakcního modelu zdravotní péce s rozvojem nanosenzory - nová forma technologie, která bude schopna sledovat nárust bakterií na implantátech a varuje klinické lékare, pokud je lécba zapotrebí pred tím, nez se problém vyvine.

Nanotechnologie: malá velikost, obrovský potenciál

Ríci, ze nanotechnologie je malá, by byla podcenováním - jeden nanometr je jedna miliardtina metru. List papíru je asi 100 000 nanometru silný. Jednoúrovnová uhlíková nanotrubice o prumeru 1 nanometru je 100 000krát mensí nez pramen vlasu. Pro srovnání, pramen vlasu je 100 000krát mensí nez dum o sírce 10 metru.

Muze být obtízné si predstavit, jak malé to je, ale výhody, které pricházejí s aplikací nanotechnologie na lékarství, jsou mnohem snazsí. Vedci se jiz podarilo vyuzít nanotechnologii ke zlepsení biologického zobrazování tak, aby klinici mohli detekovat nahromadení nepatrných cástic nebo molekulárních signálu spojených se zdravotními problémy.

Prof. Webster rekl MNT o predchozích projektech, ve kterých on a jeho kolegové zkoumali potenciál vyuzití nanocástic k lécbe bakteriálních a virových infekcí.

Nekteré chronické bakteriální infekce jsou zpusobeny baktériemi pestujícími v biofilmech - to popisuje T. Bjarnsholt z kodanské univerzity v Dánsku jako "hlíny uzavrené agregáty". Biofilmy jsou prícinou stavu, jako je pneumonie v prípadech cystické fibrózy a infekcí spojených s implantací.

"Léky a antibiotika nebudou pronikat do techto biofilmu," vysvetloval profesor Webster, "takze jediná vec, kterou je treba udelat, je jenom to, aby biofilm pracoval témer rucne tím, ze ho vytáhl z tkáne."

Nanocástice by mohly zmenit tento stav vecí, jak to informoval prof. Webster MNT:

"Takze jsme dokázali vyvinout tyto nanocástice, které skutecne mohou proniknout do biofilmu a potom zabít biofilm, regenerovat zdravou tkán v procesu, takze byste nepotrebovali tento typ operace."

Jinde prof. Webster a jeho kolegové pracovali na vývoji nanocástic urcených ke znicení specifických viru. Zlaté nanocástice jsou vyrobeny pro pripojení k virum, jako je Ebola nebo chripka; zahríváním cástic urcitými infracervenými vlnovými délkami mohou nanocástice potom znicit strukturu viru.

Profesor Webster shrnul, co vidí jako výhody nanotechnologie pro MNT:

"Myslíme si, ze existuje silný slib pro nanotechnologie, která se pouzívá v medicíne, zrejme proto, ze malá velikost vám umozní proniknout do bunek, dostat se do bunek a manipulovat s jejich funkce tak, jak to nemuzete udelat s konvencním materiálem."

Tam jsou obrovské kroky, které mohou být prijaty v lékarství s pomocí nanotechnologie. V soucasné dobe se vsak zameruje na profesor Webster a jeho tým, aby se podíval na to, jak lze tuto technologii vyuzít ke zlepsení konvencních forem lécby. nanosenzory Pojd do hry.

Lékar uvnitr tela

"V ideálním prípade chceme vytvorit senzory, které se v tele chovají hodne jako prirozené bunky," vysvetlil profesor Webster MNT. "Mnoho z nás by ríkalo, ze lidské telo je konecným senzorem. Muzeme to mnohem lépe pocitovat, nez co jsme dosud synteticky dosáhli."

Konstrukce senzoru pomocí nanotechnologie, která napodobuje lidské imunitní bunky, které cirkulují v tele, coz naznacuje, ze se neco deje a pozitivne reaguje na jakékoliv problémy, které by mohly být v budoucnu mozné, ale prozatím zustává velkým krokem.


Dosavadní tým zkoumali jejich nanosenzory tím, ze je pestovali na implantátech a katétrech z titanu.

Místo toho se prof. Webster a jeho tým rozhodli premenit konvencní zdravotnické prostredky, které jsou implantovány do tela tím, ze jim dávají senzory - nanosenzory -, které mohou urcit problém a na nej reagovat, pokud a kdy vznikne.

"Co jsme udelali jako první krok, jsou titanové implantace kycelního kloubu - jak by to nemocnice koupila - a potom rostla látka z povrchu implantátu kycelního kloubu, který muze vlastne elektricky pocitovat, jaký typ bunky je pripojen k povrchu," hlásil.

Snímace, vyrobené z uhlíkových nanotrubicek, jsou schopné snímat, zda bunky pripojené k implantátu jsou kostní bunky (jak by se dalo doufat), bakterie nebo zánetlivé bunky. Poslední dva typy bunek mohou naznacovat infekci nebo tvorbu jizvy, které by mohly pacientovi zpusobit problémy.

Vestavený do snímace je rádiová frekvence, která vysílá signály do externího pocítace, ze kterého muze klinik pristupovat ke vsem informacím prenáseným cidlem. Z techto informací muze klinik napríklad zjistit, zda implantát neobsahuje bakterie, zda má malé mnozství bakterií, s nimiz se organismus bude zabývat, nebo velké mnozství bakterií, které potrebují antibiotickou lécbu dríve, nez se plnohodnotná infekce dostane .

"Je zrejmé, ze poslední scénár by byl mnohem lepsí scénár, nez tomu bylo dnes," uvedl profesor Webster. "V podstate dnes nevíme, kdy je prílis mnoho infekce nebo prílis mnoho jizev, dokud není pozde a potrebujeme vytáhnout implantát zpet."

Stejne jako implantáty kycelního kloubu tým testoval jejich nanosenzory na katetrách stejným prístupem. Lidé, kterí dostávají zavedené katétry, jsou náchylní k infekci, coz znamená, ze nanosenzory monitorující hladiny bakterií mohou mít významný vliv na jejich péci.

Spolecný zájem, který mají lidé s nanotechnologií uvnitr lidského tela, je, zda jsou pouzité materiály toxické. Profesor Webster a jeho tým strávili spoustu casu tím, ze zajistí, ze materiály, které pouzívají - uhlíkové nanotrubicky a nekteré dalsí polymery - jsou netoxické.

Navíc v nekterých casných studiích na zivocisných modelech pozorovali, ze pouzívané materiály dokonce dokázaly zlepsit rust kostí pri pouzití implantátu kycelního kloubu. Takze i kdyz snímac neidentifikuje zádné problémy, je stále schopen podporovat rust kostí více nez pravidelný titanový implantát.

"Je to první krok k lepsímu implantaci," rekl prof. Webster, "ale nakonec je nasím cílem skutecne navrhnout tyto senzory, které fungují jako lidské telo."

Problémy s generováním energie a dat

Ackoli tyto nanosenzory ukazují velké sliby, zustanou jeste nekolik mostu, které je treba prekrocit dríve, nez se technologie dá aplikovat na lidské pacienty. Tým chtel, aby snímace mely stejnou zivotnost jako implantáty, ze kterých pocházejí, a prestoze to není problém pro katétr, který má tendenci zustat vkládán po dobu jednoho az dvou týdnu, mohou implantáty kycelního kloubu zustat 15 let.

V soucasné dobe tým generuje energii pro snímace tím, ze vyuzívá schopností uhlíkových nanotrubek komprimovat. Kdyz jsou nanotrubice stlaceny silou okolní tkáne, generuje se napetí. Nicméne, zatímco tato metoda muze generovat energii v krátkodobém horizontu, jak více tkáne roste na vrcholu senzoru, nakonec nebudou moci kompresovat.

Tento hlavolam je jednou z dvou významných otázek, které musí týmu prekonat predtím, nez mohou být senzory pouzity u pacientu s implantáty. Druhou hlavní výzvou pro tým je získání dostatecných údaju o testování, aby byla jejich technologie schválena príslusnými orgány.

Profesor Webster vysvetlil problém týmu:

"Tady v USA máme FDA, ze musíme získat souhlas, nez budeme moci klinicky pouzívat, a je to obrovské mnozství práce pro nekoho na univerzite, aby generoval tato data."

On rekl MNT ze tým doposud presvedcil mnoho kliniku a lékaru, ze jejich prístup je hodne cenný a ze prístup k informacím o stavu pacienta v reálném case by byl znacné prospech.


Tým doufá, ze jednoho dne bude jejich nanotechnologie vyuzívána nejen k monitorování sírení infekce, ale i k lécení onemocnení, jako je rakovina.

Vcasné testy byly také úspesné. Tým je v soucasné dobe uprostred druhého kola testu pouzívajících hlodavce, a jakmile tyto testy potvrdí drívejsí údaje, budou zkoumat svou technologii na vetsích zvíratech.

Profesor Webster pripustil, ze vzhledem k tomu, ze se veci staly, je lidská klinická studie pravdepodobne mezi 5-10 lety. Spolupráce v prumyslu by podle nej mohla urychlit tento proces, takze tým bude mít zájem pracovat se spolecnostmi nebo podnikateli, aby pomohl urychlit svuj výzkumný casový rámec.

"Jedná se o ranní dny pro vnitrní nanosenzory," píse v clánku publikovaném v Kabelové pripojení, "ale tento koncept má spoustu potenciálu." Pokud tým muze presvedcit financní zájemce o tento potenciál, nanosenzory by mohly být pouzívány u lidí dríve nez pozdeji.

Nejenze identifikovat problémy, ale lécit je

Jak jiz bylo zmíneno výse, vize týmu pro nanosenzory se rozsiruje nad rámec monitorovací úlohy, pri které poskytují informace klinikum. v Kabelové pripojení, Prof. Webster popisuje, jak mohou být senzory pouzity k lécbe problému pred tím, nez mohou zpusobit poskození tela:

"Pokud snímace vyzvednou cokoli, mohou být naprogramovány pomocí kapesního prístroje, aby uvolnili lék, který by zabíjel bakterie nebo snízil rust tkánových jizev, takze kosti mohly zdrave rust vedle implantátu.Uvolnením léku nebo v nekterých prípadech uvolnením malého napetí na míste muze být vyloucena toxicita zdravých bunek a výsledkem muze být úcinnejsí lécba. "

Dokonce jeste dále, prof. Webster predpokládá, ze jejich nanotechnologie je schopna lécit rakovinné bunky a podávat chemoterapeutické drogy s velkou presností bud prímo, nebo uvnitr nebezpecných bunek.

Je to jeste daleko, úroven technologického vývoje, kterou prof. Webster popsal jako "trochu jako Star Trek", ale je to cesta, kterou tým zacal chodit dolu. Casem by tato malá technologie mohla vést k obrovské revoluci v oblasti zdravotní péce.

Co je spirální zlomenina? Príciny a lécba

Co je spirální zlomenina? Príciny a lécba

Obsah Co je spirální zlomenina? Príciny Príznaky Diagnostika Lécba Komplikace Prevence a rizikové faktory Spirální zlomenina je zlomenina kosti, k níz dochází, kdyz je dlouhá kosti prerusena krouticí silou. Obvykle trvá kombinace chirurgie, odpocinku a fyzikální terapie, aby se zotavilo ze spirálních zlomenin.

(Health)

Prulom diabetu: bunky produkující inzulín vytvorené za pouzití malarických léku

Prulom diabetu: bunky produkující inzulín vytvorené za pouzití malarických léku

Diabetes v soucasné dobe postihuje 29 miliónu Americanu. Po desetiletí se vedci snazí nahradit inzulínové bunky pankreatu, které jsou tímto onemocnením zniceny. Prulomový výzkum muze najít zpusob, jak geneticky premenit alfa bunky na beta bunky produkující inzulín. Výzkumníci mozná nasli zpusob, jak nahradit beta bunky, které se bezne ztrácejí u diabetes 1. typu.

(Health)