Нанотехнології в медицині. Нанороботи та наномотори

Огляд застосування нанотехнологій в медицині загалом

Нанотехнології можуть мати різні застосування в різних сферах, але одна з найперспективніших і найважливіших - це медицина. Нанотехнології в медицині можуть принести багато переваг для діагностики, лікування і профілактики різних захворювань, а також покращити якість життя людей. У цьому творі я розгляну основні напрямки застосування нанотехнологій в медицині загалом.

Один з найпоширеніших способів використання нанотехнологій в медицині - це створення наночастинок, які можуть доставляти ліки до потрібних органів або клітин. Наночастинки - це дуже маленькі структури, які можуть мати розмір від 1 до 100 нанометрів. Наночастинки можуть бути створені з різних матеріалів, таких як метали, полімери, ліпосоми, квантові крапки і т.д. Наночастинки можуть бути функціоналізовані різними способами, наприклад, прикріплюючи до них антитіла, лектини, фолати і т.д., щоб покращити їх специфічну взаємодію з цільовими клітинами.
Наприклад, наночастинки з фолатом можуть бути використані для доставки хемотерапевтичних препаратів до ракових клітин, які мають поглинають фолат. Таким чином, наночастинки можуть зменшити токсичну дозу ліків і покращити їх ефективність.
Один із прикладів застосування нанотехнологій в медицині є наносенсори - це пристрої, які можуть виявляти наявність або концентрацію певних речовин або параметрів у біологічних середовищах. Наносенсори можуть мати різні форми та розміри, але загальною особливістю є те, що вони мають нанорозмірну чутливу частину, яка реагує на зміни у середовищі. Наприклад, наносенсор може мати наночастинку, яка змінює свою флуоресценцію при взаємодії з певним молекулярним маркером, або нанопровідник, який змінює свою електричну провідність при взаємодії з певним іоном.

Наносенсори можуть мати багато застосувань у медицині, особливо у діагностиці і моніторингу захворювань. Наносенсори можуть вимірювати різні біомаркери, такі як глюкоза, холестерол, гормони, ДНК, РНК, антитіла, бактерії, віруси і т.д. Наносенсори можуть бути розміщені на поверхні шкіри, вживлені під шкіру, або навіть циркулювати у кровообігу. Наносенсори можуть передавати інформацію бездротовим шляхом до зовнішніх пристроїв, таких як смартфони, годинники, або медичні системи. Таким чином, наносенсори можуть забезпечити ранню діагностику, контроль терапії, і профілактику захворювань.

Одним з прикладів застосування наносенсорів у медицині є проєкт [], який розробляється компанією Google у співпраці з Novartis. Цей проєкт передбачає створення контактної лінзи з інтегрованими наносенсорами і бездротовим модулем для вимірювання рівня глюкози у сльозах людей з діабетом. Ця інформація може бути передана до смартфона або іншого пристрою для аналізу і контролю глюкеміі.
Така контактна лінза може допомогти діабетикам у покращенні якості життя і запобіганні ускладнень.

Іншим прикладом застосування наносенсорів у медицині є проєкт [Cancer-Detecting Breathalyzer], який розробляється науковцями з Університету Кембриджа. Цей проєкт передбачає створення портативного пристрою для детекції раку за допомогою аналізу вдиханого повітря. Пристрій містить наносенсори, які можуть виявляти низькі концентраціі певних органічних сполук, які видаляються з організму при наявності пухлин. Такий пристрій може бути використаний для ранньої діагностики і скринінгу раку.

Ще один напрямок застосування нанотехнологій в медицині - це створення наноматеріалів, які можуть покращити властивості біомедичних імплантатів. Біомедичні імплантати - це пристрої, які можуть замінити або підтримувати функцію органів або тканин. Наприклад, біомедичні імплантати можуть бути стоматологічними протезами, штучними суглобами, стентами, кардіостимуляторами і т.д. Наноматеріали - це матеріали, які мають нові властивості через їх нанорозмірну структуру. Наприклад, наноматеріали можуть мати покращену механічну міцність, біосумісність, антибактеріальну активність, осеоінтеграцію і т.д. Наприклад, нанокомпозити на основі титану і графену можуть бути використані для створення легких і міцних стоматологічних імплантатів. Таким чином, наноматеріали можуть збільшити тривалість служби і ефективність біомедичних імплантатів.