納米技術和納米無人機的最新進展

納米技術和可攝入藥物在醫學領域的應用越來越引起人們的關注。 測量生命體徵的非侵入式可攝取傳感器,以及使過程更舒適的可攝入設備現在正在成為主流。 納米技術進展的另一個重要領域是開發納米粒子,可以攜帶藥物並靶向特定的細胞或組織。

這些可生物降解的納米“無人機”在醫學的不同領域具有巨大的潛力。 它們已經被引入腫瘤學並用於減弱小鼠模型中的腫瘤細胞防禦 。 2015年,心髒病專家還利用納米技術提供藥物和修復動脈 ,為以新穎方式治療動脈粥樣硬化鋪平了道路,可能預防心髒病發作和中風。

利用納米技術解決炎症

Science Translational Medicine上發表的一項動物模型研究報告說,納米級無人機可以有效地重建動脈粥樣硬化斑塊,使得斑塊更加穩定並且不太可能破裂並變成可能致命的血塊。 來自哈佛醫學院,布萊根婦女醫院和哥倫比亞大學的研究人員設計了納米抗菌藥物,這些納米抗菌藥物被設計用於將抗炎物質直接運送到目標位置。

未解決的炎症是動脈粥樣硬化病變發展的主要因素。

當使用含有由人體自身的抗炎蛋白膜聯蛋白A1製成的治療物質的納米無人機時,患有晚期動脈粥樣硬化的小鼠獲得顯著改善。 不僅炎症減輕,小鼠的動脈也得到修復,這種治療的一個組成部分是這種新型治療所特有的。

修復損傷的冠狀動脈對於預防心髒病發作非常重要,並且還可以抑制動脈粥樣硬化引起的死亡人數,動脈粥樣硬化目前是美國疾病和死亡的主要原因。 據推測,該創新過程應該很快進行微調並在人體上進行測試,從而提供一種令人興奮的方式來通過靶向局部遞送肽來治療炎症。

普渡大學威爾頓生物醫學工程學院的研究人員描述了另一種利用納米技術治療炎症的突破性方法。 他們開發了一種可用於治療外周動脈疾病的膠原結合納米顆粒系統。 這種新方法使用的納米粒子與膠原結合併釋放抗炎肽。 這些納米粒子還可以減少炎症,並促進受傷組織的再生。

納米粒子修復上皮損傷

傷口修復是另一個治療領域,可以成功應用納米粒子以促進經常難以治癒的過程。 埃默里大學的Giovanna Leoni及其同事使用將含有天然蛋白膜聯蛋白A1的納米顆粒系統遞送至受損的腸粘膜。

慢性粘膜損傷是許多腸道炎症狀況的特徵,包括潰瘍性結腸炎和克羅恩病,這些疾病影響估計有160萬美國人。 最近對小鼠的研究表明,抗炎物質的靶向遞送增強了傷口組織的癒合過程並促進了上皮傷口修復。 在他們發表在“臨床研究雜誌”上的文章中,作者提出,納米顆粒內包裹的肽的局部遞送可能是炎症性腸病(IBD)患者的新治療策略。

對天然納米顆粒的開發也有興趣,可以幫助治療IBD等疾病。 由食用生薑衍生的納米顆粒已成功用於亞特蘭大喬治亞州立大學的張明正領導的研究。 天然納米粒子可能潛在地減少與合成化學品生產相關的困難。

Nanomesh敷料治療慢性傷口

澳大利亞斯威本科技大學的Martina Abrigo和她的研究小組證明了納米技術的另一種可能用途。 Abrigo正在探索微小顆粒的外部應用來治療慢性感染傷口。 她用電紡聚苯乙烯纖維製成了一種網狀物,旨在吸引傷口內的細菌。 納米網為細菌如金黃色葡萄球菌和大腸桿菌提供了最佳的生長條件,因此它們被吸引到網格中,使傷口保持清潔。 通過掃描電子顯微鏡和共聚焦顯微鏡的組合來測試對不同纖維直徑的網眼的細菌響應。

細菌特別吸引到與它們大小相同的纖維。 在ACS應用材料和接口中發表的結果表明,靜電紡絲納米纖維可能是一種控制常見細菌感染傷口的新方法。 迄今為止,科學家們僅通過皮膚模型進行了組織工程化的體外實驗和實驗。 然而,預計在不久的將來,將對活體組織進行類似的測試,以評估這種新方法的潛力。 已經使用一些其他類型的納米顆粒傷口敷料進行了體內研究,例如,銀納米顆粒取得了一些成功。

>來源:

> Abrigo M,Kingshott P,McArthur S. Electrospun聚苯乙烯纖維直徑影響細菌附著,增殖和生長。 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的靶向納米顆粒可防止高膽固醇血症小鼠中的晚期動脈粥樣硬化。 Science Translational Medicine ,2015; 7(275)。

> Leoni G,Neumann P,Reutelingsperger C等人。 包含細胞外囊泡和聚合物納米顆粒的膜聯蛋白A1'促進上皮傷口修復。 Journal of Clinical Investigation ,2015; 125(3):1215-1227。

> McMasters J,Panitch A.全長文章:膠原結合納米粒子用於細胞外抗炎症肽遞送降低血小板活化,促進內皮遷移並抑制炎症。 Acta Biomaterialia ,2017; 49:78-88。

>張M,Viennois E,梅林D,等。 食用薑源性納米顆粒:一種用於預防和治療炎症性腸病和結腸炎相關癌症的新型治療方法。 Biomaterials ,2016; 101:321-340。